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止于至善

有混凝土的地方,就会有我

 
 
 

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关于我

闻宝联,工学博士,教授级高工,天津市市政工程研究院副总工程师,同济大学、天津大学校外硕士导师,新加坡《urban transportation &construction》杂志副主编,中国土木工程学会混凝土质量专业委员会委员,中国土木工程学会混凝土耐久性专业委员会委员,中国建筑业协会混凝土分会专家组成员,中国腐蚀与防护学会建筑工程专业委员会委员,中国商品混凝土企业联合会专家委员会主任委员,中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品协会理事,数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。

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混凝土泌水成因及措施  

2016-07-15 07:10:49|  分类: 混凝土质量控制 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、什么是混凝土泌水


通俗地讲,就是水泥混凝土中颗粒级配不合理,大直径的颗粒比例比较大,使得水分不能够均匀稳定地分散到颗粒间的空隙里,在混凝土运输、振捣、泵送的过程中,水泥和骨料沉降,在混凝土凝固前产生水分渗出到混凝土表面的现象称做泌水。


正常混凝土拌合物中适量的泌水可以降低实际的水灰比,从而使混凝土更加密实, 同时,在混凝土的表面,适量的泌水可以起到一定的修饰和抹面作用,还可以防止新浇注的混凝土表面迅速干燥及开裂等。但是过量的泌水会对混凝土质量会造成不利影响。


二、混凝土泌水的危害


1、对混凝土表面的危害


有流砂水纹缺陷的混凝土,表面强度、抗风化和抗侵蚀的能力较差。同时,水分的上浮在混凝土内留下泌水通道,即产生大量自底部向顶层发展的毛细管通道网,这些通道减弱了混凝土的抗渗透能力,致使盐溶液和水分以及有害物质容易进入混凝土中,极易使混凝土表面损坏。


泌水使混凝土表面的水灰比增大,并出现浮浆,即上浮的水中带有大量的水泥颗粒,在混凝土表面形成返浆层,硬化后强度很低,同时混凝土的耐磨性下降。这对路面等有耐磨要求的混凝土是十分有害的。


2 、对混凝土内部结构及性能的危害


在混凝土粗骨料、钢筋周围形成水囊,随着水分的逐渐挥发形成空隙,从而影响混凝土的致密性、骨料的界面强度以及混凝土与钢筋间的握裹力,导致混凝土整体强度的降低。


混 凝土泌水造成塑性收缩是一个不可逆的变形。泌水引起混凝土的沉降导致混凝土产生塑性裂纹,从而会降低水泥混凝土的强度。特别是泌水混凝土产生整体沉降,浇 注深度大时靠近顶部的拌合物运动距离更长,沉降受到阻碍,如遇到钢筋等障碍时,则产生塑性沉降裂纹,从表面向下直至钢筋的上方。


分层浇注的混凝土受下层混凝土表面泌水的影响,造成混凝土层间结合强度降低并易形成裂缝。


3.对混凝土耐久性的影响


泌 水也能破坏对混凝土的抗腐蚀能力、抗冻性能,导致这些问题的因素也是由泌水后出现的内部泌水通道相关,腐蚀性物质经过泌水通道则能到达混凝土内部,在其到 钢筋表面则会形成钢筋锈蚀,和水化产物出现腐蚀反应而损害混凝土。泌水通道可促进混凝土内部的水饱和,高度饱和的混凝土在低温作用下会出现冻融破坏。


三、混凝土泌水的原因


混凝土的泌水几乎与混凝土生产的所有环节有关,如胶凝材料、集料级配、配合比、含气量、外加剂、振捣过程等。总结以下影响混泥土泌水的因素:


1. 胶凝材料对混凝土泌水的影响


水泥作为混凝土中最重要的胶凝材料,与混凝土的泌水性能密切相关。水泥的凝结时间、细度、比表面积与颗粒分布都会影响混凝土的泌水性能。水泥中C3A含量低易泌水;水泥标准稠度用水量小易泌水;矿渣比普硅易泌水;火山灰质硅酸盐水泥易泌水;掺非亲水性混合材的水泥易泌水。


水泥的凝结时间越长,所配制出的混凝土凝结时间越长,且凝结时间的延长幅度比水泥净浆成倍地增长,在混凝土静置、凝结硬化之前,水泥颗粒沉降的时间越长,混凝土越易泌水;


水 泥的细度越粗、比表面积越小、颗粒分布中细颗粒含量越少,早期水泥水化量越少,较少的水化产物不足以封堵混凝土中的毛细孔,致使内部水分容易自下而上运 动,混凝土泌水越严重。此外,也有些大磨(尤其是带有高效选粉机的系统)磨制的水泥,虽然比表面积较大,细度较细,但由于选粉效率很高,水泥中细颗粒(小 于3~5μm)含量少,也容易造成混凝土表面泌水和起粉现象。


2.集料对混凝土泌水的影响


混凝土的组成材料中的砂石集料含泥较多时,会严重影响水泥的早期水化,粘土中的粘粒会包裹水泥颗粒,延缓及阻碍水泥的水化及混凝土的凝结,从而加剧了混凝土的泌水;


砂的细度模数越大,砂越粗,越易造成混凝土泌水,尤其是0.315mm以下及2.5mm以上的颗粒含量对泌水影响较大:细颗粒越少、粗颗粒越多,混凝土越易泌水;


