淺論現(xiàn)澆混凝土泌水的因素及防治

林志鵬

現(xiàn)澆混凝土的性能主要包括和易性、坍落度損失、含氣量、泌水率等。如果混凝土的配合比設(shè)計(jì)合理、原材料合格，則和易性（除保水性外）、坍落度損失、含氣量等都可以通過混凝土外加劑進(jìn)行調(diào)整，而泌水率則沒有可以直接調(diào)整的方法。長期以來，現(xiàn)澆混凝土的泌水一直是一個(gè)難題，原因在于泌水受到很多因素的影響，但是沒有哪個(gè)因素能起關(guān)鍵作用，不能通過該因素直接解決泌水問題。下面結(jié)合實(shí)踐，就現(xiàn)澆混凝土的泌水現(xiàn)象作如下探討。

1.泌水的處理

混凝土由膠凝材料、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑、水等按一定的比例拌合硬化而成。商品混凝土澆筑成型后水泥初凝前，由于重力作用，粗骨料及水泥顆粒比重大，產(chǎn)生沉降、水分比重小，上浮至混凝土表面，產(chǎn)生泌水，水泥凈漿浮至粗骨料上方，產(chǎn)生內(nèi)分層。水分中的自由水要從混凝土內(nèi)部泌出到表面，需要經(jīng)過較長的距離，猶如經(jīng)過彎彎曲曲的微細(xì)水管，最后到達(dá)表面。

泌水易于發(fā)生在非干硬性拌合物中。這種拌合物在澆筑與搗實(shí)以后、凝結(jié)之前，表面會(huì)出現(xiàn)一層水分或浮漿，可達(dá)混凝土澆筑高度的2～3%或更大，這些水或向外蒸發(fā)，或因水泥繼續(xù)水化被吸回，伴隨發(fā)生混凝土體積減?。淮送?，部分上升的泌水積存在集料下方開成水囊。

2.泌水對(duì)混凝土的影響

混凝土產(chǎn)生泌水以后，泌水部位的混凝土中會(huì)產(chǎn)生缺陷，導(dǎo)致該部位強(qiáng)度降低。泌水對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響雖然很有限，但對(duì)混凝土耐久性的影響至關(guān)重要。因?yàn)樗謴幕炷羶?nèi)部泌出到表面以后，在混凝土中形成了從內(nèi)到外的通道，這些通道首先降低混凝土的抗?jié)B透能力，雖然這些通道很難直接或通過儀器觀察到，但對(duì)于混凝土的抗?jié)B透性能影響很大，這一點(diǎn)對(duì)于有抗?jié)B透性能要求的混凝土，如水工混凝土、海工混凝土工程等非常重要。其次，泌水對(duì)混凝土的抗腐蝕能力、抗凍性能影響很大，原因同樣與泌水以后留下的通道有關(guān)，腐蝕性介質(zhì)通過泌水通道很容易進(jìn)入混凝土內(nèi)部，到達(dá)鋼筋表面產(chǎn)生鋼筋銹蝕，或者直接與水化產(chǎn)物發(fā)生腐蝕反應(yīng)。

3.產(chǎn)生泌水的因素

混凝土的泌水幾乎與混凝土生產(chǎn)的所有環(huán)節(jié)有關(guān)，如配合比、膠凝材料、含氣量、振搗過程等。

3.1配合比

影響混凝土泌水的配合比因素主要有膠凝材料用量和砂率。膠凝材料用量增加或者砂率增加，會(huì)使拌和物顆粒的總比表面積增加，潤濕水分量增加，使可泌水量減少。同時(shí)，骨料比例越好，砂細(xì)度模數(shù)偏小細(xì)顆粒用量增加，會(huì)使泌水通道長度增加，對(duì)減小混凝土泌水有利。膠凝材料用量增加，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。混凝土中的單位用水量與泌水有直接的關(guān)系，如果其他材料比例關(guān)系保持不變，用水量增加，會(huì)使現(xiàn)澆混凝土中的可泌自由水量增加，泌水增大。

3.2膠凝材料

膠凝材料影響混凝土泌水主要與其反應(yīng)活性、細(xì)度、顆粒形貌等有關(guān)。膠凝材料細(xì)度越高，比表面積越大，則濕潤膠凝材料表面所需的水量越多，即潤濕水量較多；同時(shí)如果膠凝材料較細(xì)，其反應(yīng)活性增加，初期反應(yīng)所需要的結(jié)合水也會(huì)增加。這兩部分水的增加會(huì)使可以逸出形成泌水的自由水量減少，從而對(duì)降低泌水有利。另外，較細(xì)的膠凝材料會(huì)細(xì)化混凝土中的孔隙，降低孔隙連通性，導(dǎo)致泌水通道數(shù)量減少和泌水通道距離增大，使得泌水量減少。膠凝材料形貌不同，其比表面積也不同，所以需要的潤濕水不同，最終影響混凝土的泌水。

