淺議影響混凝土泌水的因素及控制措施

李萃，孫海，蘇玉森

（日照經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，山東 日照276826）

1 引言

混凝土中骨料和水泥等固相顆粒下沉，產(chǎn)生壓力，導(dǎo)致水分上升，結(jié)果造成混凝土泌水的發(fā)生。幾乎所有的新拌混凝土都會(huì)不同程度地出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。在沉降停止或者混凝土凝結(jié)后，泌水過(guò)程才會(huì)結(jié)束。而泌水量主要取決于配合比，根本上取決于用水量和細(xì)粒材料（水泥、粉煤灰、細(xì)砂）的用量。隨著用水量增加，泌水增大；細(xì)料用量增加，泌水減小。下面就影響混凝土泌水的幾個(gè)主要因素及相應(yīng)控制措施進(jìn)行系統(tǒng)介紹。

2 泌水對(duì)混凝土性能的影響

泌水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)并非完全有害，少量的泌水可以降低混凝土拌合物的實(shí)際水灰比而使之更加密實(shí)，并能防止新澆筑的混凝土表面迅速干燥或開裂。但是過(guò)量的泌水則會(huì)對(duì)混凝土造成不利影響。

泌水造成水分上升聚集在混凝土表面，有時(shí)攜帶一定量水泥聚集在表層，形成一層水泥漿，這層水泥漿水灰比較大，使得混凝土面層耐磨性降低，強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力下降，同時(shí)，容易引起砂線、露砂、麻面、塑性開裂等問題。

在泌水過(guò)程中，水分的上升會(huì)形成連續(xù)的通道。這些通道對(duì)混凝土抗?jié)B性不利，尤其對(duì)處于海水等不利環(huán)境下的混凝土工程，一些有害的水溶性物質(zhì)就會(huì)沿著這些通道進(jìn)入混凝土內(nèi)部，降低混凝土的抗凍性、抗鋼筋銹蝕等耐久性能，通過(guò)一系列物理和化學(xué)作用引起混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。

此外，部分水分在上升過(guò)程中會(huì)被骨料或鋼筋阻礙，很容易聚集在骨料顆粒或鋼筋的下面形成水囊，混凝土硬化后形成孔洞，從而降低了骨料與水泥相或者混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力。如果混凝土是分層澆筑的，水平施工縫處兩層混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度也會(huì)下降。

嚴(yán)重的泌水還會(huì)使混凝土在施工前就出現(xiàn)問題，例如泵送前發(fā)生泌水，則在泵送壓力作用下，水泥漿將先被泵送出來(lái)，隨著泵送的進(jìn)行，潤(rùn)滑泵管的水泥相減少，后續(xù)的石子將會(huì)堵塞泵管，使泵送的混凝土不符合施工要求。

由于泌水的不利影響對(duì)某些結(jié)構(gòu)會(huì)造成一些特殊問題。例如，墻體、支柱、護(hù)欄等上部的混凝土質(zhì)量退化比下部更為嚴(yán)重，原因之一是這些部分由于泌水而使實(shí)際水灰比增大，混凝土的強(qiáng)度降低造成的。

3 影響混凝土泌水的因素

3.1 原材料對(duì)混凝土泌水的影響

混凝土是由水泥、砂、石、摻合料、外加劑及水組成的，這些原材料本身的性質(zhì)對(duì)混凝土的泌水有一定影響。

首先，水泥和礦物摻合料作為膠凝材料，其凝結(jié)時(shí)間、細(xì)度、顆粒形貌、級(jí)配等都會(huì)對(duì)混凝土的泌水產(chǎn)生影響。水泥的凝結(jié)時(shí)間越長(zhǎng)，混凝土越容易泌水[1]。水泥顆粒越細(xì)，比表面積越大，吸附水量越多，在用水量一定的條件下，越不容易泌水；而粉煤灰和礦渣等礦物摻合料的顆粒更細(xì)，一方面由于它們的微集料效應(yīng)，可以填充空隙，提高混凝土密實(shí)度，減少泌水通道，阻礙水分泌出，而另一方面，如果礦物摻合料品質(zhì)較差，如粉煤灰含碳量較大或粗顆粒較多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致混凝土需水量增大，密實(shí)度降低，空隙率增大，還會(huì)增加外加劑的摻量以及混凝土的外觀顏色和均勻性[2]，影響混凝土面層質(zhì)量。

此外，作為礦物摻合料應(yīng)用的硅灰，粒徑較小，比表面積較大，可吸附大量自由水而減少泌水。同時(shí)，由于硅灰的填充效應(yīng)，也可以降低混凝土的泌水。

