混凝土泌水原因的分析

張希剛

（山東麒升新型材料有限公司，山東 濟(jì)南 250121）

0 引言

混凝土泌水是在混凝土施工過程中經(jīng)常遇到的一種質(zhì)量事故，混凝土泌水影響混凝土的和易性和施工性能、影響混凝土強(qiáng)度的增長并且容易造成混凝土堵泵影響施工進(jìn)度，給工程造成一些不必要的經(jīng)濟(jì)損失。為了能夠提前預(yù)防混凝土泌水現(xiàn)象的發(fā)生，保證混凝土質(zhì)量，談一下幾點看法：

1 水灰比

水灰比是抗?jié)B混凝土配合比設(shè)計中必須要考慮的一個重要因素，JGJ55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》中，對抗?jié)B混凝土的最大水灰比做出了相應(yīng)的規(guī)定，見表1。規(guī)定混凝最大水灰比是因為：水灰比大的混凝土，混凝土內(nèi)部存在大量的游離水，并且隨著混凝土凝結(jié)時間的變長，游離水在混凝土內(nèi)部壓力的作用下通過毛細(xì)孔，流到混凝土的表面，造成混凝土泌水。

表1 抗?jié)B混凝土最大水灰比

2 膠凝材料

膠凝材料通常是指水泥、礦粉、粉煤灰及硅灰等。水泥作為混凝土的主要膠凝材料，混凝土泌水與水泥的泌水性能密切相關(guān)。水泥的顆粒級配、粗細(xì)程度及凝結(jié)時間都會影響混凝土的泌水。顆粒級配良好的水泥，可以減少水泥內(nèi)部的空隙率，切斷水泥內(nèi)部游離水的運(yùn)動路徑，能有效的防止混凝土泌水；水泥越細(xì)，比表面積就越大，水泥的水化速度就越快，混凝土在硬化前所需要的水量就越大，混凝土就越不容易泌水；水泥的凝結(jié)時間越長，混凝土的硬化時間就越長，水泥顆粒的沉降時間就越長，混凝土就越容易泌水。不同品種、不同強(qiáng)度等級的水泥，水泥的顆粒級配、粗細(xì)程度和凝結(jié)時間都不相同，泌水程度也不相同。

礦渣微粉又稱為礦粉。礦粉主要用于混凝土摻合料，由專業(yè)的工廠生產(chǎn)，制作混凝土?xí)r加入到混凝土中，礦粉在生產(chǎn)的時候加入適量的石膏，石膏可以延長混凝土的凝結(jié)時間，但凝結(jié)時間延長容易造成混凝土泌水。因此 JGJ55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》對混凝土配合比設(shè)計中礦粉的摻量做出了規(guī)定。礦粉經(jīng)反復(fù)的加工磨細(xì)，比表面積可到達(dá) 400～500m2/kg 之間，產(chǎn)生微集料效應(yīng)。以微集料的形式存在于混凝土中，改善混凝土中的孔結(jié)構(gòu)，使孔徑得以細(xì)化和均化，提高混凝土的抗?jié)B性，可以顯著減少水泥混凝土的泌水量，改善水泥混凝土的和易性。

粉煤灰是電廠煙囪里的灰塵、固體物收集起來，經(jīng)過反復(fù)的加工磨細(xì)形成的一種礦物摻合料。粉煤灰的結(jié)構(gòu)在顯微鏡下觀察，粉煤灰是晶體、玻璃體及少量未燃炭組成的一個復(fù)合結(jié)構(gòu)的混合體。由于粉煤灰的形狀是以玻璃體的形式存在的，在混凝土中發(fā)生滾珠效應(yīng)增加混凝土的和易性，并且粉煤灰的產(chǎn)漿量約是水泥的 3 倍，可以顯著提高混凝土的和易性、密實性和流動性，以提高混凝土的抗?jié)B性。粉煤灰還可以減少混凝土的碳化，提高混凝土的表面強(qiáng)度，增強(qiáng)混凝土表面抗開裂的能力，也能反映粉煤灰可以提高混凝土的抗?jié)B性。

3 骨料

粗細(xì)骨料級配不合理，引起顆粒空隙增大，自由水上升引起混凝土泌水，是混凝土泌水的原因之一。試驗室對5～10mm、10～25mm 粗骨料性能試驗，試驗結(jié)果見表2。