3.3含氣量

含氣量對(duì)現(xiàn)澆混凝土泌水有顯著影響?，F(xiàn)澆混凝土中的氣泡由水分包裹形成，如果氣泡能穩(wěn)定存在，則包裹該氣泡的水分被固定在氣泡周圍。如果氣泡很細(xì)小、數(shù)量足夠多，則有相當(dāng)多量的水分被固定，可泌的水分大大減少，使泌水率顯著降低。同時(shí)，如果泌水通道中有氣泡存在，氣泡猶如一個(gè)塞子，可以阻斷通道，使自由水分不能泌出。即使不能完全阻斷通道，也使通道有效面積顯著降低，導(dǎo)致泌水量減少。含氣量對(duì)泌水的影響非常重要，當(dāng)然必須使用優(yōu)質(zhì)引氣劑，混凝土中的氣泡能穩(wěn)定存在，而且氣泡足夠細(xì)小。眾所周知，由于氣泡的潤滑作用可以有效減小顆粒間的摩擦阻力，引氣同時(shí)改善混凝土的和易性。

3.4振搗過程

施工過程中影響混凝土泌水的主要因素是振搗，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。另外，如果是泵送混凝土，泵送過程中的壓力作用會(huì)使混凝土中氣泡受到破壞，導(dǎo)致泌水增大。

4.泌水的防治

根據(jù)混凝土泌水的原理和各因素影響泌水的機(jī)理，解決混凝土泌水主要方法有以下幾種。

（1）混凝土配合比方面，適當(dāng)增加膠凝材料用量，適當(dāng)提高混凝土的砂率，在不滿足其他性能的前提下，使混凝土適量引氣。在保證施工性能的前提下，盡量減少單位用水量。

（2）原材料方面，選用較細(xì)的膠凝材料和高品質(zhì)的引氣劑。

（3）減水劑方面，選用混凝土泌水較小、流動(dòng)度大的高效減水劑。如果配合比固定，在滿足標(biāo)準(zhǔn)和使用要求的情況下，選用減水率合適的減水劑摻量，避免減水率過高造成泌水。

（4）施工方面，嚴(yán)格控制混凝土振搗時(shí)間，避免過振。另外，對(duì)于現(xiàn)澆混凝土的性能控制，選取適當(dāng)?shù)目刂泣c(diǎn)，使得控制有利于減小混凝土泌水。假如要控制最大含氣量，控制點(diǎn)可選在入倉口，將混凝土輸送過程中含氣量損失對(duì)泌水的影響降到最低。當(dāng)倉面內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了泌水，必須及時(shí)排除，其最有效的方法是真空吸水、人工在倉面掏水或用海綿等吸水性強(qiáng)的材料吸水，尤其在混凝土收面時(shí)更應(yīng)該及時(shí)吸去泌水，便于混凝土收面確?；炷镣庥^質(zhì)量。嚴(yán)禁在模板上開孔自流，造成膠凝材料流失，影響混凝土的質(zhì)量。尤其在混凝土收面時(shí)更應(yīng)該及時(shí)吸去泌水，以便于混凝土收面。

（5）通過外加劑改善混凝土的泌水?；炷镣饧觿p水劑）一般是有機(jī)高分子物質(zhì)。有機(jī)高分子的分子量、或者分子鏈長度直接影響其性能。如果減水劑的分子量較大、分子鏈較長，會(huì)使混凝土的泌水減少，但是同時(shí)減水劑的減水率較低；如果分子量較小、分子鏈較短，則使減水率增加，同時(shí)使混凝土的泌水率增大。有些減水劑在主分子鏈上存在支鏈，無論主鏈支鏈，較長時(shí)會(huì)使混凝土泌水減水，但減水率也相應(yīng)降低，如果主鏈短而支鏈長，則會(huì)使泌水減少的同時(shí)，對(duì)減水率影響不大。一般情況下，減水劑不是由單一分子量的分子組成，而是各種分子量的分子混合組成。在既要減少泌水又要保證減水率的情況下，需要優(yōu)化減水劑的分子量級(jí)配，使得小分子和大分子物質(zhì)達(dá)到最佳搭配關(guān)系。

5.小結(jié)

由于缺乏直接的減少混凝土泌水的有效方法，解決混凝土的泌水必須從各個(gè)環(huán)節(jié)共同改進(jìn)，使得各因素的影響降到最低，才能使現(xiàn)澆混凝土的泌水得到很好解決。但是要做到這一點(diǎn)，就要求我們工程技術(shù)人員必須具備并充分掌握水泥混凝土各個(gè)材料組分的性質(zhì)及其相互作用的知識(shí)，以及較豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，只有綜合平衡考慮混凝土拌合物的各項(xiàng)性能才能配制出理想的無泌水混凝土。 [科]