其次，集料即砂石的含泥量和泥塊含量、顆粒級(jí)配、粒形、含水率對(duì)混凝土泌水也有直接影響。砂石含泥量較多、泥塊含量大時(shí)，粘土中的顆粒會(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(jí)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。集料粒徑越大，混凝土泌水越嚴(yán)重，因?yàn)榱皆酱?，比表面積越小，潤(rùn)濕所需的水減少，在其他條件不變的情況下，泌水增大。而砂的細(xì)度模數(shù)越大，砂越粗，混凝土越容易泌水[3]。針片狀顆粒含量大的石子配制的混凝土和易性差，易泌水；使用表面粗糙、多棱形的機(jī)制砂配制的混凝土易泌水。集料含水率大容易造成泌水。

最后，現(xiàn)代混凝土中普遍使用外加劑，外加劑的作用效果和與水泥的相容性等也會(huì)對(duì)混凝土泌水產(chǎn)生影響，尤其是減水劑、引氣劑和增稠劑對(duì)混凝土泌水的影響更為顯著。

減水劑可以減少用水量，使可泌水量減少，但隨著減水劑摻量的增加，會(huì)使混凝土的凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，泌水的可能性增大。特別要注意減水劑與混凝土的相容性，相容性不好的，可能導(dǎo)致泌水。引氣劑使混凝土在拌合過(guò)程中引入一定量空氣而形成大量微小、封閉而穩(wěn)定的氣泡，這些氣泡可以阻塞泌水通道，減少泌水量，因此，摻加一定量的引氣劑可以有效改善混凝土的泌水。增稠劑可以改善混凝土的粘聚性和保水性，并且在一定的摻量范圍內(nèi)，隨著增稠劑摻量的提高，顯著降低混凝土的泌水率，而對(duì)坍落度和坍落度損失，以及擴(kuò)展度和擴(kuò)展度損失均無(wú)不良影響。

3.2 配合比對(duì)混凝土泌水的影響

影響混凝土泌水的配合比因素主要有水膠比和砂率。

（1）水膠比對(duì)混凝土泌水的影響

在用水量不變的前提下，膠凝材料增加，會(huì)使混凝土的粘聚性增加、保水性改善，對(duì)減少泌水有利。同時(shí)，使拌合物中顆粒的總比表面積增加，所需潤(rùn)濕水分量增加，可泌水量減少。另一方面，混凝土中的單位用水量與泌水有直接的關(guān)系，如果其它材料比例關(guān)系保持不變，用水量增加，會(huì)使新拌混凝土中的可泌自由水量增加，增大泌水。因此，應(yīng)合理設(shè)計(jì)水膠比，盡量減少泌水的發(fā)生。

（2）砂率對(duì)混凝土泌水的影響

砂率是指混凝土中砂的用量占砂石總用量的百分率。增加砂率，會(huì)使拌合物顆粒的總比表面積增加，潤(rùn)濕水分量增加，可泌水量減少。同時(shí)，細(xì)顆粒用量增加，會(huì)使泌水通道長(zhǎng)度增加，從而降低混凝土泌水。 但是，在水泥漿一定的條件下，若砂率過(guò)大，則集料的總表面積及孔隙率增大，混凝土混合物就顯得干稠，流動(dòng)性小。因此，減小混凝土泌水的同時(shí)，不應(yīng)過(guò)大增加砂率。

3.3 生產(chǎn)和施工過(guò)程對(duì)混凝土泌水的影響

近些年，預(yù)拌混凝土的快速發(fā)展導(dǎo)致行業(yè)水平參差不齊，有些攪拌站缺少技術(shù)骨干，設(shè)備跟不上，在生產(chǎn)中不免出現(xiàn)一些問題，如投錯(cuò)料、計(jì)量錯(cuò)誤、罐車內(nèi)有積水等，這些都有可能造成混凝土發(fā)生泌水。

同時(shí)，在施工中，振搗和混凝土每層澆筑的高度會(huì)對(duì)混凝土泌水產(chǎn)生影響。在一處振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)產(chǎn)生過(guò)振，將造成泌水離析，特別是單位用水量大的混凝土更為明顯。對(duì)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50mm，如大于50mm，則容易導(dǎo)致混凝土振搗不到位，形成泌水。對(duì)于泵送混凝土，泵送過(guò)程中的壓力作用會(huì)使混凝土中氣泡受到破壞，導(dǎo)致泌水增大[3]。此外，操作人員認(rèn)識(shí)不足，為便于泵送，隨意往罐車內(nèi)加水，也是造成混凝土泌水的一個(gè)原因。

