水泥用于混凝土中常見問題

1、水泥用于混凝土中常見問題原因及預(yù)防 2011年01月04日筆者總結(jié)近年來售后服務(wù)中涉及到的水泥用于混凝土中的常見問題進(jìn)行一個(gè)簡要總結(jié)： 1.混凝土起皮（混凝土表面一層與基底層的分層現(xiàn)象）實(shí)例分析：2005年5月我公司PO42.5水泥用于JH道路混凝土出現(xiàn)起皮現(xiàn)象，現(xiàn)場查看路面存在浮漿層，經(jīng)了解施工方使用粉煤灰作為摻合料，初步判斷混凝土施工中經(jīng)過振搗粉煤灰由于較輕聚集到混凝土表面，加之混凝土泌水導(dǎo)致混凝土表面一層與基底層分層從而產(chǎn)生起皮，后對(duì)浮漿層取樣全分析確認(rèn)含有較多粉煤灰成分。后工地?fù)胶狭细挠酶弑缺砻娣e的礦粉，水泥中混合材降低保水性不好的礦渣摻量，適當(dāng)降低水泥細(xì)度、提高比表面積，后續(xù)施工中混

2、凝土泌水現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)，再未出現(xiàn)類似現(xiàn)象。當(dāng)然起皮也可能由施工養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起：1.1抹面過早：混凝土未初凝就提前抹面，高溫或?qū)α髟斐杀砻嬉粚踊炷烈呀?jīng)干了，而里層混凝土由于產(chǎn)生內(nèi)泌水還很稀，從而導(dǎo)致混凝土與表面分層。1.2抹面過晚：混凝土在初凝過后較長時(shí)間才進(jìn)行抹面操作，里層混凝土已經(jīng)干了而表面新抹面的混凝土不能粘住。預(yù)防措施：提高混凝土保水性：選用保水性好的水泥，在混凝土內(nèi)摻加超細(xì)礦粉等摻合料，選用保水性好的聚羧酸減水劑，降低水灰比等；掌握好抹面時(shí)間，在混凝土初凝時(shí)及時(shí)抹面，必要時(shí)進(jìn)行二次抹面。2.混凝土起灰（混凝土表面粉化，失去強(qiáng)度）:施工于道路樓板或薄壁等部位時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)表面起灰現(xiàn)象，盡管混

3、凝土表面起灰并不影響抗壓強(qiáng)度等級(jí)，但會(huì)嚴(yán)重破壞混凝土耐磨性、抗?jié)B性、美觀性與耐久性等。實(shí)例分析：2010年8月XL水庫使用我公司PC32.5水泥施工中部分混凝土表面起灰嚴(yán)重，用戶單位懷疑水泥質(zhì)量存在問題。到現(xiàn)場后我們發(fā)現(xiàn)所有存在起灰現(xiàn)象的混凝土表面均呈現(xiàn)白色，這是明顯的泛堿現(xiàn)象，低洼處泛堿現(xiàn)象更為明顯，混凝土側(cè)面也有許多條狀白色帶。種種現(xiàn)象表明這些混凝土澆筑后未完全凝結(jié)即受到雨水沖刷，混凝土表面水灰比很大，雨水流至混凝土側(cè)面形成了條狀白色帶。施工方承認(rèn)為趕進(jìn)度施工過程中一直下著毛毛細(xì)雨，值得慶幸的是雨量不大，未對(duì)整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。產(chǎn)生起灰大致有以下幾個(gè)方面引起：2.1混凝土表層水灰比大于

