泌水、離析對混凝土質(zhì)量的影響

殷繼偉，于飛

（1.哈爾濱佳連混凝土技術(shù)開發(fā)有限公司，黑龍江 哈爾濱 150076；2.大元建材科技股份有限公司，河北 滄州 061724）

泌水、離析對混凝土質(zhì)量的影響

殷繼偉1，于飛2

（1.哈爾濱佳連混凝土技術(shù)開發(fā)有限公司，黑龍江 哈爾濱 150076；2.大元建材科技股份有限公司，河北 滄州 061724）

預(yù)拌混凝土本身是一種半成品，出廠之后混凝土各方面性能是否滿足設(shè)計要求，需要達(dá)到一定的齡期之后進(jìn)行判斷。但混凝土質(zhì)量出現(xiàn)異常，會首先反映在拌合物的性能上。本文通過工程中實例、以及部分對比試驗，淺談當(dāng)拌合物出現(xiàn)泌水、離析時對混凝土強(qiáng)度、耐久性及施工質(zhì)量的危害。

離析；泌水；強(qiáng)度；耐久性

0 引言

混凝土泌水、離析經(jīng)常出現(xiàn)在混凝土工程中，對混凝土的強(qiáng)度、耐久性、施工質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。泌水是指混凝土水分由內(nèi)部向外部上浮的現(xiàn)象，離析是泌水的一種特殊表現(xiàn)方式。泵送混凝土的泌水通常會伴隨著抓底、板結(jié)。

離析是指當(dāng)混凝土粘聚力抵抗不住，粗骨料因重力下沉的力量，導(dǎo)致混凝土拌合物中各組分分層的現(xiàn)象。通?；炷岭x析都會伴隨著泌水現(xiàn)象的出現(xiàn)。

泌水離析對混凝土的強(qiáng)度、耐久性、施工質(zhì)量都是十分有危害的，下文將通過對比試驗、圖片、工程案例分析泌水和離析對混凝土最終質(zhì)量的影響，以及影響泌水離析的因素。

1 混凝土離析對強(qiáng)度的影響

1.1 離析混凝土強(qiáng)度對比試驗

按照表 1 配合比進(jìn)行混凝土試拌，每組攪拌量 30L。

表1 對比試驗配合比

按 GB/T 50081－2002 依次將基準(zhǔn)混凝土與對比混凝土進(jìn)行成型 15 組樣品，每組試樣齡期為 3d、7d、28d。

試驗選取試模尺寸為 150mm×150mm×150mm。對照基準(zhǔn)混凝土與對比混凝土的強(qiáng)度差異。

表2 為 15 組試件強(qiáng)度測試結(jié)果。

表2 對比試驗強(qiáng)度數(shù)據(jù)

根據(jù)試驗配合比配制拌合物，觀察拌合物的狀態(tài)，如圖1 所示。所配制的試驗試件對比圖見圖 2。

圖1 試驗拌合物

圖2 試驗試件

1.2 數(shù)據(jù)分析

在強(qiáng)度對比試驗中，我們選用基準(zhǔn)混凝土與對比混凝土相同的原材料、相同的試驗方法與試驗人員和相同的試驗環(huán)境。

混凝土配合比選取相同的水膠比，通過降低對比混凝土的砂率，來實現(xiàn)對比混凝土的離析。通常來說降低混凝土的砂率，并不會降低混凝土的強(qiáng)度。

通過圖 1 可發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)混凝土和易性良好，而對比混凝土粗骨料與砂漿分離，粘聚性較差出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

通過圖 2 可以對比出來兩組混凝土試件破碎后的結(jié)構(gòu)差異，明顯基準(zhǔn)混凝土的試件更密實骨料分配更均勻，而對比混凝土因為離析導(dǎo)致骨料分層。試件的頂部幾乎看不見粗骨料。

通過表 2 可以看出，各齡期對比混凝土的強(qiáng)度明顯低于基準(zhǔn)混凝土，說明離析導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的勻質(zhì)性變差，質(zhì)地疏松，混凝土密實度低，強(qiáng)度將有所下降。幾乎不含有石子的砂漿層往往是混凝土試件乃至結(jié)構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)，也是工程中最大的安全隱患。

