混凝土出機(jī)泌水及滯后泌水的原因分析及解決方案

1、混凝土出機(jī)泌水及滯后泌水的原因分析及解決方案混凝土泌水即混凝土拌合物中懸浮的骨料在重力作用下下沉，拌合水受到排擠而上浮，最后從表面析出的現(xiàn)象，從流變學(xué)角度看，造成泌水的原因是由于液相的黏滯阻力不足以客服粒子相的重力。少量的泌水對(duì)于混凝土而言危害不大，且能夠防止新拌混凝土表面迅速干燥或開(kāi)裂以及便于整修等，但是過(guò)量的泌水則會(huì)對(duì)混凝土造成極大的危害。泌水問(wèn)題造成的漿骨分離，集料沉降堆積很容易引起堵泵;泌水引起的表面浮漿由于強(qiáng)度發(fā)展不夠往往會(huì)產(chǎn)生許多裂縫;另外，泌出的水把會(huì)把水泥漿帶走而留下砂子，導(dǎo)致表面出現(xiàn)“砂紋”等外觀問(wèn)題。泌水問(wèn)題引起的諸多問(wèn)題已經(jīng)成為了制約現(xiàn)代混凝土發(fā)展的一大難題，根據(jù)泌水出現(xiàn)

2、時(shí)間的不同，將其分為出機(jī)泌水和滯后泌水，出機(jī)泌水即攪拌站出機(jī)時(shí)即開(kāi)始泌水，滯后泌水是澆筑完成前沒(méi)有泌水現(xiàn)象，而是澆筑完12h后表面開(kāi)始析水。為了解決泌水問(wèn)題，分析不同時(shí)間產(chǎn)生泌水的原因，對(duì)癥下藥，至關(guān)重要。1出機(jī)泌水與滯后泌水產(chǎn)生的原因1.1出機(jī)泌水混凝土出機(jī)泌水或靜置510min即開(kāi)始泌水是最常見(jiàn)的泌水現(xiàn)象，此類(lèi)泌水產(chǎn)生的原因較多。泌水量較小時(shí)，隨著水泥水化的進(jìn)行、水分的散失等原因，少量的泌水恰好可以抵消流動(dòng)性損失，但是當(dāng)混凝土泌水過(guò)量時(shí)，通常會(huì)造成堵泵，并嚴(yán)重影響混凝土的后期性能。以下主要從原材料、外加劑及配合比等方面闡述各因素對(duì)初期泌水的影響。1.1.1水泥的影響水泥原因產(chǎn)生的出機(jī)泌水現(xiàn)

3、象主要與水泥礦物組成中的C3A含量以及水泥的粒度分布有關(guān)。C3A含量越低，初始水化速率慢，水化生成的C-S-H凝膠產(chǎn)物少，對(duì)外加劑的吸附量低，聚羧酸分子在發(fā)生作用的過(guò)程中自由水不斷溢出，因此產(chǎn)生泌水現(xiàn)象。水泥的粒度分布不合理時(shí)也可能產(chǎn)生初始泌水現(xiàn)象，通常由40m以上顆粒的含量過(guò)高且中間級(jí)配(10m40m)斷檔引起，水泥混合材中大量摻入礦粉等棱角明顯的礦物摻合料時(shí)往往也會(huì)出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。1.1.2集料的影響粗集料一般對(duì)混凝土的初始泌水影響不大，但是當(dāng)粗集料內(nèi)部孔隙量大，吸水率高時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，本人在非洲吉布提多哈雷港口進(jìn)行混凝土實(shí)驗(yàn)時(shí)即遇到該類(lèi)情況(見(jiàn)圖1)，混凝土在攪拌機(jī)內(nèi)和易性良好，但是

