摘 要: 泌水是混凝土施工生產(chǎn)中的一種常見缺陷。它對混凝土的強(qiáng)度、外觀質(zhì)量和耐久性有一定影響。通過影響水泥混凝土泌水的主要因素進(jìn)行重點(diǎn)論述，總結(jié)并提出了解決水泥混凝土泌水的措施方法，以期防止由于泌水而造成的混凝土質(zhì)量缺陷。

  關(guān)鍵詞: 混凝土;泌水;因素;措施

  泌水是混凝土施工生產(chǎn)中的一種常見缺陷?？梢哉f，在目前的水泥品種和其他施工條件下，無論是流動(dòng)性水泥混凝土、塑性水泥混凝土還是干硬性水泥混凝土，都存在著不同程度的泌水問題，泌水問題長期困擾著廣大建設(shè)者。

  1 混凝土泌水的表觀現(xiàn)象及危害

  (1) 泌水的結(jié)果，使表面混凝土含水量增加，硬化后混凝土表面強(qiáng)度下降。

  (2)由于混凝土泌水時(shí)內(nèi)部水析出，外加劑也部分隨析出水一起分布到混凝土的表面，造成混凝土表面外加劑含量加大，使混凝土的凝結(jié)時(shí)間加長。

  (3)上升的水還會(huì)聚結(jié)在粗集料或鋼筋的下方，硬化后成為空隙，出現(xiàn)弱粘結(jié)地帶。

  2 影響混凝土泌水的因素

  2. 1 原材料對混凝土泌水的影響

  2. 1. 1 水泥對混凝土泌水的影響

  水泥作為混凝土中最重要的膠凝材料，與混凝土的泌水性能密切相關(guān)。水泥的凝結(jié)時(shí)間、溫度、顆粒級配、混合料種類等都會(huì)影響混凝土的泌水性能。

  (1)水泥的凝結(jié)時(shí)間對泌水的影響。

  水泥的凝結(jié)時(shí)間越長，所配制的混凝土凝結(jié)時(shí)間就越長，且凝結(jié)時(shí)間的延長幅度較水泥凈漿成倍地增長，在混凝土凝結(jié)硬化之前，水泥顆粒沉降的時(shí)間越長，混凝土越易泌水。

  (2)溫度對泌水的影響。

  施工時(shí)溫度升高也同樣會(huì)使空氣流動(dòng)速度加快，使水泥混凝土表面失水速度加快。減少了水泥混凝土內(nèi)多余水的含量， 泌水現(xiàn)象就會(huì)減少。這也是夜間施工比白天施工、冬季施工比夏季施工更容易泌水的直接原因。

  (3)顆粒級配對泌水的影響。

  從試驗(yàn)可以看出，水泥的水化速度與其顆粒粗細(xì)有很大關(guān)系。粉磨時(shí)間越長，顆粒越細(xì)，水化速度越快，那么在水泥混凝土終凝前其內(nèi)部需水量就越大，相應(yīng)地在其他條件相同的情況下其泌水的可能性就會(huì)越小。一般情況下，當(dāng)水泥的鋁酸三鈣含量不小于3% ， 比表面積不小于400 m /kg，水泥混凝土的水灰比小于0. 45時(shí)，水泥混凝土基本上不會(huì)泌水。

  (4)水泥混合料種類及摻量對泌水的影響。

  不同品種、不同強(qiáng)度等級的水泥的保水性、凝結(jié)時(shí)間、早期強(qiáng)度都差異較大。采用礦渣水泥保水性差，泌水性大，拌制混凝土?xí)r容易析出多余水分，形成毛細(xì)管通路;粉煤灰水泥需水量較小，泌水速度較快，容易引起失水裂紋。通過以下試驗(yàn)我們可以看出，按混合材品種分，泌水率從大到小為礦渣>粉煤灰>煤渣，混摻比單摻泌水率要略低。

  2.1.2 減水劑對混凝土泌水的影響

  對一些有大流動(dòng)性要求的混凝土，如泵送混凝土，通常采用摻減水劑和泵送劑等辦法可以改善混凝土的工作性。根據(jù)減水劑的作用機(jī)理，極性分子吸附在水泥顆粒周圍，使得顆粒之間相互排斥，減少絮凝作用，釋放被水泥顆粒包裹的水分，同時(shí)使水泥顆粒表面的吸附水層變薄，所需的潤濕水量大大減少。以此機(jī)理，減水劑會(huì)使新拌混凝土中的可泌自由水量增加，使泌水增大。但是另一方面，由于減水劑的減水作用，同樣坍落度的混凝土所需的拌和水量大大減水，使混凝土中的可泌自由水量減水。最終的泌水情況取決于哪種作用起主導(dǎo)作用。減水劑與水泥的適應(yīng)性也影響混凝土的泌水，關(guān)于適應(yīng)性機(jī)理，目前還沒有公認(rèn)的研究成果。

