混凝土泌水

1、混凝土搅拌时间不够，保水性不好2、混凝土配合比水灰比过大3、外加剂过掺，以及凝结时间不适宜4、砂0.315mm以下的颗粒含量偏高5、振捣过度6、未能及时养护或者养护不规范。

泌水性实质是混凝土组分的离析。

在塑性的水泥浆体中，泌水过程必然伴随着固体粒子的沉淀；对于比较干硬的浆体，沁水性则与毛细通道是否上下贯通有关。

主要和水泥的化学组成有关。

混凝土在运输、振捣、泵送的过程中出现粗骨料下沉，水分上浮的现象称为混凝土泌水。

泌水是新拌混凝土工作性一个重要方面。

通常,描述混凝土泌水特性的指标有泌水量(即混凝土拌和物单位面积的平均泌水量)和泌水率(即泌水量对混凝土拌和物之比含水量之比)。

泌水会引起某些不良的后果，如会引起麻面、塑性开裂、表层混凝土强度降低等问题。

泌水以后会使混凝土不均匀，并且泌水本身在混凝土中是不均匀的，肯定对混凝土是不利的。

泌水部位的混凝土中会产生缺陷，泌水部位水灰比下降的同时，在该部位留下缺陷，导致该部位强度降。

泌水还会降低混凝土的抗渗透能力、抗腐蚀能力和抗冻融能力。

要避免混凝土表面出现“泌水”现象：首先混凝土本身要具有较好的保水性，防止严重的泌水导致混凝土表层水灰比过大。

从配合比及组成材料的选择出发，要注意控制水灰比不宜过大、外加剂不要过掺，以及凝结时间要适宜。

砂、石集料要符合国家质量要求，尤其要注意砂中0.315mm以下的颗粒含量。

水泥的凝结时间不易过长，比表面积不宜过小，颗粒级配不宜过分集中；其次，施工过程要防止振捣过度造成混凝土严重的离析与泌水；再次，施工后要注意及时养护，既要防止混凝土表面硬化之前被雨水冲刷造成混凝土表面水灰比过大，又要防止混凝土中的水分在表层建立起强度之前散失，尤其是掺有粉煤灰或矿渣的混凝土，由于其早期强度较低，表层没有足够多的水化产物来封堵表层大的毛细孔，若不注意早期充分的湿养护，混凝土表层水分散失较快较多，表层水泥得不到充分的水化，亦会导致表层混凝土强度偏低，结构松散。

通常，在混凝土接近终凝时，要对混凝土进行二次抹面(或压面)，使混凝土表层结构更加致密。

水泥泌水原因分析1．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。

2．混凝土的组成材料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；3．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。

水泥的凝结时间越长，所配制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(<5μm)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。

4．施工与养护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初龄期混凝土的泌水、沉降、塑性收缩与开裂[摘要] 初龄期混凝土犹如刚出生的婴儿一样，需要给予细心的呵护。

然而，初龄期混凝土呈现明显的泌水、塑性沉降与收缩开裂现象，在近年国内混凝土工程施工中很常见，严重影响混凝土的匀质性，影响结构的使用性能和耐久性能，迫切需要给予充分地关注。

本文着重讨论这些现象及其产生原因、造成的影响和防治措施等。

[关键词] 泌水沉降塑性收缩与开裂水泥与外加剂的相容性1 引言随着混凝土工程在基础设施建设中日益广泛的应用,尤其是在城市交通设施中的广泛应用,混凝土外观品质日益受到人们的关注,而与此同时,混凝土表面的花斑、气孔、裂纹却像令人讨厌的苍蝇一样挥之不去,有时严重到业主不得不要求工程停工,甚至造成推倒重来的事故,延误工期,损失惨重,使施工单位和混凝土公司的技术人员伤透了脑筋。

其实,初龄期混凝土的泌水、沉降与收缩问题早已有之,但是如今产生这些现象的原因并不相同,因此要克服它就不能照搬以往的经验,人们需要不断更新观念、更新知识,才能认识和处理新问题,也就是说不能周而复始地重复,而需要螺旋形地上升、提高与升华。

2 泌水、塑性沉降与收缩现象混凝土拌合物浇筑后至初凝期间约几个小时里,拌合物呈塑性和半流动态，各组分间由于密度不同，在重力作用下相对运动，集料与水泥下沉、水上浮,出现三种现象：泌水、塑性沉降和塑性收缩。

2.1 泌水泌水易于发生在非干硬性拌合物中。

这种拌合物在浇筑与捣实以后、凝结(不再发生沉降) 之前,表面会出现一层水分或浮浆,可达混凝土浇筑高度的2～3 % 或更大,这些水或向外蒸发,或因水泥继续水化被吸回,伴随发生混凝土体积减小;此外,部分上升的泌水积存在集料下方形成水囊。

泌水对混凝土性能带来两方面影响:首先,顶部或靠近顶部的混凝土因含水多,形成疏松的水化物结构,对表层的耐磨性等十分有害;形成水囊则会显著削弱水泥浆与集料间的界面粘结作用,影响硬化混凝土的强度和耐久性(图1 (a) ) 。

2. 2 塑性沉降拌合物由于泌水产生整体沉降,浇筑深度大时靠近顶部的拌合物运动距离更长;沉降受到钢筋、预埋件等阻碍,则从表面向下直至其上方产生塑性沉降裂缝(图1 (b) ) 。