矿物掺和料的颗粒分布同样也影响着混凝土的泌水性能,若矿物掺合料的细颗粒含量少、粗颗粒含量多,则易造成混凝土的泌水。用细磨矿渣作掺合料,因配合比中水泥用量减少,矿渣的水化速度较慢,且矿渣玻璃体保水性能较差,往往会加大混凝土的泌水量;


骨料整体偏粗,或者级配不合理,引起细颗粒空隙增大,自由水上升引起混凝土泌水,是混凝土产生泌水的主要原因。


3. 配合比对混凝土泌水的影响


混凝土的水灰比越大,水泥凝结硬化的时间越长,自由水越多,水与水泥分离的时间越长,混凝土越容易泌水;


混凝土中外加剂掺量过多,或者缓凝组分掺量过多,会造成新拌混凝土的大量泌水和沉析,大量的自由水泌出混凝土表面,影响水泥的凝结硬化,混凝土保水性能下降,导致严重泌水。


4. 含气量对混凝土泌水的影响


含 气量对新拌混凝土泌水有显著影响。新拌混凝土中的气泡由水分包裹形成,如果气泡能稳定存在,则包裹该气泡的水分被固定在气泡周围。如果气泡很细小、数量足 够多,则有相当多量的水分被固定,可泌的水分大大减少,使泌水率显著降低。同时,如果泌水通道中有气泡存在,气泡犹如一个塞子,可以阻断通道,使自由水分 不能泌出。即使不能完全阻断通道,也使通道有效面积显著降低,导致泌水量减少。


5. 减水剂对混凝土泌水的影响


混凝土中使用的外加剂,大多是由减水剂同其他产品如引气剂、缓凝剂、保塑剂等复合而成的多功能产品,是泵送混凝土不可或缺的重要材料,外加剂的掺入极大地改善混凝土拌合物的性能,但外加剂使用不当将可能导致混凝土的离析。


(1) 如果混凝土减水剂的掺量过大,减水率过高,单方混凝土的用水量减少,有可能使减水剂在搅拌机内没有充分发挥作用,而在混凝土运输过程中不断的发生作用,致 使混凝土到现场的坍落度大于出机时的坍落度。此种情况极易造成混凝土的严重离析。且常表现在高强度等级混凝土中,对混凝土的危害极大。


(2)外加剂中缓凝组分、保塑组分掺量过大,特别磷酸盐或糖类过量,也容易造成混凝土出现离析现象。


(3)减水剂和水泥不溶,也可以在砼表面产生大量的水。


6. 施工技术混凝土泌水的影响


混 凝土施工过程中影响混凝土泌水的主要因素是振捣,振捣过程中,混凝土拌和物处于液化状态,此时其中的自由水在压力作用下,很容易在拌和物中形成通道泌出。 施工过程的过振,不是将混凝土中密度较小的掺和料或混合材料振到了混凝土的表面,而是加剧了混凝土的泌水,使混凝土表面的水灰比增大,这也是造成混凝土泌 水的主要原因。


如果是泵送混凝土,泵送过程中的压力作用会使混凝土中气泡受到破坏,导致泌水增多;


砼下料的垂直落差过大,产生离析,也很容易在砼表面蓄积大量的水。


运距过长或用农用拖拉机运输砼,有时也会在砼表面蓄积大量的水。


四、混凝土泌水的解决措施


根据混凝土泌水的原理和各因素影响泌水的机理,解决混凝土泌水主要方法有:


1、混凝土配合比方面


适当增加胶凝材料用量和提高混凝土的砂率,在满足其他性能的前提下,掺入适量引气剂,提高混凝土含气量减少混凝土泌水.在保证施工性能前提下,尽量减少单位用水量。


在混凝土试配时,应使混凝土在静态的条件下有20~30 mm的坍落度损失(1h),在实际生产中混凝土不易出现离析现象。


2、原材料方面


严格控制集料的含泥量,优化集料的合成级配,避免颗粒组成不均;选用较细的胶凝材料和高品质的引气剂。


3、外加剂方面


选用泌水较小的减水剂。如果配合比固定,在满足标准和使用要求的情况下选用略低的减水率或适当减少减水剂掺量,避免减水率过高造成泌水。


在混凝土外加剂中复合一定量的增稠剂;也可外加剂中复合一定量的引气剂,可增强混凝土的粘聚性,提高混凝土的抗离析性;


减水剂在掺加时要做相溶实验,避免出现减水剂的副作用;在既要减少泌水又要保证减水率的情况下,需要优化减水剂的组份配比,使得小分子和大分子物质达到最佳搭配关系。


4、施工工艺方面


提高振捣工艺,严格控制混凝土振实时间,避免过振。


砼垂直下料落差超过2米时采用串筒下料,使砼和接触面发生的冲击作用得到缓冲,以免砼发生离析,出现泌水现象。


在运距稍长时一般采用砼搅拌车运输,避免用农用运输车运输;


另外,对于现浇混凝土的性能控制,选取适当的控制点,使得控制有利于减小混凝土泌水。假如要控制最大含气量,控制点可选在入仓口,将混凝土输送过程中含气量损失对泌水的影响降到最低。


当浇筑的仓面内已经出现了泌水,必须及时排除,其最有效的方法是真空吸水、人工在仓面掏水或用海绵等吸水性强的材料吸水,尤其在混凝土收面时更应该及时吸去泌水,便于混凝土收面确保混凝土外观质量。严禁在模板上开孔自流,造成胶凝材料流失,影响混凝土的质量。

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