商品混凝土泌水和離析的原因及對(duì)策

商品混凝土是由水泥、礦物摻合料、砂、石、水和外加劑等多種材料混合而成的一種拌合物。混凝土拌合物良好的工作性是保證混凝土質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)，這就要求混凝土既要良好的流動(dòng)性又要具有優(yōu)良的黏聚性和保水性。黏聚性、保水性和流動(dòng)性三者相互聯(lián)系而又矛盾，混凝土黏聚性好，往往保水性也好，但可能流動(dòng)性差；當(dāng)混凝土的流動(dòng)性逐漸變大時(shí)，黏聚性和保水性有變差的趨勢(shì)，泌水和離析的幾率增加。在商品混凝土生產(chǎn)過(guò)程中減小泌水、離析是技術(shù)人員不得不面對(duì)的問(wèn)題，針對(duì)泌水和離析，筆者簡(jiǎn)單談?wù)勛约旱囊恍┐譁\看法，供同行討論。1.離析和泌水的概念1.1泌水混凝土拌合物經(jīng)澆筑振搗后，在凝結(jié)過(guò)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，稱為泌水。在混凝土表面出現(xiàn)少量的泌水，屬正常現(xiàn)象，對(duì)混凝土拌合物和硬化后的性能無(wú)影響。但泌水量過(guò)大將會(huì)帶來(lái)許多不利后果。1.2

離析由于混凝土拌合物中各組分的顆粒粒徑和密度的不同，而導(dǎo)致出現(xiàn)組分分離，不均勻的現(xiàn)象，稱為離析。這種組分分布不均勻?qū)?dǎo)致各部分混凝土性能的差異，易使混凝土內(nèi)部或表面產(chǎn)生一些缺陷，影響混凝土性能和正常使用。因此，必須注意采取有效的措施防止離析，保證混凝土拌合物具有良好的黏聚性、勻質(zhì)性，從而保證混凝土各部分性能的一致性?；炷林写嬖趦煞N離析，一種是混凝土中的粗骨料易于分離脫落，另一種是在攪拌時(shí)水泥漿易于混合料分離。黏度較高的水泥漿有利于防止離析，因此混凝土水膠比較小時(shí)，離析傾向小；而膠凝材料用量小的混凝土拌合物，在流動(dòng)性偏大時(shí)，容易產(chǎn)生粗骨料的離析；大流動(dòng)性混凝土，則容易產(chǎn)生水泥漿的分離。2混凝土泌水、離析產(chǎn)生的原因2.1混凝土原材料對(duì)泌水、離析的影響（1）外加劑方面的原因減水劑摻量飽和點(diǎn)范圍窄，組成不合理或摻量不合理。一些減水劑，如聚羧酸高效減水劑、氨基磺酸鹽減水劑，對(duì)水劑減水劑用量十分敏感，在復(fù)配和計(jì)量中，由于其最佳使用范圍（飽和點(diǎn)）較窄，摻量稍多，很容易導(dǎo)致混凝土泌水離析。在外加劑復(fù)配過(guò)程中，使用時(shí)引氣劑質(zhì)量較差，穩(wěn)泡性能差，在混凝土澆筑過(guò)程中，氣泡破裂，造成混凝土保水性能降低，產(chǎn)生泌水現(xiàn)象。預(yù)拌混凝土企業(yè)為保證現(xiàn)場(chǎng)泵送坍落度的要求，減少其經(jīng)時(shí)損失，加大外加劑摻量，造成混凝土減水劑超量，導(dǎo)致混凝土泌水甚至離析。此外，外加劑中緩凝劑超量使用，混凝土水化速率減慢，也是造成混凝土泌水的原因。尤其是使用磷酸鹽、檸檬酸、蔗糖類和羥基羧酸鹽緩凝劑易泌水。（2）水泥方面的原因水泥的比表面積越大，需水量越大，保水性能越好，抗泌水能量越強(qiáng)。相反水泥的比表面積變小，混凝土的抗泌水性能減弱。此外水泥的溫度越高，存放時(shí)間越短，與外加劑適應(yīng)性相對(duì)差，混凝土的需水量大。但隨著水泥存放時(shí)間的增加，混凝土溫度降低，與外加劑適應(yīng)性變好，如果不了解這一特點(diǎn)，及時(shí)降低外加劑摻量，勢(shì)必造成混凝土泌水。