混凝土泌水影響因素研究*

丁煒，潘云峰

（1. 泰州金禾商砼制品有限公司，江蘇 泰州 225300；2. 河海大學淮安研究院，江蘇 南京 210089）

混凝土泌水影響因素研究*

丁煒1，潘云峰2

（1. 泰州金禾商砼制品有限公司，江蘇 泰州 225300；2. 河海大學淮安研究院，江蘇 南京 210089）

混凝土泌水容易引起砂線、麻面等看得見的缺陷，也一定程度上影響混凝土性能?；炷撩谒芏喾N因素控制。本文采用正交設計方法，綜合考慮砂率、粉煤灰和引氣劑對混凝土泌水的影響。研究發(fā)現(xiàn)，三種方法均能改善混凝土泌水，但需注意礦物摻合料和引氣劑對強度損失的影響。

混凝土；泌水；引氣劑

0　前言

混凝土拌合物經(jīng)澆筑、振搗后，在凝結、硬化的過程中，伴隨著粒狀材料的下沉所出現(xiàn)的部分拌合水上浮至混凝土表面的現(xiàn)象，叫做混凝土的泌水[1,2]。工程界普遍關心混凝土的強度是否達標，混凝土是否開裂等，一定程度上忽視了混凝土的泌水[3,4]；而實際上，泌水不僅在混凝土表面產(chǎn)生砂線、砂斑、麻面等看得見的缺陷，還會導致表面的塑性開裂，在石子的底部或側面形成孔隙，并形成泌水通道，輕者影響混凝土的美觀，重者影響到整個混凝土結構的性能[5,6]。

混凝土泌水受原材料、外加劑、水灰比和砂率等多種因素控制[7-9]。本文綜合比較其中礦物摻合料、引氣劑和砂率對混凝土泌水的影響規(guī)律。

1　試驗原材料

（1）水泥 (C)：江南小野田 P·Ⅱ52.5。

（2）礦物摻合料：各項指標見表 1 和表 2。

表1?、窦壏勖夯?Fa)指標 %

表2　S95 礦渣(SL)指標

（3）砂、石骨料：各項指標見到 3 和表 4。

表4　石(G)性能指標 %

（4）外加劑：JM-B 萘系高效減水劑、JM-2000c 新型混凝土引氣劑。

（5）水 (C)。

2　試驗方法

試驗采用三因素三水平的正交設計法：綜合考慮粉煤灰、引氣劑和砂率三種因素對混凝土泌水的影響，并將三種因素各設定 3 個水平值。正交因素、水平表如表 5 所示。

表5　正交因素、水平表

按照上述摻量共設計九組試驗，正交設計試驗方案見表6。

表6　正交設計試驗方案

在保持與基準配比相同水膠比的情況下，調整減水劑和用水量，控制基準配比和試驗配比坍落度值 (210±10)mm，并盡量保持相同的擴展度。試配混凝土配比如表 7 所示。

表7　試配混凝土配合比設計值 kg/m3

隨后，分別測試不同試驗配比下的坍落度、擴展度、含氣量、泌水率和抗壓強度比。

3　試驗結果與討論

3.1新拌混凝土性能

按照試驗方案，測試新拌混凝土性能如表 8 所示。

表8　新拌混凝土性能

3.1.1各因素對用水量的影響

根據(jù)表 8 結果，可得出如表 9 所示的單位實際用水量正交極差分析具體數(shù)據(jù)。為直觀起見，做如圖 1 單位用水量效應曲線圖。

從單位用水量效應分析圖可看出，在保持相同的水灰比不變，在坍落度達到相同的情況下，各因素對單位用水量的影響程度為：粉煤灰摻量＞引氣劑＞砂率。隨著粉煤灰摻量的增加單位用水量的下降十分明顯，引氣劑的減水作用隨著摻量的增加變化不大，砂率在 43% 的時候對減少單位用水量最有利，增加或降低砂率都會使單位用水量增加。在保持其他條件相同的時候，減少單位用水量對改善泌水是十分有利的。根據(jù)極差分析結果可以看出：選擇砂率 43%，F(xiàn)a 摻量35%，引氣劑摻量 0.4/萬時可以使單位用水量最小。