4 混凝土泌水的控制措施

根據(jù)影響混凝土泌水的因素，采取相應(yīng)措施，減小混凝土的泌水。

（1）合理選擇原材料

在不影響混凝土性能的前提下，選擇合理較細(xì)的、顆粒級(jí)配好的水泥；

選擇優(yōu)質(zhì)的礦物摻合料，選擇時(shí)以需水量比和燒失量為主，活性指數(shù)、細(xì)度次之；

選擇含泥量和泥塊含量低的、顆粒級(jí)配好的集料，選擇針片狀含量少的石子和細(xì)度模數(shù)小的砂子；

選擇與水泥相容性好的外加劑，由于目前使用的外加劑一般都是復(fù)合型的，因此，可以根據(jù)需要，對(duì)單一功能的外加劑進(jìn)行改性或復(fù)配，從而達(dá)到改善新拌混凝土性能及提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的目的。

在原材料發(fā)生變化時(shí)，及時(shí)對(duì)外加劑與水泥、砂、石的適應(yīng)性進(jìn)行檢驗(yàn)，將混凝土泌水的可能性降到最低。

（2）控制混凝土配合比

適當(dāng)增加膠凝材料用量，使得拌合物顆粒的總比表面積增加，潤(rùn)濕水分量增加，可減少泌水量。合理?yè)郊拥V物摻合料，控制外加劑摻量達(dá)到最佳值，尤其是在滿足混凝土強(qiáng)度及耐久性的前提下，適當(dāng)加入引氣劑。

由改變砂率來(lái)實(shí)現(xiàn)改善集料級(jí)配。在水灰比和單位用水量一定的條件下，改善砂率可改變混凝土的坍落度。采用最佳砂率，在坍落度一定的情況下，可減少單位用水量，這可以有效地控制混凝土的泌水。

根據(jù)環(huán)境、季節(jié)變化、施工條件不同，對(duì)配合比及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，因?yàn)闇囟?、濕度、風(fēng)力等環(huán)境變化都會(huì)對(duì)混凝土性能產(chǎn)生影響，因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)混凝土配合比進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

（3）改善生產(chǎn)和施工管理工作

完善攪拌站生產(chǎn)系統(tǒng)，避免投錯(cuò)料情況的發(fā)生；嚴(yán)格控制自動(dòng)化計(jì)量設(shè)備，定期對(duì)配料系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，保證計(jì)量的正確無(wú)誤，從而保證混凝土配合比不出差錯(cuò)；清洗后的罐車內(nèi)應(yīng)將積水排凈，在裝料前確保罐車內(nèi)無(wú)積水。同時(shí)，應(yīng)對(duì)原材料進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，避免滯后泌水現(xiàn)象的發(fā)生。

嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，不能過(guò)長(zhǎng)，避免過(guò)振、漏振，盡可能減少對(duì)已振實(shí)部位的反復(fù)振動(dòng)； 澆筑時(shí)采用分層澆筑，分層厚度不宜過(guò)厚。第一層60～70cm，其他各層40cm 左右為宜。且澆筑時(shí)，落灰高度不能過(guò)高，2m 以上應(yīng)用串筒或溜槽落灰。

此外，由于某些工作人員的認(rèn)識(shí)不足，為了便于混凝土的泵送，隨意往混凝土攪拌車內(nèi)加水，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。針對(duì)這一現(xiàn)象，應(yīng)加強(qiáng)管理，提高工作人員的專業(yè)素質(zhì)，嚴(yán)禁操作人員隨意向攪拌車內(nèi)加水，還應(yīng)保證施工路基不能有積水。

隨著預(yù)拌混凝土行業(yè)的快速發(fā)展，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越大，原材料資源短缺，混凝土價(jià)格持續(xù)上漲，使得一些企業(yè)在原料應(yīng)用和配合比設(shè)計(jì)上投機(jī)取巧，也造成了混凝土泌水現(xiàn)象的產(chǎn)生。因此，應(yīng)加強(qiáng)預(yù)拌混凝土企業(yè)的質(zhì)量控制管理。

5 結(jié)語(yǔ)

影響混凝土泌水的因素很多，包括原材料的使用、配合比的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工等方面，因此，很好地控制混凝土泌水需根據(jù)實(shí)際情況，分析具體原因，這不僅要求技術(shù)人員熟練掌握原材料性質(zhì)、配合比設(shè)計(jì)等知識(shí)，還要求有豐富的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際情況，找出相應(yīng)的解決混凝土泌水的有效措施。

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[3]陳鋒，計(jì)小剛，汪礦. 混凝土拌合物泌水的原因及應(yīng)對(duì)措施. 寧波工程學(xué)院學(xué)報(bào)[J]. 2008.6: 41-43