引言

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裂以及便于整修等，但是過量的泌水則會對混凝土造成極大的危害。泌水問題造成的漿骨分離，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)展不夠往往會產(chǎn)生許多裂縫;另外，泌出的水把會把水泥漿帶走而留下砂子，導(dǎo)致表面出現(xiàn)“砂紋”等外觀問題。

泌水問題引起的諸多問題已經(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)時間的不同，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)時即開始泌水，滯后泌水是澆筑完成前沒有泌水現(xiàn)象，而是澆筑完1～2h后表面開始析水。為了解決泌水問題，分析不同時間產(chǎn)生泌水的原因，對癥下藥，至關(guān)重要。

 

1.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5～10min即開始泌水是最常見的泌水現(xiàn)象，此類泌水產(chǎn)生的原因較多。泌水量較小時，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性損失，但是當(dāng)混凝土泌水過量時，通常會造成堵泵，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)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，對外加劑的吸附量低，聚羧酸分子在發(fā)生作用的過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也可能產(chǎn)生初始泌水現(xiàn)象，通常由40μm以上顆粒的含量過高且中間級配(10μm～40μm)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往往也會出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。

 

1.1.2集料的影響

粗集料一般對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，便會出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，本人在非洲吉布提多哈雷港口進(jìn)行混凝土實驗時即遇到該類情況(見圖1)，混凝土在攪拌機(jī)內(nèi)和易性良好，但是出機(jī)靜停1～2min后即開始出現(xiàn)嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象，產(chǎn)生此類情況的原因為混凝土在攪拌生產(chǎn)的過程中粗集料內(nèi)部的孔隙會吸收一大部分的自由水，實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，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)粉含量過低。低強(qiáng)度等級混凝土中，通常＜0.315mm的細(xì)粉含量＜10%時會出現(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)的會帶出部分水，另外，該類細(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

外加劑原因造成的泌水現(xiàn)象主要分為兩大類，第一類為外加劑摻量過高，導(dǎo)致減水率過高；第二類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)后流動性不斷變大，嚴(yán)重時即出現(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)象時最為常見的泌水現(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)計水灰比越大，膠材用量越低，其泌水的可能性越大;膠材種類中，無規(guī)則不定性態(tài)的礦物摻合料在低強(qiáng)度等級混凝土中使用越多，泌水的可能性越大，如礦粉等，但是隨著混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級的增加泌水的可能性降低，自由水降低，混凝土自身黏度越來越大。

 

另外，施工過程中振搗不當(dāng)，局部過振也會造成泌水現(xiàn)象，在混凝土振搗的過程中，混凝土整體是一個逐漸向“液化”勻質(zhì)的過程。低強(qiáng)度等級中，混凝土自身黏度低，內(nèi)部黏滯力下降，振搗過渡會使得粗集料下層，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0～30min，30min～1h，1～2h及2h以上各時段保坍劑的釋放來維持拌合物長時間的流動性能，各時段保坍劑的分子設(shè)計不同(主要包括分子量、支鏈長度等)，其減水作用釋放的時間點(diǎn)亦不同。工程實際使用時，根據(jù)水泥水化速率及對減水劑分子的吸附速率進(jìn)行各種保坍劑的復(fù)配，達(dá)到一定時間內(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，目前國內(nèi)大多數(shù)減水劑廠家僅含有一種保坍類型的減水劑，無法做到“分時段保坍”技術(shù)，他們往往應(yīng)用1h左右釋放的保坍劑來滿足混凝土2h內(nèi)的流動性，那樣難免會出現(xiàn)1h左右保坍劑的集中釋放，造成1h后拌合物流動性的反增長，集中釋放的保坍劑過多時即會出現(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，主要原因為水泥的C3A及C3S含量偏低，初始參數(shù)的C-S-H凝膠少，對減水劑的吸附弱，而減水劑在后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間延長，在后期隨著時間的延長，其減水作用不斷表現(xiàn)出來，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)泌水問題，首先要明確泌水產(chǎn)生的原因，然后對癥下藥?；炷猎牧先缟白蛹壟洳缓侠頃r可以通過外加劑組分的調(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，采用弱分散脂類減水劑能進(jìn)一步改善泌水現(xiàn)象(圖4對比了同樣摻量及固含量下，兩種不同種類聚羧酸減水劑的效果)，同時配合比設(shè)計方面可以適當(dāng)提高砂率，提高膠材總量等方法來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)象往往較砂子級配不良引起的泌水問題更難解決，配合比方面的調(diào)整往往效果甚微，僅能通過通過減水劑組分的調(diào)整加以改善，加大增稠劑的使用，必要時可結(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。

 

外加劑過摻、用水量過大或施工振搗過度等原因引起的泌水現(xiàn)象在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的情況最多，解決此類泌水問題，重在攪拌站的生產(chǎn)質(zhì)量把控:計量設(shè)備的控制、定期校正，砂含水的控制、增加料場蓋棚、防止淋雨等?；炷寥肽Ｕ駬v時盡量避免過振漏振，這樣不僅會造成混凝土出現(xiàn)泌水，而且拆模后易出現(xiàn)砂線或水紋線等外觀問題。

 

2.2滯后泌水解決方案

滯后泌水常見于冬季施工中，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減水劑的吸附能力更大，同時早期生成的水化產(chǎn)物也加大了對減水劑分子的吸附，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，目前國內(nèi)已經(jīng)可以做到針對水泥的礦物組成專門設(shè)計吸附官能團(tuán)及設(shè)計分子量的長短，以此加快減水劑分子對水泥礦物的吸附能力。

 

3.結(jié)語

混凝土產(chǎn)生泌水的原因眾多，泌水發(fā)生的時間段亦不同，缺乏經(jīng)驗的施工單位往往將各種現(xiàn)象混為一談，將其歸咎于減水劑過摻、適應(yīng)性不良等原因，而找出泌水的根本原因才是解決問題的關(guān)鍵所在?，F(xiàn)有的聚羧酸減水劑能夠在一定程度上改善混凝土的和易性，減輕泌水現(xiàn)象的產(chǎn)生，但是減水劑也不是萬能的，解決混凝土泌水問題需要從原材料優(yōu)選、配合比優(yōu)化、減水劑針對性設(shè)計等方面共同努力。