论文部分内容阅读
摘要:引起混凝土拌和物泌水的因素是多方面的,解决混凝土拌和物泌水性能也必须从多种因素着手。水泥混凝土泌水性问题没有直接的解决方法,解决混凝土的泌水必须从影响混凝土泌水的各个因素各个环节共同改进,使得各因素的作用得到综合发挥,才能使混凝土的泌水得到更好的解
关键词:混凝土 泌水 预防措施
水泥混凝土的应用范围是广泛的,但不少工程在混凝土施工过程中出现了泌水现象。泌水对混凝土性能是有影响的,首先泌水本身在混凝土中是不均匀产生的,泌水以后的混凝土组份变得不均匀,混凝土在泌水部位产生空隙缺陷,导致该部位的抗压、抗拉强度降低。本文从水泥混凝土拌和物产生泌水的原因出发,阐述各种因素对混凝土和物泌水的影响。
一、混凝土拌和物产生泌水的原因
混凝土拌和料浇筑之后到开始凝结期间,由于骨料和水泥浆下沉,水份上升,在已浇筑构件的表面析出水份的现象称为泌水。泌水的通道产生在水泥浆与固相骨料之间,同时伴随着泌水现象的出现。混凝土由水、水泥、细骨料、粗骨料、外加剂等拌和硬化而成,质量好混凝土应该是所有组分及气泡分布均匀稳定。产生不均匀的情况有三种,一是骨料沉底、浆体上浮,二是浆体沉底、骨料上浮,这两种情况即经常遇到的混凝土离析,三是泌水即水分上浮逸出。产生不均匀的直接原因是各组分密度不同导致沉降或上浮。前两种情况直接导致混凝土的宏观不均匀性。泌水后的混凝土在宏观上仍然是均匀的,但是会导致混凝土上表面不均匀和内部局部不均匀。
在混凝土拌和物中,有三种存在方式的水,一是以严格的定量与水泥水化反应的那部分水,不能被邻近部位的水置换,也无法溢出拌和物;二是干燥的胶凝材料、骨料表面会吸附一定量的水分,这部分水受到上述材料的表面吸附,在混凝土中起充分扩散及溶解水泥颗粒的作用,是逐步完成水化反应的必需条件,它不能溢出拌和物,但是可以被邻近部位的水置换,并在混凝土硬化后容易受到水分蒸发的破坏,这部分水可称为湿润水;三是混凝土拌和物中其它的水,称为游离水,这部分水是自由的,在混凝土拌和物中起润滑作用,混凝土坍落度在很大程度上取决于游离水数量的多少及其润滑效果,游离水与胶凝材料、骨料的联系较少,可以溢出拌和物。溢出混凝土拌和物的游离水上浮,形成泌水。
水分要从混凝土内部泌出到表面,需要经过较长的距离,犹如经过弯弯曲曲的微细水管,最后到达表面。如果各种颗粒级配好,堆积密实,孔隙微细,则水分泌出需要经过的距离很长,则会使泌水量减小。或者如果水分泌出的通道被阻断,泌水量也会减小。
二、胶凝材料性质对混凝土拌和物泌水的影响
(1)水泥
水泥影响混凝土泌水主要与其反应活性、细度、颗粒形貌等有关。水泥细度越高,比表面积越大,则湿润水泥表面所需的水量越多,即润湿水量较多;同时如果水泥较细,其反应活性增加,初期反应所需要的结合水也会增加。
(2)掺和料
粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰均属于活性掺和料,它们都含有大量的活性氧化硅、氧化铝。从混凝土拌和物发现,随着掺和料细度的提高,混凝土的工作和易性好,泌水减少但是随着掺和料细度的增加会使混凝土的可泌水数量增大。
三、外加剂性质对混凝土拌和物泌水率的影响
根据减水剂的作用机理,极性分子吸附在水泥颗粒周围,使得颗粒之间相互排斥,减少絮凝作用,释放被水泥颗粒包裹的水分,同时使水泥颗粒表面的吸附水层变薄,所需的润湿水量大大减少。以此机理,减水剂会使混凝土中的可泌自由水量增加,使泌水增大。但是另一方面,由于减水剂的减水作用,同样坍落度的混凝土所需的拌和水量大大减少,使混凝土中的可泌自由水量减少。最终的泌水情况取决于哪种作用起主导作用。
四、施工配合比对混凝土泌水的影响
影响混凝土泌水的配合比因素主要有水泥用量和砂率。水泥用量增加或者砂率增加,会使拌和物颗粒的总比表面积增加,润湿水分量增加,使可泌水量减少。同时,细颗粒用量增加,会使泌水通道长度增加,对减小混凝土泌水有利。水泥用量增加,会使混凝土的粘聚性增加、保水性改善,对减少泌水有利。混凝土中的单位用水量与泌水有直接的关系,如果其他材料比例关系保持不变,用水量增加,会使混凝土中的可泌自由水量增加,泌水增大。