表2 骨料性能試驗

從試驗室進(jìn)行的檢查結(jié)果分析：單粒級配粗骨料5～10mm、10～25mm 的石子，孔隙率分別為：43%、46%。分別拌合混凝土拌合物后測定其泌水率分別為 5.1%、8.0%。按 3∶7 的比例復(fù)摻 (5～10)∶(10～25) 粒徑的石子，孔隙率為 40%，混凝土泌水率為 2.6%。

試驗室對細(xì)骨料也進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，試驗結(jié)果如下：細(xì)度模數(shù)最大 3.31，最小 2.30。用不同細(xì)度模數(shù)的砂拌合混凝土拌合物，測定其泌水率分別為：細(xì)度模數(shù) 3.31 時，泌水率 14.5%；細(xì)度模數(shù) 2.30 時，泌水率 7.7%。然后又將河沙和人工砂進(jìn)行復(fù)配，配置成級配良好的砂子，測定其細(xì)度模數(shù) 2.53，泌水率 3.95%。由此可見粗細(xì)骨料的級配對混凝土泌水影響很大。

4 減水劑

夏季混凝土使用的外加劑通常為緩凝高效減水劑，摻量過多或者其中緩凝組分過多，影響混凝土的凝結(jié)時間，造成石子下沉，水、水泥和砂石土出現(xiàn)分析現(xiàn)象，即造成新拌混凝土的泌水和離析，大量的自由水泌出混凝土表面，影響水泥的凝結(jié)硬化，影響混凝土拌合物的性能。

外加劑可以從以下兩個方面進(jìn)行調(diào)整，一個是合成，一個是復(fù)配。

通過調(diào)整合成工藝，可改變減水劑的分子量或者分子鏈長度。實踐證明，如果減水劑的分子量較大、分子鏈較長，會使混凝土的泌水減少；如果分子量較小、分子鏈較短，雖可使減水率增加，但同時使混凝土的泌水率增大。

復(fù)配是改善混凝土泌水性能的一個行之有效的方法。復(fù)配過程中，可以引入合適的增稠組分，如各種纖維素、糊精等水溶性高分子材料。實驗室進(jìn)行了增稠劑 H 摻量對混凝土泌水率的影響試驗，摻量從 0 到 0.50×10-4，結(jié)果列于表3。試驗結(jié)果表明，在此摻量范圍內(nèi),隨著增稠劑 H 摻量的提高，混凝土的泌水率明顯下降，而對坍落度和坍落度損失，以及對擴(kuò)展度和擴(kuò)展損失均無不良影響。

增稠劑 H 摻量對混凝土泌水率的影響見表3。

外加劑中摻有適量的引氣劑，引氣劑在混凝土內(nèi)部形成大量均勻、質(zhì)量穩(wěn)定的微小氣泡，這些氣泡均勻的分散在混凝土內(nèi)部，有的分散在泌水通道中，切斷了游離水的運(yùn)動路徑，有效地防止了混凝土泌水。試驗過程分析如表4。

5 施工影響

混凝土在振搗過程中要堅持：“快插、慢拔”的原則。將混凝土內(nèi)部的氣泡，引出。在振搗過程中，如果混凝土棒從混凝土中提出的速度過快，則會導(dǎo)致混凝土振搗不密實、漏振等現(xiàn)象，這樣在混凝土內(nèi)不會形成大量的毛細(xì)管，增加混凝土的泌水率；如果混凝土在振搗過沖出現(xiàn)過振現(xiàn)象，則混凝土漿體上浮，出現(xiàn)離析現(xiàn)象。另外如果是泵送混凝土，泵送過程中的壓力作用會使混凝土中氣泡受到破壞，導(dǎo)致泌水增大。

6 結(jié)束語

混凝土拌合物泌水不僅影響混凝土強(qiáng)度的增長，也影響混凝土拌合物的施工性能影響混凝土的施工速度。給工程的施工帶來一些負(fù)面影響。我們作為混凝土生產(chǎn)企業(yè)要綜合考慮公司的原材料現(xiàn)狀，將混凝土泌水現(xiàn)象降到最低。以實現(xiàn)我們以質(zhì)量求生存的經(jīng)營目標(biāo)。

表3 增稠劑摻量對混凝土泌水率的影響

表4 含氣量對混凝土泌水率的影響