現代混凝土假凝和泌水原因分析及預防措施

李聰（延安大學　建筑工程學院，陜西　延安　716000）

現代混凝土假凝和泌水原因分析及預防措施

李聰
（延安大學建筑工程學院，陜西延安716000）

摘要：混凝土的假凝和泌水，雖然是建筑工程不常出現的現象，但在工程中一旦發生，后果極難挽救，影響混凝土的強度和耐久性，假凝和泌水恰恰是混凝土的兩種極端破壞.針對混凝土表面泌水、迅速假凝產生的破壞，本文就其產生的原因作出對比和合理分析，并探討一些可行預防措施.

關鍵詞：混凝土；假凝；泌水；原因分析；危害；措施

泌水是新拌混凝土在靜止狀態下，從漿體中泌出部分拌合水并在表面集聚，一直持續到膠凝材料漿體充分凝結為止，是保水性能差引起的，影響混凝土質量；假凝是水泥一種不正常的初期固化或過早變硬征象，陪伴放熱，產生伸縮縫使混凝土耐久性、密實性下降.而產生假凝和泌水現象原因總體可分為內因和外因，內因主要是由水泥水化時對水的需求量影響，外因取決于環境氣候及混凝土振搗過程.

1　產生原因分析

假凝主要由于混凝土內部缺水引起，在某段過程中，混凝土內所含水量小于正常凝結所需要的總水量時，就有可能發生假凝現象.影響含水量的多少與水泥水化反應對水需求量，環境因素使混凝土水分蒸發以及振搗后結構排水等因素有關，假凝出現往往伴隨著裂縫；水是混凝土拌合物經澆注、振搗后，在凝結、硬化的進程中，伴隨著粒狀材料的下沉所顯現的局部拌合水上浮至混凝土表層的跡象，混泌凝土澆注與搗實后初凝前，在骨料的重力作用下，流動性較好的水泥漿上浮，局部水分向外蒸發上浮至混凝土上表層，產生泌水，同時顯現浮漿層.與假凝相反，混凝土內所含水量大于正常凝結所需要的總水量時，就可能發生泌水現象.[1]

1.1　內因

1.1.1水泥比表面積的影響

表1水泥比表面積對混凝土假凝、泌水影響

水泥水化速度與其顆粒細度有關，顆粒越細水化速度越快，在混凝土終凝前需水量就大，在其他穩定條件下發生假凝的可能性就會越大，產生泌水的可能性反而越小.根據實驗與經驗，在氣溫低于25℃、水泥中鋁酸三鈣（C3A）含量低于5%、水灰比小于0.45，而且比表面積小于350m2/kg時，混凝土不會產生假凝，卻會產生泌水；當比表面積大于350m2/kg且小于380m2/kg時，在其他相同條件下，假凝和泌水時有發生；當比表面積大于380m2/kg時，混凝土會發生假凝，但不會發生泌水，具體如表1所示.

1.1.2水灰比的影響

水灰比直接決定了水泥漿的稠度.在水泥用量相同時，增大水灰比會使水泥漿的流動性加大.如果水灰比不當使混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良而產生流漿、離析，嚴重影響混凝土的強度.水灰比越小，造成混凝土暫時缺水的可能性就越大，導致假凝可能行就高，水灰比一定時，凝結過程中其他水化反應及環境影響消耗一定水分，增加需水量；當顆粒形成最穩定的結構，混凝土會自身達到充滿水的最小孔隙率，因此再加入水后就成為多余水，可能析出直接發生泌水，在高溫和大風環境下應加大水灰比.

1.1.3水泥中鋁酸三鈣（C3A）和硅酸三鈣C3S含量的影響

鋁酸三鈣與水反應：

3CaO?SiO2+nH2O=2CaO?SiO2?（n-1)H2O+Ca（OH)2

鋁酸二鈣與水反應：

2CaO?SiO2+nH2O=2CaO?SiO2?nH2O

硅酸三鈣與水反應：

3CaO?Al2O3+6H2O=2CaOAl2O3?6H2O

由于C3A的水化速度極快，水化熱極高，對混凝土的初凝和終凝時間有極大地影響，含量高時，混凝土初凝時間縮短，失水加快，需水量最大，表現為混凝土漿體的流動性.C3A的水化時放熱大，使混凝土溫度升高，加速硅酸三鈣的水化反應和自由水的蒸發，使混凝土需水量大幅上升，流動性減小，故在其他條件不變情況下，采用C3A含量高的水泥易導致假凝；同樣，C3A的水化時放熱大，加速了C3S和C4AF水化，需水量上升，使得內部多余水減少，故在C3A含量低時會導致泌水.C3A含量對水泥流動性關系曲線如圖1.可看出伴隨C3A含量增加，開始時流動性不斷減小，而若是2小時后流動性則是先增加后減小.

圖1 CA3的含量對水泥流動性影響

C3S是水泥中有效成分，在前期需水量很大，其含量提高，對縮短工期、短期拆膜、配制高標混凝土帶來便利，但水化反應放熱量增大，強度和溫度上升快，也是導致假凝和收縮裂縫的直接原因，當其含量低是又會發生泌水，因此施工前應該應計算好合適含量.[2]

1.2外部因素影響

1.2.1施工溫度和空氣相對濕度

施工溫度升高會使混凝土表面失水速度加快，加速減少混凝土內部自由水含量，易導致假凝，這就是夜晚施工比白天施工、春秋季施工比夏季施工假凝現象產生概率小的直接原因.如果空氣相對濕度過低會加速混凝土內部水分的蒸發，消耗含水量，故在北方施工比在南方施工、晴天施工比大霧天氣施工更容易假凝的原因，而泌水恰恰相反.