4、混凝土內(nèi)部，表層水化產(chǎn)物間搭接不致密，結(jié)構(gòu)松散強(qiáng)度偏低。2.1.1配合比：混凝土水灰比過高，用水量過大；減水劑摻加過量。2.1.2混凝土中各組分材料：砂石含泥量高；砂子細(xì)度模數(shù)高，顆粒較粗；混凝土中其他摻合料顆粒太粗；水泥凝結(jié)時(shí)間長，細(xì)度過高、比面積過小，顆粒級(jí)配不合理，水泥中混合材特別是輕質(zhì)混合材摻量過多。這些都會(huì)使混凝土泌水量增加從而加大混凝土表面水灰比。2.1.3振搗過度使骨料下沉，漿體在表面過多聚集。2.1.4混凝土表面硬化前即灑水養(yǎng)護(hù)或受雨水沖刷。2.2混凝土表面水分散失過快，當(dāng)表面水分蒸發(fā)速度大于混凝土泌水速度時(shí)表層水泥得不到充分的水化而產(chǎn)生不了足夠的表面強(qiáng)度。2.3混凝土未完全硬

5、化即遭遇凍害，從而破壞了混凝土表層結(jié)構(gòu)，情況嚴(yán)重的甚至影響混凝土的整體強(qiáng)度。2.4水泥早期強(qiáng)度偏低導(dǎo)致混凝土表層強(qiáng)度偏低。預(yù)防措施：提高漿體密實(shí)度，水灰比與砂石級(jí)配合理，嚴(yán)格控制砂石含泥量；通過抹面增加表面顆粒的濃度；振搗適度，避免過振；加強(qiáng)混凝土前期養(yǎng)護(hù)工作；選用混合材摻量少、保水性好、早期強(qiáng)度高的水泥。3混凝土裂縫:混凝土施工工程中裂縫是較長出現(xiàn)的質(zhì)量事故之一，裂縫種類繁多，大致有：塑性裂縫、收縮裂縫、溫度裂縫，鋼筋腐蝕裂縫、基礎(chǔ)不均勻沉降裂縫等等。實(shí)例分析：2009年6月某工地使用我公司PC32.5水泥進(jìn)行道路施工，路面出現(xiàn)多條深淺不一、不規(guī)則裂紋，初步判斷為早期收縮裂紋。該工地施工時(shí)氣

6、溫為20左右，地勢開闊，空氣對(duì)流明顯，造成表面水分蒸發(fā)過快，在收縮應(yīng)力的作用下產(chǎn)生很多干燥裂紋。我們要求施工方在混凝土抹面后及時(shí)壓蓋濕潤麻袋或草氈并及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，在后續(xù)施工中再未發(fā)生裂紋現(xiàn)象。導(dǎo)致混凝土裂縫的原因較復(fù)雜，在此作簡要分析：3.1混凝土配合比：水灰比過大，砂率過高，水泥用量過多，使用高標(biāo)號(hào)水泥混凝土富裕強(qiáng)度過高。3.2混凝土中部分替代水泥的摻和料如礦渣和粉煤灰等的品質(zhì)有問題（如堿含量、需水量以及粉煤灰中的含碳量高等等）；砂石集料含泥量過高。3.3養(yǎng)護(hù)不當(dāng)混凝土水分散失過快；拆模時(shí)間過早；在混凝土強(qiáng)度未達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%左右就提前使用。3.4混凝土體積過大，水化熱迅速積聚，散熱措

7、施未及時(shí)跟上。3.5大面積混凝土如道路混凝土等切割伸縮縫時(shí)間太晚。3.6水泥方面：熟料礦物組份中C3A含量過高；水泥過細(xì)；水化熱太高。預(yù)防措施：盡量選用低C3A含量，低水化熱的優(yōu)質(zhì)水泥；選擇合適的水泥品種和標(biāo)號(hào)，嚴(yán)格控制水泥單方用水量，塌落度控制在不影響施工前提下盡量減?。换炷脸尚秃蠹訌?qiáng)養(yǎng)護(hù)，特別是高溫大風(fēng)天氣要對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋；嚴(yán)格控制替代水泥的摻合料質(zhì)量；在混凝土未產(chǎn)生足夠強(qiáng)度前禁止人為破壞；合理控制混凝土攪拌時(shí)間以防止拌和物均勻性變差而增大沉縮。4混凝土強(qiáng)度偏低：混凝土實(shí)際強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)是混凝土施工重大質(zhì)量事故，在實(shí)際施工中應(yīng)予以避免。實(shí)例分析：2010年7月FC水力發(fā)電站使用我公司