  2.1.3 集料對混凝土泌水的影響

  混凝土的組成材料砂石集料含泥量較多時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響水泥的早期水化，黏土中的顆粒會(huì)包裹水泥顆粒，延緩并阻礙水泥的水化及混凝土的凝結(jié)，從而加劇混凝土的泌水。當(dāng)石子的級配不良時(shí)，使混凝土和易性變差，也會(huì)導(dǎo)致混凝土泌水。如集料粒徑越大，混凝土的泌水越嚴(yán)重。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)在其他條件相同的條件下粗集料最大粒徑為40 mm的混凝土比最大粒徑為16 mm的混凝土泌水量大一些。而砂的細(xì)度模數(shù)越大，細(xì)顆粒越少、粗顆粒越多，混凝土則越易泌水。

  2. 2 配合比對混凝土泌水的影響

  (1)混凝土單位用水量的影響

  水泥漿賦予混凝土拌合物一定的流動(dòng)性。在水灰比不變的情況下，單位體積內(nèi)水泥漿愈多，混凝土拌合物的流動(dòng)性愈大。若水泥漿過多，將會(huì)出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，使混凝土拌合物的粘聚性變差。無論是水泥漿的多少，還是水泥漿的稀稠，對混凝土拌合物流動(dòng)性起決定性作用的是用水量。因?yàn)樘岣咚冶然蛟黾铀酀{的用量最終都表現(xiàn)為混凝土用水量的增加。

  (2)混凝土水灰比的影響

  水灰比決定水泥漿的稠度。在水泥用量不變的情況下，增大水灰比會(huì)使拌合物的流動(dòng)性加大。如果水灰比過大，會(huì)造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良而產(chǎn)生流漿、離析現(xiàn)象，嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)度。因此在混凝土生產(chǎn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控用水量的變化，防止用水量嚴(yán)重超出設(shè)計(jì)用量，這也是生產(chǎn)控制的關(guān)鍵。

  (3)混凝土砂率的影響

  砂率是指混凝土中砂的用量占砂石總用量的百分率?；旌狭现校笆怯脕硖畛涫拥目障?。在水泥漿一定的條件下，若砂率過大，則骨料的總表面積及空隙率增大，混凝土混合物就顯得干稠，流動(dòng)性小。如要保持一定的流動(dòng)性，則要多加水泥漿，增大單位用水量。若砂率過小，砂漿量不足，不能在粗骨料的周圍形成足夠的砂漿層起潤滑和填充作用，也會(huì)降低混合物的流動(dòng)性，使混凝土拌合物的粘聚性、保水性變差，使混凝土混合物顯得粗澀，粗骨料離析，水泥漿流失。

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  2. 3 機(jī)械設(shè)備對混凝土泌水的影響

  現(xiàn)有攪拌機(jī)的不足之處:自落式攪拌機(jī)的筒體旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片不斷地將投入簡內(nèi)的部分拌和料帶到拌筒直徑約0. 7高處，然后因自重而沿葉片滑落下來，重新跌入底部的拌和料中，如此反復(fù)作用，使混凝土得到均勻拌和，這種拌和方式是靠葉片對拌和料進(jìn)行反復(fù)地分割提升和撤落，從而使內(nèi)含物料的相互位置不斷進(jìn)行重新分布。跌落時(shí)的沖擊加強(qiáng)了這種拌和作用。這種攪拌作用的強(qiáng)度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，它只是在宏觀上讓人認(rèn)為混凝土已攪拌均勻，只能適用于一般民用小型項(xiàng)目，而不能完全觸發(fā)混凝土外加劑的減水效應(yīng)，已面臨淘汰。

  強(qiáng)制式攪拌機(jī)是強(qiáng)制物料按預(yù)定軌跡運(yùn)功，對塑性以及干硬性混凝土都可進(jìn)行有效的拌和，缺點(diǎn)是有死角、攪拌轉(zhuǎn)速慢，導(dǎo)致混凝土生產(chǎn)效率不高，且混凝土在微觀上存在缺陷。

