07.17 淺談現澆混凝土的泌水

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導讀

針對現澆混凝土泌水對混凝土性能的影響及影響現澆混凝土泌水的因素進行分析,提出了降低現澆混凝土泌水的有效措施。

現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計合理、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行調整,而泌水率則沒有可以直接調整的方法。

長期以來,現澆混凝土的泌水一直是一個難題,原因在於泌水受到很多因素的影響,但是沒有哪個因素能起關鍵作用,不能通過該因素直接解決泌水問題。下面結合實踐,就現澆混凝土的泌水現象作如下探討。

1、 泌水對混凝土的影響

混凝土產生泌水以後,泌水部位的混凝土中會產生缺陷,導致該部位強度降低。

泌水對混凝土強度的影響雖然很有限,但對混凝土耐久性的影響至關重要。

因為水分從混凝土內部泌出到表面以後,在混凝土中形成了從內到外的通道,這些通道首先降低混凝土的抗滲透能力。

雖然這些通道很難直接或通過儀器觀察到,但對於混凝土的抗滲透性能影響很大,這一點對於有抗滲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,原因同樣與泌水以後留下的通道有關,腐蝕性介質通過泌水通道很容易進入混凝土內部,到達鋼筋表面產生鋼筋鏽蝕,或者直接與水化產物發生腐蝕反應。

2、產生泌水的因素

混凝土的泌水幾乎與混凝土生產的所有環節有關,如配合比、膠凝材料、含氣量、振搗過程等。

2.1 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,會使拌和物顆粒的總比表面積增加,潤溼水分量增加,使可泌水量減少。

同時,骨料比例越好,砂細度模數偏小細顆粒用量增加,會使泌水通道長度增加,對減小混凝土泌水有利。膠凝材料用量增加,會使混凝土的粘聚性增加、保水性改善,對減少泌水有利。

混凝土中的單位用水量與泌水有直接的關係,如果其他材料比例關係保持不變,用水量增加,會使現澆混凝土中的可泌自由水量增加,泌水增大。

2.2 膠凝材料

膠凝材料影響混凝土泌水主要與其反應活性、細度、顆粒形貌等有關。膠凝材料細度越高,比表面積越大,則溼潤膠凝材料表面所需的水量越多,即潤溼水量較多;同時如果膠凝材料較細,其反應活性增加,初期反應所需要的結合水也會增加。

這兩部分水的增加會使可以逸出形成泌水的自由水量減少,從而對降低泌水有利。

另外,較細的膠凝材料會細化混凝土中的孔隙,降低孔隙連通性,導致泌水通道數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,所以需要的潤溼水不同,最終影響混凝土的泌水。

2.3 含氣量

含氣量對現澆混凝土泌水有顯著影響。現澆混凝土中的氣泡由水分包裹形成,如果氣泡能穩定存在,則包裹該氣泡的水分被固定在氣泡周圍。如果氣泡很細小、數量足夠多,則有相當多量的水分被固定,可泌的水分大大減少,使泌水率顯著降低。

同時,如果泌水通道中有氣泡存在,氣泡猶如一個塞子,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,導致泌水量減少。含氣量對泌水的影響非常重要,當然必須使用優質引氣劑,混凝土中的氣泡能穩定存在,而且氣泡足夠細小。

眾所周知,由於氣泡的潤滑作用可以有效減小顆粒間的摩擦阻力,引氣同時改善混凝土的和易性。

2.4 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,混凝土拌和物處於液化狀態,此時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使混凝土中氣泡受到破壞,導致泌水增大。

3、泌水的防治

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

3.1混凝土配合比方面:

適當增加膠凝材料用量,適當提高混凝土的砂率,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,儘量減少單位用水量。

3.2原材料方面:

選用較細的膠凝材料和高品質的引氣劑。

3.3減水劑方面:

選用混凝土泌水較小、流動度大的高效減水劑。如果配合比固定,在滿足標準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。

3.4施工方面:

嚴格控制混凝土振搗時間,避免過振。另外,對於現澆混凝土的性能控制,選取適當的控制點,使得控制有利於減小混凝土泌水。

假如要控制最大含氣量,控制點可選在入倉口,將混凝土輸送過程中含氣量損失對泌水的影響降到最低。當倉面內已經出現了泌水,必須及時排除,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的材料吸水,尤其在混凝土收面時更應該及時吸去泌水,便於混凝土收面確保混凝土外觀質量。

嚴禁在模板上開孔自流,造成膠凝材料流失,影響混凝土的質量。尤其在混凝土收面時更應該及時吸去泌水,以便於混凝土收面。

3.5通過外加劑改善混凝土的泌水。

混凝土外加劑(減水劑)一般是有機高分子物質。有機高分子的分子量、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,會使混凝土的泌水減少,但是同時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,較長時會使混凝土泌水減水,但減水率也相應降低,如果主鏈短而支鏈長,則會使泌水減少的同時,對減水率影響不大。

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,需要優化減水劑的分子量級配,使得小分子和大分子物質達到最佳搭配關係。

由於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環節共同改進,使得各因素的影響降到最低,才能使現澆混凝土的泌水得到很好解決。


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