8、PO42.5水泥施工中部分混凝土強(qiáng)度偏低，到現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度偏低的部位在隧道上部，且同一時(shí)間施工的隧道兩側(cè)面混凝土強(qiáng)度均正常。隧道內(nèi)積水很深，不斷有水從隧道上部滲出，我們分析認(rèn)為該用戶施工前未對(duì)隧道進(jìn)行防水處理導(dǎo)致混凝土澆筑完成后尚未凝結(jié)就不斷有水從中滲出，混凝土長時(shí)間保持高水灰比導(dǎo)致結(jié)構(gòu)松散，強(qiáng)度偏低。混凝土強(qiáng)度偏低的原因是多方面的：4.1混凝土配合比：水灰比過高（有關(guān)文獻(xiàn)指出：水泥完全水化所需的水灰比大致為23%左右，水泥用水量減少10%，混凝土強(qiáng)度能提高約15%左右，因此水灰比對(duì)混凝土強(qiáng)度影響非常敏感，水灰比過高嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度）；單方混凝土水泥用量偏少或選用了不符合要求的低標(biāo)號(hào)水泥；粗

9、細(xì)骨料配比不合理（如砂率過高等）。4.2集料強(qiáng)度小于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度（如石子壓碎值指標(biāo)達(dá)不到要求或其中不利于強(qiáng)度發(fā)揮的針片狀顆粒太多，砂子過細(xì)等。）。4.3施工中振搗不實(shí)；養(yǎng)護(hù)不到位（如高溫季節(jié)未進(jìn)行覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)，水份散失過快；低溫季節(jié)保暖措施不到位，混凝土因?yàn)樗獌鼋Y(jié)構(gòu)遭到破壞）。4.4水泥方面：水泥本身膠砂強(qiáng)度低或雖然水泥膠砂強(qiáng)度較高但調(diào)整到混凝土要求塌落度時(shí)需水量大而影響到混凝土強(qiáng)度；水泥凝結(jié)時(shí)間偏長；水泥安定性不良，這種現(xiàn)象在新型干法工藝中極少出現(xiàn)。預(yù)防措施：混凝土設(shè)計(jì)時(shí)留足富裕系數(shù)，選擇合理水灰比和砂率；選用高強(qiáng)度、低需水量、凝結(jié)時(shí)間適中且均勻性好、品質(zhì)穩(wěn)定的水泥以及優(yōu)質(zhì)的砂石集料，摻

10、加適量高效減水劑；混凝土成型后做好養(yǎng)護(hù)工作。5混凝土凝結(jié)時(shí)間偏長實(shí)例分析：2008年11月，TL某農(nóng)戶使用PC32.5水泥澆筑頂樓現(xiàn)澆板，混凝土21小時(shí)仍未凝結(jié)，筆者趕到現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)混凝土表面仍在泌水，混凝土尚未初凝。用戶自拌混凝土無計(jì)量器具，特別是用水完全靠經(jīng)驗(yàn)，操作工為便于施工混凝土拌得較稀，施工完成后由于水灰比過大，混凝土長時(shí)間泌水，且施工后夜間天氣較涼用戶未對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋，水泥水化反應(yīng)緩慢從而導(dǎo)致混凝土凝結(jié)緩慢。由于當(dāng)天天氣晴好，下午16點(diǎn)左右混凝土初凝，施工方及時(shí)進(jìn)行抹面操作，混凝土28天強(qiáng)度通過回彈儀檢測能達(dá)到C20級(jí)，現(xiàn)澆板雖未影響正常使用，但強(qiáng)度有所下降。我們要求用戶在后續(xù)施工中