水泥中C3A含量突然下降，減緩了水泥水化速率，需水量及減水劑用量減少，攪拌用水如未減少，混凝土就會(huì)泌水。水泥中的堿含量降低，特別是可溶性堿如降的很低，混凝土不但嚴(yán)重泌水，而且坍落度損失會(huì)加快，一般可溶性堿含量0.4%～0.6%時(shí)為最佳。堿含量過(guò)低時(shí)，如外加劑稍過(guò)量，混凝土不僅坍落度損失較快，而且還會(huì)泌水。尤其是遇到以氨基磺酸鹽減水劑為主的外加劑，混凝土便會(huì)泌水、離析?；炷翐胶狭现蟹勖夯屹|(zhì)量差、含碳量高，會(huì)大量吸附外加劑，造成混凝土需水量大大增加，混凝土振搗后多余的水分有釋放出來(lái)，就會(huì)在結(jié)構(gòu)表面形成很厚的泌水層，尤其是墻體，柱、灌注樁等高度較大的構(gòu)件，泌水量驚人。（3）骨料方面的原因粗骨料級(jí)配不良，粒徑偏大、級(jí)配不連續(xù)，混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中稍一停歇，石子下沉，混凝土就會(huì)離析。砂質(zhì)量不穩(wěn)定，含水率較大、細(xì)度模數(shù)變粗或含泥量突然變小，技術(shù)人員未進(jìn)行調(diào)整，造成混凝土離析。例如，料場(chǎng)堆放的砂子含水率5%左右，新近河砂含水率大多在7%左右，含水率常常會(huì)波動(dòng)2%左右。如果每方混凝土砂用量750kg，將會(huì)造成混凝土用水量波動(dòng)15kg左右，如果不及時(shí)調(diào)整混凝土用水量，將會(huì)造成混凝土泌水現(xiàn)象的發(fā)生。砂細(xì)度模數(shù)過(guò)大，粒徑小于0.315mm的顆粒不足15%，混凝土黏聚性下降，出現(xiàn)泌水。砂細(xì)度模數(shù)每變化0.2，砂率應(yīng)相應(yīng)調(diào)整1%左右。砂的細(xì)度模數(shù)過(guò)大，細(xì)顆粒過(guò)少，造成混凝土保水性變差，應(yīng)及時(shí)調(diào)整砂率，調(diào)高混凝土的保水性，如果不及時(shí)調(diào)整，很容易造成混凝土泌水，尤其是砂的質(zhì)量發(fā)生嚴(yán)重波動(dòng)時(shí)，更應(yīng)該根據(jù)砂的變化情況及時(shí)調(diào)整砂率，控制混凝土泌水的發(fā)生。2.2混凝土配合比參數(shù)對(duì)泌水、離析的影響（1）膠凝材料用量混凝土配合比中膠凝材料用量偏少，造成混凝土黏聚性差，保水性不佳?；炷聊z凝材料用量應(yīng)根據(jù)混凝土坍落度適當(dāng)調(diào)整，坍落度較大時(shí)，膠凝材料用量相對(duì)增加，反之也然。（2）混凝土用水量偏大混凝土的用水量對(duì)泌水有直接的影響，用水量增加，必然減低漿體的黏聚性，增加泌水的幾率。在生產(chǎn)中，應(yīng)注意砂石含水率變化情況，及時(shí)控制用水量，防止混凝土用水量偏大。尤其是在冬季的早晨要注意砂中的凍層，例如，北方冬季某攪拌站早晨生產(chǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，混凝土出機(jī)坍落度正常，到工地后發(fā)現(xiàn)混凝土坍落度變大，泌水嚴(yán)重。經(jīng)查發(fā)現(xiàn)砂料場(chǎng)出現(xiàn)凍層、凍塊，在混凝土出機(jī)時(shí)，砂中固體的冰沒(méi)有全部融化。在運(yùn)輸過(guò)程中，砂子中固體的冰逐漸變成液態(tài)的水，造成混凝土用水量偏高，導(dǎo)致泌水。