4、出機(jī)靜停12min后即開(kāi)始出現(xiàn)嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象，產(chǎn)生此類(lèi)情況的原因?yàn)榛炷猎跀嚢枭a(chǎn)的過(guò)程中粗集料內(nèi)部的孔隙會(huì)吸收一大部分的自由水，實(shí)際加入的外加水超出了混凝土的需水量，靜置后骨料內(nèi)部的自由水不斷釋放出來(lái)，于是導(dǎo)致明顯的泌水現(xiàn)象。細(xì)骨料原因產(chǎn)生泌水的現(xiàn)象較為普遍，主要原因是砂中的細(xì)粉含量過(guò)低。低強(qiáng)度等級(jí)混凝土中，通常0.315mm的細(xì)粉含量10%時(shí)會(huì)出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，圖2所示為典型的缺少細(xì)粉含量的砂，該類(lèi)細(xì)骨料使得混凝土的穩(wěn)泡能力弱，氣泡上浮破滅后相應(yīng)的會(huì)帶出部分水，另外，該類(lèi)細(xì)骨料的漿體量顯少，漿體裹覆能力弱，尤其是在膠材含量低的低強(qiáng)度等級(jí)混凝土中，自由水更多，泌水更為嚴(yán)重。1.1.3外加劑的影響

5、外加劑原因造成的泌水現(xiàn)象主要分為兩大類(lèi)，第一類(lèi)為外加劑摻量過(guò)高，導(dǎo)致減水率過(guò)高；第二類(lèi)是減水劑中的減水組分及保坍組分比例使用不當(dāng)，初始釋放的減水劑分子較少，而保坍劑組分過(guò)多，隨著水化的不斷進(jìn)行其保坍作用逐漸顯現(xiàn)，導(dǎo)致拌合物在出機(jī)后流動(dòng)性不斷變大，嚴(yán)重時(shí)即出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，如圖3所示。1.1.4配合比及施工振搗的影響初始泌水現(xiàn)象時(shí)最為常見(jiàn)的泌水現(xiàn)象，通常與原材料的使用、減水劑的摻量及配合比相關(guān)，混凝土配合比設(shè)計(jì)水灰比越大，膠材用量越低，其泌水的可能性越大;膠材種類(lèi)中，無(wú)規(guī)則不定性態(tài)的礦物摻合料在低強(qiáng)度等級(jí)混凝土中使用越多，泌水的可能性越大，如礦粉等，但是隨著混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的增加泌水的可能性降低，

6、自由水降低，混凝土自身黏度越來(lái)越大。另外，施工過(guò)程中振搗不當(dāng)，局部過(guò)振也會(huì)造成泌水現(xiàn)象，在混凝土振搗的過(guò)程中，混凝土整體是一個(gè)逐漸向“液化”勻質(zhì)的過(guò)程。低強(qiáng)度等級(jí)中，混凝土自身黏度低，內(nèi)部黏滯力下降，振搗過(guò)渡會(huì)使得粗集料下層，漿體上浮，容易出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。1.2滯后泌水1.2.1外加劑影響聚羧酸減水劑目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)能夠做到根據(jù)水泥水化速率及砂石含泥量的吸附做到030min，30min1h，12h及2h以上各時(shí)段保坍劑的釋放來(lái)維持拌合物長(zhǎng)時(shí)間的流動(dòng)性能，各時(shí)段保坍劑的分子設(shè)計(jì)不同(主要包括分子量、支鏈長(zhǎng)度等)，其減水作用釋放的時(shí)間點(diǎn)亦不同。工程實(shí)際使用時(shí)，根據(jù)水泥水化速率及對(duì)減水劑分子的吸附速率進(jìn)行

7、各種保坍劑的復(fù)配，達(dá)到一定時(shí)間內(nèi)減水組分的平緩釋放，滿足其穩(wěn)定的流態(tài)，運(yùn)輸途中坍落度不損失，不出現(xiàn)泌水反大等現(xiàn)象。但是，目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)減水劑廠家僅含有一種保坍類(lèi)型的減水劑，無(wú)法做到“分時(shí)段保坍”技術(shù)，他們往往應(yīng)用1h左右釋放的保坍劑來(lái)滿足混凝土2h內(nèi)的流動(dòng)性，那樣難免會(huì)出現(xiàn)1h左右保坍劑的集中釋放，造成1h后拌合物流動(dòng)性的反增長(zhǎng)，集中釋放的保坍劑過(guò)多時(shí)即會(huì)出現(xiàn)滯后泌水現(xiàn)象。1.2.2水泥及氣溫影響水泥初始水化速率的快慢與泌水有較大的關(guān)系，通常而言，中低熱水泥相比于普通硅酸鹽水泥更容易出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，主要原因?yàn)樗嗟腃3A及C3S含量偏低，初始參數(shù)的C-S-H凝膠少，對(duì)減水劑的吸附弱，而減水劑在后