2.3 塑性收缩在干燥环境中混凝土浇注后,向上运动到达顶部的泌出水要逐渐蒸发。

如果泌出水速度低于蒸发速度,表面混凝土将由于失水,由于干缩在塑性状态下开裂。

这是由于混凝土表面区域受约束产生拉应变,而这时它的抗拉强度几乎为0 ,所以形成塑性收缩裂缝,这种裂缝与塑性沉降裂缝明显不同,与环境条件有密切关系:当混凝土受环境温度高、相对湿度小、风大、太阳辐射强烈,以及以上几种因素的组合作用,更容易出现开裂(图1 (c) ) 。

图1 新浇注混凝土的行为(a) 泌水(b) 塑性沉降裂缝(c) 塑性收缩裂缝3 初龄期混凝土发生上述现象的原因3.1 早期的混凝土早期的混凝土中水泥粉磨细度较小,高活性矿物(硅酸三钙) 含量较少,水泥中常掺有矿渣等混合材(在混凝土里掺有的同样材料被称为矿物掺和料,或矿物外加剂) ,而且当时的水泥生产时,熟料是和矿渣等同时粉磨的,由于矿渣比较难于磨细,因此在这种水泥里矿渣常以比熟料粗得多的颗粒存在。

早期的混凝土的另一特点是水灰比(在有掺和料的情况下是水胶比) 较大,通常没有掺外加剂,这样的混凝土拌合物尽管工作度不大,例如坍落度在20～40mm ,但从浇注到凝固之间的时间间隔比较长,尤其在冷天时更为突出。

在此过程中发生上述泌水、沉降离析等现象的原因也就不难理解了。

但是,当时我国北方的混凝土还有另一个突出的问题,就是所用水泥的含碱量高(据了解,北方水泥厂生产的水泥含碱量全都在 1 %以上) 。

含碱量高增大混凝土的干缩,使混凝土易于开裂,并会由此引发一系列混凝土耐久性问题。

然而,含碱量高的水泥水化硬化快,又会减小泌水、离析造成的负面影响。

这体现了事物的多样性和复杂性———有弊必有利,反之亦然。

图2 泌水、沉降工程实例之1———对混凝土路面的耐磨性能影响显著图3 泌水、沉降工程实例之2———对混凝土桩施工质量影响显著图4 泌水、沉降工程实例之3———对后张预应力梁孔道灌浆质量影响显著3.2 现今的混凝土现今的混凝土所用水泥与以往大相径庭,水泥的粉磨细度明显增大,高活性矿物含量增多,由于推广散装运输的方式,使水泥在储运过程中反复均化,改善了水泥的匀质性,使用时无需拆袋也带来方便,但是产生一个新问题,便是水泥的温度高居不下,尤其是夏天,水泥进入搅拌机的温度有时高达90 ℃,这使得实际结构里混凝土强度的发展速率,与实验室使用已经凉下来的水泥做试验得出的结果相差甚远,不仅造成工程中大量材料的浪费,还带来结构开裂现象普遍,修补、加固则进一步造成更大的浪费。

现今的混凝土中普遍掺有减水剂等外加剂,以及粉煤灰、矿粉等掺和料,水灰比(水胶比) 一般都比早期混凝土明显降低;拌合物工作度,主要指泵送混凝土的坍落度大都在180mm 以上。

尽管工作度明显增大,由于水泥和水灰比等发生变化,在很长一段时间里出现上述初龄期混凝土的泌水与沉降离析现象并不常见。

但是,在碱2集料反应可能会给混凝土的耐久性带来严重后果的宣传影响下,不少水泥厂生产的水泥含碱量大幅度降低了,在带来减小干缩好处的同时,也遇到了新问题。

如AÇtcin 所指出[1 ] :“从流变性的角度考虑,水泥存在一个最佳的可溶碱含量。

现今一些水泥中的可溶碱含量达不到该最佳值,原一些水泥公司为满足某些机构规定使用低碱水泥的要求(以避免可能发生的,或通常只是想象中的碱2集料反应) ,销售出去的水泥中可溶碱含量不必要地过分低。

目前国内最普遍使用的高效减水剂是萘系减水剂,而控制萘系减水剂- 水泥相容性良好有几个关键因素。

2000 年在法国召开的第六届国际化学外加剂会议上,我国留学生姜施平博士等发表的文章指出[2 ] :水泥的可溶碱含量(事实上,SO2 -4 就来自可溶碱) 、细度、C3A 含量和石膏类型,是控制掺萘系减水剂水泥浆和混凝土流变性能的关键参数。

最佳可溶碱含量在014 %～016 %当量Na2O。

萘系减水剂在水泥颗粒上的吸附率和水泥水化速率受这些参数影响,它们控制混凝土流动度的损失速率。

使用可溶碱含量低的水泥时,不仅当减水剂剂量不足时坍落度损失会较快,且当剂量稍高于饱和点时,又会出现严重的离析与泌水。

由于工程使用低碱水泥,给选用减水剂造成困难的不乏实例,如江苏的润阳大桥工程在选用高效减水剂时就费了很多周折,后来放弃了使用萘系高效减水剂,才满足了工程施工的需要[ 3 ] 。

除了萘系高效减水剂,以及性能与其接近的密胺类高效减水剂之外,国内在20 世纪90 年代开发出来,现在已经得到广泛应用的氨基磺酸盐减水剂,特别是近年来开发的聚羧酸系减水剂,用于配制的拌合物工作度损失明显减小,比较适于在工作度要求高,例如自密实混凝土、水下不分散混凝土的配制用。