表9　單位用水量正交極差分析

圖1　單位用水量效應曲線圖

3.1.2各因素對泌水率影響

根據(jù)表 8 結果，可得出如表 10 所示的泌水率正交極差分析具體數(shù)據(jù)，并做圖 2 所示泌水率效應曲線圖。

表10　泌水率正交極差分析

從表 10 可以看出，九組試驗配比都不同程度的改善了混凝土的泌水，泌水率明顯降低，泌水率比一般在 60% 左右。在不同配比下泌水的減少程度相差很大，主要是因為砂率，F(xiàn)a 摻量和引氣劑摻量對混凝土的泌水都有很大的影響，在三個影響因素的共同作用下造成的泌水率差異。根據(jù)實際測試結果也發(fā)現(xiàn)，在單位用水量減少的時候泌水率并不一定降低，由此可見降低單位用水量雖然可以減少泌水，但在其他因素的影響下并不一定起主導作用。

圖 2 是泌水率效應曲線圖，從極差的計算結果可以看出，引氣劑摻量的變化對混凝土的泌水影響最大，F(xiàn)a 摻量次之，砂率的影響最小。同時可以得出使泌水最小的配比應該是：砂率 46%，F(xiàn)a 摻量 35%，引氣劑摻量 0.4/萬。

圖2　泌水率效應曲線圖

3.2硬化混凝土性能

表11　不同配比下抗壓強度及抗壓強度比

表 11 是在不同試驗配比下的抗壓強度及抗壓強度比。從表中可以看出強度的變化比較大，這可能由三個因素造成：一是隨著引氣劑摻量的增加，強度的損失也逐漸增大，其中配比三等幾組配比的抗壓強度比僅為 30%～40%；二是粉煤灰的摻量也對混凝土強度產(chǎn)生影響，當粉煤灰摻量在 35%時，混凝土抗壓強度均有所下降；第三，由于保持水灰比不變，在粉煤灰和引氣劑的雙重減水作用下，膠凝材料用量減少，這也造成了混凝土抗壓強度的降低。但砂率相對于引氣劑和粉煤灰對混凝土強度的影響十分小，因而小范圍的調整砂率不僅可以改善泌水，同時對混凝土的其他性能也不會帶來不利的影響。

4　結論

本次試驗以改善混凝土泌水為目的，采用正交設計方法，綜合考慮三種途徑對混凝土泌水的影響。通過試驗測試，得出以下結論：

（1）三種改善途徑（調整砂率、摻加粉煤灰和摻引氣劑）都可以有效的減少混凝土的泌水。在試驗的范圍內，引氣劑對改善混凝土的泌水效果最為顯著，粉煤灰次之，砂率的影響作用最小。

（2）從抗壓強度及抗壓強度比的測試結果可以看出，引氣劑摻量對混凝土的強度的影響較大，隨著含氣量的增加強度損失十分明顯。摻入粉煤灰對混凝土早期強度有一定的影響，但根據(jù)粉煤灰的活性指數(shù)可以看出粉煤灰對混凝土后期的強度影響較小。砂率的改變對強度影響較小，因此調整砂率對小范圍改善泌水比較適用。

（3）在試驗范圍內得出改善混凝土泌水的最優(yōu)配比是：砂率選取 46%，粉煤灰摻量 35%，引氣劑摻量 0.4/萬。此配比對混凝土強度有一定的影響，因而需適當降低水灰比以保證強度。

[1] 劉加平．外加劑改進混凝土泌水的試驗研究[J]．混凝土與水泥制品，2004,(4): 14-16

[2] 郝成偉．60～80MPa 大流動性混凝土配合比試驗研究[J]．工業(yè)建筑，2003,33(8): 19-20．

[3] 梁志林．大體積混凝土拌和物泌水性能探討[J]．商品混凝土，2005,(4): 18-21．

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[5] 劉數(shù)華．粉煤灰對混凝土的需水量、坍落度和泌水性的影響[J]．粉煤灰綜合利用，2005,(3): 47-48．

[6] 杜建國．泌水對水泥混凝土抗折強度的影響[J]．安徽機電學院學報，2002,(3): 63-66．

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[8] 李志勇．混凝土泌水的因素分析[J]．四川建筑，2006,(2): 128-129．

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丁煒（1985—），男，江蘇靖江人，畢業(yè)于河海大學無機非金屬材料專業(yè)，泰州金禾商砼制品有限公司試驗室主任。