因此，冬季混凝土生產(chǎn)時(shí)，一定注意砂中凍塊，防止其造成泌水。（3）水膠比的影響在用水量不變的情況下，膠凝材料用量增加，水膠比減低，混凝土漿體的黏聚性增加混凝土的保水性能增強(qiáng)，發(fā)生泌水的幾率減小。水膠比較大時(shí)，混凝土漿體的稠度小，粘聚性降低，出現(xiàn)泌水的幾率增加?；炷辽a(chǎn)過(guò)程中，滿足混凝土工作性要求的情況下，盡量降低用水量，使用低水膠比。（4）砂率對(duì)混凝土泌水的影響砂率是指在混凝土中砂所占砂石總質(zhì)量的比例，眾所周知，砂的比表面積大于石子的比表面積。增加砂率，混凝土骨料的比表面積增大，混凝土需水量提高，抗泌水性能提高。反之使用較低的砂率，混凝土保水性較差，易產(chǎn)生泌水現(xiàn)象。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，混凝土砂率提高1%，保持混凝土坍落度不變的情況下，混凝土用水量需要增加5kg/m3。由此，可見(jiàn)提高砂率是克服混凝土泌水的一種手段。2.3混凝土施工不當(dāng)造成的泌水、離析（1）施工工地加水在混凝土流動(dòng)性不滿足施工要求時(shí)，常常會(huì)遇到施工工人私自加水改變工作性的情況。無(wú)論是施工工人往混凝土攪拌運(yùn)輸車內(nèi)加水還是往泵車料槽內(nèi)加水，均會(huì)改變混凝土的配合比，降低混凝土保水性，是造成混凝土泌水、離析的直接原因。從施工實(shí)踐的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在混凝土施工過(guò)程中加入的水，并不能充分拌合融入拌合物，往往是造成混凝土泌水的罪魁禍?zhǔn)?。因此，?dāng)遇到混凝土拌合物不滿足施工要求時(shí)，應(yīng)通知混凝土公司技術(shù)人員通過(guò)添加外加劑調(diào)整，而不是簡(jiǎn)單的加水增加混凝土坍落度。（2）過(guò)渡振搗適宜的振搗可以提高混凝土的密實(shí)性，但過(guò)渡振搗易造成混凝土分層離析，密度較小水上浮至混凝土表面，造成泌水。因此，在混凝土施工過(guò)程中應(yīng)適度振搗防止過(guò)振。適度振搗的標(biāo)志是：混凝土充滿模板，混凝土不再顯著下沉，表面出現(xiàn)漿體，無(wú)氣泡溢出。3.泌水、離析混凝土造成的后果離析混凝土泵送很容易造成堵管和爆管，尤其是泵送中斷時(shí)，積存在泵管中的混凝土骨料與水泥漿分離，粗骨料很容易集中在彎管處，造成堵管和爆管，輕者影響施工速度，嚴(yán)重時(shí)爆管會(huì)造成人員傷害。嚴(yán)重離析的混凝土若泵送入模，會(huì)造成梁板結(jié)構(gòu)開裂，墻柱結(jié)構(gòu)分層，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)诮Y(jié)構(gòu)上部1m左右無(wú)石子，混凝土強(qiáng)度較低。泌水混凝土?xí)斐墒湛s、沉降加大，密度下降，由于混凝土分層造成表面混凝土耐磨性下降起砂、起粉現(xiàn)象。嚴(yán)重泌水的混凝土振搗時(shí)，水和水泥漿從模板縫竄出去，造成混凝土表面蜂窩、麻面、空洞等缺陷。混凝土內(nèi)部產(chǎn)生貫通性毛細(xì)管泌水通道，使混凝土抗?jié)B性、抗凍性、耐久性下降。由于離析、泌水混凝土?xí)斐缮鲜霾涣己蠊?，混凝土生產(chǎn)企業(yè)就要加強(qiáng)混凝土出廠坍落度檢測(cè)和入泵前復(fù)查，發(fā)現(xiàn)離析、泌水混凝土必須返回廠內(nèi)處理。視離析、泌水程度的不同，在攪拌運(yùn)輸車中加入干水泥砂漿調(diào)整，嚴(yán)重離析、泌水應(yīng)報(bào)廢處理。