  2. 4 施工方法對混凝土泌水的影響

  施工過程中影響混凝土泌水的因素有振搗和混凝土每層澆筑的高度。振搗過程中，混凝土拌和物處于液化狀態(tài)，此時(shí)其中的自由水在壓力作用下，很容易在拌和物中形成通道泌出;對剪力墻和立柱等鋼筋密集的部位，每次澆筑的高度應(yīng)小于50 mm，如大于50 mm，則容易導(dǎo)致混凝土振搗不到位，形成泌水。

  另外，泵送混凝土的泌水與泵送工藝有直接關(guān)系。泵送混凝土，在壓力下骨料吸附混凝土中的水分，壓送到泵管出口回到大氣壓下將吸附的水分排出，于是出現(xiàn)了泌水。過振也是產(chǎn)生泌水的一項(xiàng)不可忽視的因素。在一處振搗時(shí)間過長是不利的，它將引起材料的離析，特別是單位用水量大的混凝土更為明顯。對已澆筑的混凝土，在終凝前進(jìn)行二次振動(dòng)，可排除混凝土因泌水，在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，提高粘結(jié)力和抗拉強(qiáng)度，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂性。混凝土的運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，攪拌時(shí)間長，易產(chǎn)生泌水?；炷凛斔秃蜐沧⑦^程中，從過高的地方沿溜槽滑下，會(huì)加劇離析的發(fā)生。同一配比的混凝土，澆注高度越高，泌水量越多。

  3 降低混凝土泌水的措施

  3. 1 改變設(shè)計(jì)理念

  現(xiàn)有的規(guī)范中對混凝土耐久性是以最大水灰比和最小水泥用量來控制的，其出發(fā)點(diǎn)有二，一是根據(jù)工程的重要性與設(shè)計(jì)年限，二是成本與經(jīng)濟(jì)性，用水灰比和水泥用量來控制造價(jià)，由此來分配C15 ～C50混凝土的經(jīng)濟(jì)成本，此設(shè)計(jì)思路，造成同一結(jié)構(gòu)不同部位的混凝土其耐久性有很大區(qū)別，這一先天的客觀約束導(dǎo)致人們認(rèn)為水灰比的屬性就是為了控制耐久性，與其它無關(guān)，是有歷史原因的，因?yàn)樵瓉淼哪z凝材料只有水泥，沒有其他摻和料，為了服從水灰比定律，只能用調(diào)節(jié)水灰比的方法來控制建筑成本，現(xiàn)在有了眾多活性摻和料，因此，需要控制與混凝土耐久性相關(guān)的混凝土泌水問題，就必須控制住混凝土飽和用水量，因此，一般地，混凝土最大水灰比不能大于0. 43，最小水泥用量可以小于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)直至只要滿足強(qiáng)度需要即可，并且，為了發(fā)揮摻和料的特性，需要將混凝土的強(qiáng)度評定時(shí)間延長。

  3. 2 匹配水泥與外加劑

  (1)減水劑的選擇首先應(yīng)根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)、施工工藝的要求，確定混凝土從拌和到入模前所需的運(yùn)輸、短駁、等待所消耗的時(shí)間、環(huán)境溫度(罐車內(nèi)溫度)對混凝土和易性造成的影響。

  (2)如前所述，減水劑與水泥有相容性問題，因此選擇三家左右有良好商業(yè)信譽(yù)的外加劑公司，提供三家公司的水泥樣品、施工期間的溫度、濕度數(shù)據(jù)、施工工藝等技術(shù)指標(biāo)，要求外加劑公司提供符合施工要求的減水劑。

  (3)項(xiàng)目試驗(yàn)室將三種水泥與減水劑進(jìn)行配伍試驗(yàn)，優(yōu)選出飽和用水量高且流動(dòng)度最大的水泥與外加劑組合，