11、控制混凝土用水量，盡量選擇氣溫較高時(shí)進(jìn)行施工，夜間注意混凝土保溫工作。現(xiàn)場留存的水泥取樣進(jìn)行檢驗(yàn)，初凝時(shí)間214min，終凝時(shí)間277min,3天強(qiáng)度18.9MPa，28天強(qiáng)度39.6MPa，水泥質(zhì)量不存在問題。混凝土凝結(jié)時(shí)間偏長主要原因有：5.1混凝土級(jí)配不合理導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)（如單方混凝土水泥用量少、水灰比過大等等），養(yǎng)護(hù)溫度低，減水劑或緩凝劑使用過量。5.2水泥方面：水泥凝結(jié)時(shí)間長，強(qiáng)度嚴(yán)重偏低，保水性差泌水嚴(yán)重。5.3混凝土某些原材料或摻加的減水劑中含有較多緩凝成分（如混凝土中摻加高硫粉煤灰等）。預(yù)防措施：選擇適當(dāng)?shù)呐浜媳?；加?qiáng)原材料管理；氣溫偏低時(shí)做好防護(hù)工作以免混凝土因受

12、凍而失去強(qiáng)度；選擇混合材摻量低，凝結(jié)時(shí)間短，早期強(qiáng)度高的水泥。6水泥與減水劑適應(yīng)性差以及體現(xiàn)到混凝土中的混凝土和易性差、塌落度損失大，混凝土減水劑已經(jīng)成為現(xiàn)代化混凝土制備技術(shù)和施工技術(shù)離不開的一種重要組分，各種減水劑的應(yīng)用更是使混凝土實(shí)現(xiàn)高性能的重要措施之一然而混凝土減水劑與水泥之間有時(shí)存在不相適應(yīng)，并在一定程度上影響著減水劑的應(yīng)用效果及混凝土的性能實(shí)例分析：2007年7月JD大橋使用我公司PO42.5水泥配制混凝土?xí)r初始塌落度較大，但到達(dá)施工工地時(shí)塌落度損失很大，施工困難。我們到現(xiàn)場了解到施工時(shí)氣溫較高，水泥及其他原材料溫度高，混凝土粉料使用純水泥（工程需要嚴(yán)禁摻加粉煤灰或礦粉等摻合料），混

13、凝土等級(jí)較高（C50、C55級(jí)），水灰比控制較小，且混凝土運(yùn)送至工地施工時(shí)間間隔較長。首先我們對(duì)水泥自身進(jìn)行了調(diào)整：混合材方面停用了影響適應(yīng)性的煤矸石石煤渣，水泥比表面積指標(biāo)由360m2/kg降低至350m2/kg，水泥80m細(xì)度由1.0%提高至1.6%。成品車間對(duì)鋼球級(jí)配及中控操作作出相應(yīng)調(diào)整，減少水泥中過細(xì)顆粒特別是小于3m顆粒的含量，另外公司還對(duì)該用戶水泥實(shí)行專庫供應(yīng)，提高水泥的存放時(shí)間以降低水泥溫度改善其適應(yīng)性。公司將調(diào)整好的水泥送至用戶實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了混凝土實(shí)驗(yàn)，并要求減水劑廠家進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)配，實(shí)驗(yàn)分別就不同水灰比、砂率、減水劑品種及摻量進(jìn)行了配合比實(shí)驗(yàn)，通過三方合作終于圓滿解決了塌落度損

14、失問題。出現(xiàn)適應(yīng)性問題需要從多方面入手進(jìn)行查找原因：6.1減水劑方面：6.1.1減水劑摻量并非最佳摻量（減水劑在最佳摻量時(shí)混凝土工作性最好）。6.1.2混凝土攪拌時(shí)間與攪拌速度不合適，減水劑分散效果不好。6.1.3減水劑本身減水率很低。6.1.4減水劑中含不利于適應(yīng)性發(fā)揮的有害物質(zhì)（如堿含量過高等）。6.2水泥方面：6.2.1水泥熟料中C3A含量偏高，堿含量偏高。 6.2.2水泥過細(xì)，比面積過高，顆粒級(jí)配過分集中，對(duì)減水劑吸附較多。6.2.3水泥粉磨時(shí)摻加的助磨劑或增強(qiáng)劑等添加劑對(duì)適應(yīng)性有所影響。6.2.4石膏中含有大量半水石膏或硬石膏或工業(yè)副產(chǎn)石膏中的影響。6.2.5水泥中摻有對(duì)適應(yīng)性不利的