2 工程實例

2.1 工程概述

2013 年綏化市某樓盤，該工程設(shè)計為 8 層框剪結(jié)構(gòu)，混凝土由商品混凝土公司供應(yīng)，澆筑部位為 3 層梁板柱樓梯，混凝土標(biāo)記為 A-C30-180(S4)-GB/T14902。由于該工程 3 層柱子拆模后發(fā)現(xiàn) 1～10 軸柱子表面有大約 30～50cm 浮漿 ，柱子底部石子暴露沒有漿體，考慮是因混凝土離析導(dǎo)致。

施工方通報甲方，并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行鉆芯法檢測，組成調(diào)查組分析原因。分別將 3 層部分 1～10 軸、11～20 軸柱子進(jìn)行鉆芯取樣，分別取得 15 個芯樣試件。

2.2 檢測結(jié)果

表3 混凝土芯樣強(qiáng)度推定

2.3 原因分析

為分析混凝土產(chǎn)生離析的原因，調(diào)查組調(diào)看了商混公司的生產(chǎn)記錄中的配合比如表 4。并取得混凝土公司當(dāng)批次的原材料留樣按照生產(chǎn)配合比進(jìn)行試拌，試拌量為 20L，混凝土拌合物未發(fā)現(xiàn)離析泌水的現(xiàn)象。

表4 生產(chǎn)配合比 kg

調(diào)出當(dāng)時生產(chǎn)的監(jiān)控錄像以及詢問當(dāng)天值班的質(zhì)檢人員，在生產(chǎn)第四車、第五車混凝土?xí)r，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時工人錯把減水劑（未復(fù)配的粉劑）當(dāng)成早強(qiáng)劑投入混凝土。通過換算萘系減水劑的摻量達(dá)到 3%，為設(shè)計配合比的 3 倍，按照 3% 的外加劑摻量再次進(jìn)行試拌發(fā)現(xiàn)混凝土出現(xiàn)泌水、板結(jié)、骨料沉淀離析，如圖 3?？?jié)B能力的對比。試驗數(shù)據(jù)如表 5 所示。

圖3 拌合物狀態(tài)圖

表5 滲水高度試驗數(shù)據(jù)對比 mm

2.4 事故處理

經(jīng)各方分析討論形成處理辦法： 進(jìn)行支撐后，將出現(xiàn)問題的 4 根柱子進(jìn)行鑿除，進(jìn)行置換。

2.5 事故教訓(xùn)

在混凝土生產(chǎn)中，應(yīng)控制好每個細(xì)節(jié)，同時粉態(tài)外加劑應(yīng)由電子稱計量，不應(yīng)由人工進(jìn)行投放。

商品混凝土公司應(yīng)加強(qiáng)混凝土的出廠質(zhì)量檢測，混凝土坍落度檢測不宜用目測，更應(yīng)將出廠的混凝土放置到推車或大盆里，靜置 5～10min 觀察混凝土的和易性變化，在進(jìn)行判斷如發(fā)現(xiàn)混凝土質(zhì)量出現(xiàn)問題時，應(yīng)及時調(diào)整不應(yīng)出廠。

現(xiàn)場施工質(zhì)檢人員應(yīng)注意混凝土的質(zhì)量檢測在進(jìn)行驗收，不合格的混凝土杜絕使用。

3 泌水離析對混凝土耐久性的影響

泌水會造成混凝土表面出現(xiàn)其起砂，并且由于表面水分過多造成表面水膠比過大，混凝土表面強(qiáng)度降低，耐久性、耐磨性變差。表面耐磨性差對道路混凝土來說是十分有害的。泌水會引起混凝土整體下沉。澆筑深度大時，沉降受到鋼筋等阻礙時，會產(chǎn)生塑性沉降裂縫，對混凝土的耐久性有不利影響。離析的混凝土由于砂漿分層，同時會造成混凝土局部收縮變大大，形成塑性收縮裂縫。

通過表 5 中的試驗數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，對比試樣的滲水高度較基準(zhǔn)試樣的滲水高度相差很大，那么由于兩組試件的配合比，除外加劑的摻量外都是相同的，而采用的原材料都是同一批次，所以原材料性能及配合比對試樣抗?jié)B性能的影響可以忽略。

