混凝土泌水影響因素研究*

丁煒，潘云峰

（1. 泰州金禾商砼制品有限公司，江蘇 泰州 225300；2. 河海大學淮安研究院，江蘇 南京 210089）

混凝土泌水影響因素研究*

丁煒1，潘云峰2

（1. 泰州金禾商砼制品有限公司，江蘇 泰州 225300；2. 河海大學淮安研究院，江蘇 南京 210089）

混凝土泌水容易引起砂線、麻面等看得見的缺陷，也一定程度上影響混凝土性能。混凝土泌水受多種因素控制。本文采用正交設計方法，綜合考慮砂率、粉煤灰和引氣劑對混凝土泌水的影響。研究發現，三種方法均能改善混凝土泌水，但需注意礦物摻合料和引氣劑對強度損失的影響。

混凝土；泌水；引氣劑

0　前言

混凝土拌合物經澆筑、振搗后，在凝結、硬化的過程中，伴隨著粒狀材料的下沉所出現的部分拌合水上浮至混凝土表面的現象，叫做混凝土的泌水[1,2]。工程界普遍關心混凝土的強度是否達標，混凝土是否開裂等，一定程度上忽視了混凝土的泌水[3,4]；而實際上，泌水不僅在混凝土表面產生砂線、砂斑、麻面等看得見的缺陷，還會導致表面的塑性開裂，在石子的底部或側面形成孔隙，并形成泌水通道，輕者影響混凝土的美觀，重者影響到整個混凝土結構的性能[5,6]。

混凝土泌水受原材料、外加劑、水灰比和砂率等多種因素控制[7-9]。本文綜合比較其中礦物摻合料、引氣劑和砂率對混凝土泌水的影響規律。

1　試驗原材料

（1）水泥 (C)：江南小野田 P·Ⅱ52.5。

（2）礦物摻合料：各項指標見表 1 和表 2。

表1　Ⅰ級粉煤灰(Fa)指標 %

表2　S95 礦渣(SL)指標

（3）砂、石骨料：各項指標見到 3 和表 4。

表4　石(G)性能指標 %

（4）外加劑：JM-B 萘系高效減水劑、JM-2000c 新型混凝土引氣劑。

（5）水 (C)。

2　試驗方法

試驗采用三因素三水平的正交設計法：綜合考慮粉煤灰、引氣劑和砂率三種因素對混凝土泌水的影響，并將三種因素各設定 3 個水平值。正交因素、水平表如表 5 所示。

表5　正交因素、水平表

按照上述摻量共設計九組試驗，正交設計試驗方案見表6。

表6　正交設計試驗方案

在保持與基準配比相同水膠比的情況下，調整減水劑和用水量，控制基準配比和試驗配比坍落度值 (210±10)mm，并盡量保持相同的擴展度。試配混凝土配比如表 7 所示。

表7　試配混凝土配合比設計值 kg/m3

隨后，分別測試不同試驗配比下的坍落度、擴展度、含氣量、泌水率和抗壓強度比。

3　試驗結果與討論

3.1新拌混凝土性能

按照試驗方案，測試新拌混凝土性能如表 8 所示。

表8　新拌混凝土性能

3.1.1各因素對用水量的影響

根據表 8 結果，可得出如表 9 所示的單位實際用水量正交極差分析具體數據。為直觀起見，做如圖 1 單位用水量效應曲線圖。

從單位用水量效應分析圖可看出，在保持相同的水灰比不變，在坍落度達到相同的情況下，各因素對單位用水量的影響程度為：粉煤灰摻量＞引氣劑＞砂率。隨著粉煤灰摻量的增加單位用水量的下降十分明顯，引氣劑的減水作用隨著摻量的增加變化不大，砂率在 43% 的時候對減少單位用水量最有利，增加或降低砂率都會使單位用水量增加。在保持其他條件相同的時候，減少單位用水量對改善泌水是十分有利的。根據極差分析結果可以看出：選擇砂率 43%，Fa 摻量35%，引氣劑摻量 0.4/萬時可以使單位用水量最小。