1.2.2外界風速

風速是混凝土假凝的外因，風速越大，空氣流速越快，致使混凝土表層失水速率加速，在空曠地更易發生假凝；反而當失水加快時，又減少了多余水含量，會使得發生泌水概率減小.因此做好現場保護工作很有必要.

1.2.3添加劑的使用

細顆粒對控制混凝土的泌水有很大作用.可在混凝土中摻加一定量摻合料，摻加混合材料如Ⅱ級以上的粉煤灰，可進一步提高膠結料的粘聚性和保水性.引氣能減少混凝土泌水，在一些混凝土質量要求較高的施工（如機場和路面）中，可適當摻加少量引氣劑.摻加引氣劑和優質的粉煤灰對于提高拌合物的流動性和粘聚性作用顯著，解決泌水問題時要優先考慮.

1.2.4單位用水量

水泥漿給予混凝土拌合物流動性，在水灰比穩定的情況下，單元體積內水泥漿愈多，混凝土拌合物的流動性愈大，與骨料摻加有直接原因；若水泥漿過量，將會呈現流漿征象，使混凝土拌合物的粘聚性變差.增加水灰比或增添水泥漿的用量終究都表現為混凝土用水量的增長，也是對假凝和泌水發生的直接原因.用水量是拌合物流動性起決定性作用的.

當然，影響混凝土質量的因素有方方面面，每一個環節都是關鍵，導致混凝土假凝和泌水的因素和很多，在同等條件下，素混凝土比鋼筋混凝土容易發生泌水而不易產生假凝.以上就主要因素做出分析，還有一些次要原因，如：混凝土凝結時間、砂率、配合比、骨料細度、骨料溫度、石膏性能、攪拌時間……除了特殊情況下，混凝土的假凝和泌水影響是恰恰相反，主要由于假凝是混凝土內缺水，而泌水則是由于混凝土內部存在多余水分.

2　假凝與泌水的危害

水泥水化放熱，混凝土導熱能力差，當凝結迅速放熱會使混凝土內溫度升高，硬化時體積膨脹與冷卻時體積收縮，較大溫度差梯度使結構體開裂；在混凝土灌注施工過程中，倘若混凝土在溜桶或導管中出現瞬凝，會導致樁孔報廢，造成不可估量的經濟損失.異常的凝結使大面積澆筑的混凝土產生冷縫，降低混凝土質量，耐久性、密實性、抗凍及抗滲能力變弱；存在流砂水紋的混凝土表層強度、抗風化和抗腐蝕的本領較差，使得混凝土的滲透性加大，鹽溶液和水份和有害物質輕易進入混凝土中，輕易產生泌水，增大混凝土水灰比，產生浮漿，降低混凝土強度和耐磨性.泌水觸發混凝土產生地沉降導致混凝土產生塑性裂紋.對于分層澆注的混凝土受下層混凝土泌水的影響，降低混凝土結合強度并易形成裂縫.[3]

3　防止產生的措施

（1）選擇優質原料，對砂粒、水泥、煤灰、礦粉、外加劑進行篩選，適當增加水泥用量和混凝土的砂率，避免適用假凝的水泥，選用泌水較小的減水劑；

（2）做好施工維護處理，保證施工環境.結合現場自然環境，施工前進行試驗模擬，運用控制變量法比較試驗選出最優方案.

（3）施工時延長攪拌時間，合理使用鋁酸三鈣（C3A）和硅酸三鈣（C3S）的含量，避免引起假凝與泌水.

（4）進行對比試驗，進行試驗驗算，取最佳配合比.在保證施工質量的前提下，減少單位用水量.

（5）施工方面，要控好混凝土的振搗時間，防止過振，另外應該盡快采取相應排除泌出水分的措施.在泌水過程結束時，利用二次搗實的辦法，則可以使現實的水灰比下降，提高強度.

4　結束語

伴隨工業的不斷發展，現代水泥的技術發展不斷加快，也是推進混凝土技術不斷突破的原因.假如一個土木工程師不懂得水泥的性質和施工工序，那么他就很難解決混凝土中遇見的微小問題，作為新時代的建筑師，要想方法把現代水泥技術與現代混凝土施工工藝完美結合，進行協調控制，提高混凝土質量和耐久性能就是現時代的建筑突破.我們在沿用老方法，舊工藝的同時要不斷進步，取其精華，去其糟粕之處，不斷創新突破，適應時代要求，把建筑做的更完美、安全、舒適、環保.以上綜述了混凝土產生假凝和泌水的原因及預防措施，以供各位學者參閱，提出寶貴建議.

參考文獻：

〔1〕石寶莉，殷鈺，劉俊浩.關于水泥假凝問題的探討[J].2008.

〔2〕吳科如，張雄，姚武，張東.混凝土[M].北京：化學工業出版社，2005.163-163.

〔3〕鄒其，馮中軍，鄧最亮，陳存振，傅樂峰.水泥假凝問題的研究及解決措施初探[J].商品混凝土，2012（11）.

基金項目:陜西省大學生創新訓練項目“BIM綠色建筑技術應用與實踐”（1091）

中圖分類號：TU528

文獻標識碼：A

文章編號：1673-260X（2015）07-0063-02