  3. 3 改善配合比設(shè)計(jì)與驗(yàn)證方式

  (1)材料的選擇

  水泥粗細(xì)程度的控制指標(biāo)應(yīng)以顆粒級配為主。

  水泥應(yīng)選擇出廠溫度低、飽和用水量高、流動(dòng)度大、C3A， C4AF小的產(chǎn)品。

  選擇水泥生產(chǎn)單位，應(yīng)進(jìn)行外加劑相容性試驗(yàn)。

  用外加劑相容性試驗(yàn)優(yōu)選外加劑。

  外加劑的保塑性能應(yīng)根據(jù)施工要求，季節(jié)影響隨時(shí)調(diào)整。

  粉煤灰、礦粉以需水量比和燒失量為主，活性指數(shù)、細(xì)度次之。

  集料的吸水率不應(yīng)大于2%。

  (2)配合比

  將水泥與減水劑樣品進(jìn)行配伍試驗(yàn)，選取最佳組合。

  將最大水灰比控制在0. 45以下。

  檢測外加劑的最佳摻量，略低于最佳摻量作為混凝土的實(shí)際摻量。

  測得摻外加劑混凝土的飽和用水量作為控制泌水的臨界點(diǎn)。

  模擬施工條件進(jìn)行混凝土坍落度延時(shí)損失試驗(yàn)和試件制作。

  試拌混凝土?xí)r應(yīng)考慮水泥的實(shí)際溫度。

  砂率宜根據(jù)入模時(shí)的混凝土坍落度確定。

  配合比應(yīng)根據(jù)季節(jié)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

  將外加劑的減水率、保塑效果;水泥的溫度;粉煤灰、礦粉的質(zhì)量指標(biāo)作為合同內(nèi)容。

  3. 4 正確使用摻和料

  膠凝材料漿體體積在純水泥過渡到摻加不同用量粉煤

  灰的過程中不發(fā)生變化是確?？箟簭?qiáng)度變化減緩的主要標(biāo)

  志，同時(shí)，用水量的減少使泌水產(chǎn)生的可能性減小。

  3. 5 使用防泌水外加劑

  采用防泌水外加劑來解決混凝土組成材料不能改變的特殊情況。

  3. 6 優(yōu)化攪拌設(shè)備

  (1)不宜使用延時(shí)計(jì)量水的系統(tǒng)。

  (2)罐車內(nèi)的氣溫與環(huán)境溫度盡量接近。

  (3)采用二次攪拌方式。

  采用這種攪拌方式的，有日本制造的盤形強(qiáng)制式攪拌機(jī)，為兩臺(tái)疊放，以使于兩級攪拌，根據(jù)兩級工藝程序，在快速攪拌機(jī)中。首先用部分水預(yù)拌水泥砂漿，然后水泥砂漿進(jìn)人慢速攪拌機(jī)中，此時(shí)加人粗集料和另一部分水，進(jìn)行最終攪拌，整個(gè)循環(huán)時(shí)間約為60～90 s。此種拌和方式的優(yōu)點(diǎn)是:在強(qiáng)烈的攪拌作用下，使水泥充分分散，發(fā)揮水泥的全部活性，減少水泥用量，減少用水量(5% ～10% ) ;實(shí)際上的砂漿裹石效果和在慢速攪拌機(jī)中停留時(shí)間的縮短減少了粗集料對葉片、襯板的磨損，延長了使用壽命。

  3. 7 改善施工工藝

  改進(jìn)攪拌設(shè)備，提高攪拌效率。

  開具配料通知單后，應(yīng)立即取樣進(jìn)行施工配合比驗(yàn)證。

  將減水劑的勻質(zhì)性指標(biāo)(減水率、保塑效果)列入日常檢測內(nèi)容。

  混凝土拌和前1 d，必須將砂石材料預(yù)先飽水。

   減水劑應(yīng)采用后摻法。

  根據(jù)施工組織計(jì)劃，安排好混凝土運(yùn)輸車輛的銜接工作，減少混凝土從生產(chǎn)到成型的間隔時(shí)間，防止超過配合比設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)計(jì)的混凝土坍落度延時(shí)損失。

  運(yùn)輸車輛必須做好防暑降溫工作，使罐車對混凝土拌和物的影響降到最低。

  混凝土布料應(yīng)均勻，不得用振搗器趕混凝土。

  掌握混凝土的合理振搗時(shí)間。

  4 結(jié)論

  如上所述，對任何一個(gè)具體工程，由于工程特點(diǎn)不同，所采用的水泥品種不同、外界氣候等條件不同，引起泌水的原因也各不相同。所以，在工程實(shí)際中，只要根據(jù)具體情況采取不同的解決辦法，分析產(chǎn)生泌水的內(nèi)因及外因，綜合考慮，辯證施治，方可達(dá)到明顯的效果和根治的目的。

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