混凝土泌水有時(shí)也不全是缺點(diǎn)，比如在大風(fēng)或高溫天氣的路面施工，混凝土澆筑以后往往來(lái)不及覆蓋，水分蒸發(fā)過(guò)快，造成混凝土收縮裂縫的幾率加大。如果此時(shí)混凝土可以有適當(dāng)?shù)拿谒?，可以從一定程度上緩解蒸發(fā)產(chǎn)生的拉力，減少塑性開裂。只要收面及時(shí)，不會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生不良影響，相反泌水造成混凝土用水量降低，降低水膠比，可以提高強(qiáng)度。4.混凝土生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)泌水、離析的對(duì)策商品混凝土拌合物出現(xiàn)離析、泌水后，應(yīng)及時(shí)組織試驗(yàn)人員對(duì)產(chǎn)生泌水、離析的原因進(jìn)行分析，找出產(chǎn)生的主要因素做到有的放矢，從根本上解決問(wèn)題。（1）檢驗(yàn)原材料是否有質(zhì)量波動(dòng)原材料質(zhì)量波動(dòng)是引起混凝土拌合物波動(dòng)的直接因素，出現(xiàn)離析泌水現(xiàn)象后，應(yīng)及時(shí)組織人員復(fù)查原材料。水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、水泥與外加劑的適應(yīng)性、外加劑減水率、礦物摻合料的需水量（流動(dòng)度）比和砂石的含水量、含泥量等因素。認(rèn)真分析各種原材料的試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行比對(duì)，查清原因。（2）調(diào)整混凝土配合比產(chǎn)生混凝土泌水、離析的直接原因就是混凝土拌合物中的自由水量過(guò)多，混凝土保留不住多余的水，就以泌水的形式釋放出來(lái)。針對(duì)混凝土泌水、離析采用調(diào)整混凝土配合比的方法一般主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面降低混凝土自由水產(chǎn)生的影響，進(jìn)而控制混凝土泌水。比如減低用水量，降低外加劑摻量進(jìn)而降低減水率，減少混凝土體系中自由水的相對(duì)量；另一方面是提高混凝土的保水性，降低泌水的幾率。比如提高膠凝材料用量，提高砂率或使用細(xì)度模數(shù)較小的砂，增加混凝土引氣劑，提高混凝土的保水性。（3）查看混凝土計(jì)量設(shè)備是否異?；炷翑嚢柙O(shè)備故障也是使混凝土拌合物產(chǎn)生泌水、離析的原因之一，很多情況下具有隱蔽性，不宜發(fā)現(xiàn)。檢查外加劑稱、水稱是否出現(xiàn)計(jì)量故障導(dǎo)致稱量過(guò)多，造成混凝土離析；檢查水泥、礦物摻合料和砂是否存在下料不足現(xiàn)象；檢查是否存在其他影響原材料計(jì)量的故障。例如，某攪拌站在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，每天早晨生產(chǎn)的第一車混凝土或者機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間不使用時(shí)，再生產(chǎn)混凝土坍落度偏大，并伴有泌水現(xiàn)象。經(jīng)查找原因發(fā)現(xiàn)，外加劑閥門長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有更換，磨損嚴(yán)重，外