15、混合材料。實(shí)踐表明磨細(xì)石灰石、磨細(xì)礦粉與優(yōu)質(zhì)粉煤灰均為水泥中的優(yōu)質(zhì)摻和料；而煤矸石、石煤渣與劣質(zhì)粉煤灰均不利于水泥與減水劑的適應(yīng)性。6.2.6水泥出廠溫度高，存放時(shí)間短。一般要求水泥出廠溫度控制到75度以內(nèi)，在不影響生產(chǎn)前提下盡可能將水泥多存放一段時(shí)間，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)表明經(jīng)過陳化處理的水泥其適應(yīng)性會(huì)明顯改善。 6.3 混凝土級(jí)配不合理；砂石集料含泥量高或其中含有影響適應(yīng)性的有害物質(zhì)；天氣炎熱時(shí)砂石集料溫度較高導(dǎo)致混凝土拌合物溫度過高。預(yù)防措施：盡量選用高減水率的減水劑；通過減水劑摻量實(shí)驗(yàn)找到最佳摻量點(diǎn)；有條件的可以分兩次摻加減水劑（開始拌制混凝土?xí)r摻一部分，到達(dá)使用地點(diǎn)時(shí)再摻一部分）；選用低C3A含

16、量、低堿含量、細(xì)度比表面積適中、出廠溫度低的水泥；混凝土施工前進(jìn)行級(jí)配實(shí)驗(yàn)，除了混凝土強(qiáng)度外，對(duì)物料拌合性能也多加關(guān)注，優(yōu)選出最合理配合比；夏季施工時(shí)設(shè)法降低原材料溫度（比如對(duì)即將使用的砂石料進(jìn)行淋水降溫等）。7應(yīng)用于管樁混凝土?xí)r出現(xiàn)管樁掛漿管樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)較高（C60、C80），一般配置混凝土?xí)r水灰比在0.3左右，而經(jīng)過離心成型脫去一部分水后實(shí)際水灰比更是低至0.26左右，這就要求水泥與減水劑有相當(dāng)好的適應(yīng)性及較高的早期強(qiáng)度。在管樁的實(shí)際生產(chǎn)中較容易出現(xiàn)混凝土拌和物發(fā)粘，離心后管樁內(nèi)壁漿水層很厚從而導(dǎo)致掛漿，影響外觀質(zhì)量和樁身強(qiáng)度。實(shí)例分析：2008年12月HJ管樁使用我公司PO42.5R水泥制作管樁內(nèi)壁掛漿嚴(yán)重。我們對(duì)同時(shí)間段使用我公司PO42.5R水泥的其他幾家管樁進(jìn)行了解后發(fā)現(xiàn)均無類似現(xiàn)象，因此可以排除水泥本身影響。到現(xiàn)場后我們發(fā)現(xiàn)其石子含泥量較高，且沒有石子清洗設(shè)備（多家管樁石子使用前均進(jìn)行清洗），對(duì)筒倉中減水劑取樣檢驗(yàn)?zāi)z砂減水率在16%左右。我們建議該單位對(duì)石子進(jìn)行分堆人工清洗，并要求對(duì)減水劑進(jìn)行調(diào)整，后掛漿現(xiàn)象明顯緩解。我們總結(jié)了一些易導(dǎo)致掛漿現(xiàn)象的原因：7.1減水劑減水率低，一般要求用于管樁的減水劑膠砂減水率在18%以上。7.2砂石集料的含泥量高。7.3混凝土配合比、管