那么為什么兩組試樣的抗?jié)B性能差別這么大呢？主要是由于對比試樣中外加劑摻量超摻，混凝土出現(xiàn)了泌水離析。

由于泌水造成混凝土中的水分上浮，在混凝土上浮之后留下了自內(nèi)部向外有大量的毛細(xì)管道，若混凝土離析則加大了內(nèi)部毛細(xì)管道連通的可能性。這將對混凝土的抗?jié)B性能造成了嚴(yán)重的影響。

4 離析對施工的影響

商品混凝土應(yīng)用于工程中，堵泵、粘罐是常見問題，最主要原因就是混凝土的和易性不好?；炷撂涠冗^小泵送困難?；炷撂涠冗^大或者混凝土自身泌水、板結(jié)、離析同樣會造成泵送堵泵。不但耽誤施工進(jìn)度而且經(jīng)濟(jì)損失很大。

混凝土泌水離析后，漿體與骨料分離，混凝土失去粘聚性，當(dāng)泵車泵送混凝土?xí)r，漿體被吸力所吸走，而骨料則留在管道中，最后將泵管堵死。特別是在灌注樁基礎(chǔ)中，如遇離析混凝土輕則堵塞泵管，重則斷樁。

5 泌水離析主要原因

混凝土泌水離析，主要是由于混凝土中水泥漿體的粘聚性不足，混凝土的抗離析性、穩(wěn)定性差。混凝土的配合比、原材料性能、生產(chǎn)施工工藝，與混凝土的泌水、抗離析性能都是息息相關(guān)的。

5.1 孔隙率

通?；炷量紫堵蚀蟮耐瑫r不但強(qiáng)度差，而且泌水也會隨之增加，如當(dāng)混凝土級配不合理時混凝土的砂率低或膠凝材料用量低漿體過少不能將骨料充分包裹。再如膠凝材料的比表面積小。這無疑是為混凝土中自由水上浮，提供了一個方便的通道。使得混凝土更容易出現(xiàn)泌水，離析。同時孔隙率的增加也會導(dǎo)致混凝土的粘聚性降低。

5.2 含氣量

通常商品混凝土中，混凝土出現(xiàn)泌水時，加入一定量的引氣劑就會解決問題，是因為良好的引氣劑會向混凝土中引入優(yōu)質(zhì)的小氣泡，而氣泡可以將混凝土正在向上運動的自由水進(jìn)行包裹，將其穩(wěn)定在氣泡周圍。并且，由于含氣量的增加，會使混凝土更密實，氣泡會填充到混凝土的空隙中，阻斷部分自由水的上浮通道。

5.3 水膠比

當(dāng)混凝土中自由水的用量增加時，水膠比過大時，水泥漿的流動性增加但粘聚性保水性會變差抵抗不住混凝土中粗骨料下沉的力量，導(dǎo)致泌水離析。

5.4 混凝土凝結(jié)時間

混凝土的凝結(jié)時間越長，則骨料沉降的時間越長，同時也就越容易出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。如水泥的凝結(jié)時間長，C3A 含量過低。泵送劑中緩凝劑超量，都會對混凝土的泌水有著很大的影響。

5.5 外加劑與原材料的相容性

外加劑與原材料的相容性主要體現(xiàn)在，水泥顆粒與外加劑的吸附與分散效果。吸附效果過強(qiáng)會造成混凝土的坍落度損失快，分散效果過大時會出現(xiàn)泌水板結(jié)的現(xiàn)象如減水劑超摻。

5.6 過度振搗

振搗不足時混凝土?xí)霈F(xiàn)蜂窩、孔洞，影響混凝土強(qiáng)度。但過度振搗會加劇混凝土中的骨料沉降水分上浮，導(dǎo)致混凝土的泌水離析現(xiàn)象出現(xiàn)。過度振搗導(dǎo)致的混凝土泌水。

6 結(jié)論

混凝土泌水離析是一種常見的混凝土質(zhì)量問題，混凝土的泌水離析對混凝土各方面質(zhì)量有相當(dāng)大的影響，不但會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且也會降低混凝土的使用壽命。為此作者呼吁廣大混凝土從業(yè)者拌合物的質(zhì)量不容忽視，不能一味地在試驗室做配合比。同時混凝土的出場檢驗與生產(chǎn)質(zhì)量控制更是重中之重，決不能有一絲的麻痹大意。

［單位地址］黑龍江省哈爾濱佳連混凝土技術(shù)開發(fā)有限公司（150076）

殷繼偉，男，工程師。