8、期不斷吸附水泥礦物表面后使得更多的自由水釋放，因此容易出現(xiàn)滯后泌水現(xiàn)象。另外，冬季氣溫偏低時(shí)也容易出現(xiàn)混凝土滯后泌水現(xiàn)象，一方面由于水泥的水化速率降低，另外一方面減水劑分子在低溫下活性降低，吸附速率減慢，因此在吸附水泥礦物表面的時(shí)間延長(zhǎng)，在后期隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其減水作用不斷表現(xiàn)出來(lái)，因此容易出現(xiàn)滯后泌水現(xiàn)象。2泌水解決方案2.1出機(jī)泌水解決方案解決混凝土出機(jī)泌水問(wèn)題，首先要明確泌水產(chǎn)生的原因，然后對(duì)癥下藥?；炷猎牧先缟白蛹?jí)配不合理時(shí)可以通過(guò)外加劑組分的調(diào)整及配合比的優(yōu)化加以改善:外加劑組分中適當(dāng)增加增稠收漿組分，提高漿體的黏聚性，采用弱分散脂類(lèi)減水劑能進(jìn)一步改善泌水現(xiàn)象(圖4對(duì)比了同樣摻量

9、及固含量下，兩種不同種類(lèi)聚羧酸減水劑的效果)，同時(shí)配合比設(shè)計(jì)方面可以適當(dāng)提高砂率，提高膠材總量等方法來(lái)增加混凝土中的粉體含量，改善漿體與集料間的裹覆能力，減少自由水的泌出。因水泥粒度分布不良出現(xiàn)的混凝土泌水現(xiàn)象往往較砂子級(jí)配不良引起的泌水問(wèn)題更難解決，配合比方面的調(diào)整往往效果甚微，僅能通過(guò)通過(guò)減水劑組分的調(diào)整加以改善，加大增稠劑的使用，必要時(shí)可結(jié)合引氣劑的應(yīng)用，增強(qiáng)漿體內(nèi)部的鎖水能力，微小氣泡也可以阻斷斷自由水的溢出通道，起到一定的抑制作用。外加劑過(guò)摻、用水量過(guò)大或施工振搗過(guò)度等原因引起的泌水現(xiàn)象在實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的情況最多，解決此類(lèi)泌水問(wèn)題，重在攪拌站的生產(chǎn)質(zhì)量把控:計(jì)量設(shè)備的控制、定期校正，

10、砂含水的控制、增加料場(chǎng)蓋棚、防止淋雨等?；炷寥肽Ｕ駬v時(shí)盡量避免過(guò)振漏振，這樣不僅會(huì)造成混凝土出現(xiàn)泌水，而且拆模后易出現(xiàn)砂線或水紋線等外觀問(wèn)題。2.2滯后泌水解決方案滯后泌水常見(jiàn)于冬季施工中，尤其是早期水化礦物偏低的水泥中出現(xiàn)，因此，在水泥可以更換的情況下盡量選用C3A含量偏高、混合材摻量偏低、早期水化速率較快的水泥，一方面C3A自身相比于其他礦物對(duì)減水劑的吸附能力更大，同時(shí)早期生成的水化產(chǎn)物也加大了對(duì)減水劑分子的吸附，那樣后期逐漸釋放的減水劑分子量自然降低，滯后泌水現(xiàn)象減輕。減水劑方面，不要使用具有緩釋功能的減水劑、保坍劑，盡量使用具有快速吸附能力的減水劑分子，吸附速度越快越好，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)可以做到針對(duì)水泥的礦物組成專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)吸附官能團(tuán)及設(shè)計(jì)分子量的長(zhǎng)短，以此加快減水劑分子對(duì)水泥礦物的吸附能力。3結(jié)語(yǔ)混凝土產(chǎn)生泌水的原因眾多，泌水發(fā)