表9　單位用水量正交極差分析

圖1　單位用水量效應曲線圖

3.1.2各因素對泌水率影響

根據表 8 結果，可得出如表 10 所示的泌水率正交極差分析具體數據，并做圖 2 所示泌水率效應曲線圖。

表10　泌水率正交極差分析

從表 10 可以看出，九組試驗配比都不同程度的改善了混凝土的泌水，泌水率明顯降低，泌水率比一般在 60% 左右。在不同配比下泌水的減少程度相差很大，主要是因為砂率，Fa 摻量和引氣劑摻量對混凝土的泌水都有很大的影響，在三個影響因素的共同作用下造成的泌水率差異。根據實際測試結果也發現，在單位用水量減少的時候泌水率并不一定降低，由此可見降低單位用水量雖然可以減少泌水，但在其他因素的影響下并不一定起主導作用。

圖 2 是泌水率效應曲線圖，從極差的計算結果可以看出，引氣劑摻量的變化對混凝土的泌水影響最大，Fa 摻量次之，砂率的影響最小。同時可以得出使泌水最小的配比應該是：砂率 46%，Fa 摻量 35%，引氣劑摻量 0.4/萬。

圖2　泌水率效應曲線圖

3.2硬化混凝土性能

表11　不同配比下抗壓強度及抗壓強度比

表 11 是在不同試驗配比下的抗壓強度及抗壓強度比。從表中可以看出強度的變化比較大，這可能由三個因素造成：一是隨著引氣劑摻量的增加，強度的損失也逐漸增大，其中配比三等幾組配比的抗壓強度比僅為 30%～40%；二是粉煤灰的摻量也對混凝土強度產生影響，當粉煤灰摻量在 35%時，混凝土抗壓強度均有所下降；第三，由于保持水灰比不變，在粉煤灰和引氣劑的雙重減水作用下，膠凝材料用量減少，這也造成了混凝土抗壓強度的降低。但砂率相對于引氣劑和粉煤灰對混凝土強度的影響十分小，因而小范圍的調整砂率不僅可以改善泌水，同時對混凝土的其他性能也不會帶來不利的影響。

4　結論

本次試驗以改善混凝土泌水為目的，采用正交設計方法，綜合考慮三種途徑對混凝土泌水的影響。通過試驗測試，得出以下結論：

（1）三種改善途徑（調整砂率、摻加粉煤灰和摻引氣劑）都可以有效的減少混凝土的泌水。在試驗的范圍內，引氣劑對改善混凝土的泌水效果最為顯著，粉煤灰次之，砂率的影響作用最小。

（2）從抗壓強度及抗壓強度比的測試結果可以看出，引氣劑摻量對混凝土的強度的影響較大，隨著含氣量的增加強度損失十分明顯。摻入粉煤灰對混凝土早期強度有一定的影響，但根據粉煤灰的活性指數可以看出粉煤灰對混凝土后期的強度影響較小。砂率的改變對強度影響較小，因此調整砂率對小范圍改善泌水比較適用。

（3）在試驗范圍內得出改善混凝土泌水的最優配比是：砂率選取 46%，粉煤灰摻量 35%，引氣劑摻量 0.4/萬。此配比對混凝土強度有一定的影響，因而需適當降低水灰比以保證強度。

[1] 劉加平．外加劑改進混凝土泌水的試驗研究[J]．混凝土與水泥制品，2004,(4): 14-16

[2] 郝成偉．60～80MPa 大流動性混凝土配合比試驗研究[J]．工業建筑，2003,33(8): 19-20．

[3] 梁志林．大體積混凝土拌和物泌水性能探討[J]．商品混凝土，2005,(4): 18-21．

[4] 揚全兵．對混凝土引氣劑的新認識[J]．黑龍江交通科技，2000,(S1): 27-29．

[5] 劉數華．粉煤灰對混凝土的需水量、坍落度和泌水性的影響[J]．粉煤灰綜合利用，2005,(3): 47-48．

[6] 杜建國．泌水對水泥混凝土抗折強度的影響[J]．安徽機電學院學報，2002,(3): 63-66．

[7] 魏麗萍．水在混凝土中的作用及對混凝土性能的影響[J]．安徽建筑工業學院學報（自然科學版）．2002,10(1): 17-20．

[8] 李志勇．混凝土泌水的因素分析[J]．四川建筑，2006,(2): 128-129．

[9] 丁昭鴻．水泥泌水性的改善途徑[J]．水泥，1998,(11):27-29．

［通訊地址］江蘇泰州市高港區永安洲鎮東首（225300）

廣西水利科技項目（201215,201312,201419）

丁煒（1985—），男，江蘇靖江人，畢業于河海大學無機非金屬材料專業，泰州金禾商砼制品有限公司試驗室主任。