五、施工工艺对混凝土泌水的影响
施工过程中影响混凝土泌水的主要因素是振捣,振捣过程中,混凝土拌和物处于液化状态,此时其中的自由水在压力作用下,很容易在拌和物中形成通道泌出。另外,如果是泵送混凝土,泵送过程中的压力作用会使混凝土中气泡受到破坏,导致泌水增大。
(1)含气量对泌水的影响
混凝土在未加引气剂时,有约0. 5% ~2%的含气量。这种气泡大小很不均匀,形状也不规则,很容易破裂,对强度有害。而加入引气剂可明显使气泡细腻、均匀、形状规则、呈球形。这些球形气泡如滚珠一样,起着润滑作用,使混凝土的工作性大大改善。
(2)振捣时间对泌水的影响
混凝土泌水受外部振动和影响,混凝土中矿物质的相对比重都有大于水,由于过度扰动使骨料颗粒沉淀下来与水分离,产生离析,形成泌水层。随着振捣时间的延长,泌水量增大。
六、减少混凝土泌水的措施
从混凝土拌和物产生泌水的原因和影响混凝土泌水的因素出发,可采取以下几个方面的主要措施来减少甚至避免混凝土的泌水,以保混凝土获得预期的耐久性。
⑴适当提高水泥的细度,选用优质的掺合料和级配良好、空隙率小的骨料。宜选用标准稠度低的中热硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,不宜采用矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥,不宜采用上述水泥的原因是对它们已有的混合材掺量不易掌握,更重要的是外掺的各种掺合料与已掺入水泥的混合材在材质上虽是相同的,但是水泥生产工艺决定了所用的混合材无法达到掺合料的细度水平。
⑵选用与水泥相容性好、泌水率小的高效减水剂。混凝土配制过程中,需专门检验两者的匹配相容性,这是很重要的一环。减水剂一般不是由单一分子量的分子组成的高分子有机物,而是各种分子量的分子混合组成。在既要减少泌水又要保证减水率的情况下,需要优化减水剂的分子量级配,使得小分子和大分子物质达到最佳搭配关系。目前混凝土减水剂一般是复合型减水剂,生产一般分为两个过程,即合成过程和复配过程,合成过程中的改进主要是优化有机高分子减水剂的分子量级配,复配时,则应复合对改善泌水有利的组分,如适量的高品质引气剂或羧甲基纤维素、羟乙基或羟丙基纤维素等能减少泌水的物质。
⑶优选混凝土的配合比。混凝土的配合比设计是一个反复试配、不断改善提高的过程,为减少泌水,在配合比设计时,可适当增大胶凝材料用量特别是优质掺合料的掺量;适当提高混凝土的砂率;在满足其他性能的前提下,使用适量高品质的引气剂;在保证施工性能的前提下,尽量减少单位用水量,降低水胶比;采用的粗骨料最大粒径不宜大于25mm,有利于保证混凝土的搅拌均匀性,减少泌水;如果配合比固定,在满足使用要求的情况下,选用减水率合适的减水剂及掺量,避免减水率过高造成泌水。
⑷采用良好的混凝土施工工艺。采用适宜的拌和程序(如二次投料工艺),搅拌时间要足够,控制混凝土输送过程中含气量的损失;严格控制混凝土振捣时间,避免过振;振捣过程中若出现泌水应及时排除;防雨措施要到位;已经浇筑成型的重要混凝土构筑物,还可采用真空吸水方法,进一步减少游离水,降低孔隙率;混凝土抹面后,应立即覆盖,防止风干和日晒失水;终凝后,顶面应立即开始持续潮湿养护足够时间。
引起混凝土拌和物泌水的因素较多,解决混凝土拌和物泌水性能也必须从多种因素着手,通过上面的论述我们知道水泥混凝土泌水性问题没有直接的解决方法,解决混凝土的泌水必须从影响混凝土泌水的各个因素各个环节共同改进,使得各因素的作用得到综合发挥,才能使混凝土的泌水得到更好的解决。
作者简介: 李文志,男,河北唐山市遵化市人。河北遵化市首印建筑工程有限公司职工,工程师。研究方向:工程建筑
关键词:混凝土 泌水 预防措施
水泥混凝土的应用范围是广泛的,但不少工程在混凝土施工过程中出现了泌水现象。泌水对混凝土性能是有影响的,首先泌水本身在混凝土中是不均匀产生的,泌水以后的混凝土组份变得不均匀,混凝土在泌水部位产生空隙缺陷,导致该部位的抗压、抗拉强度降低。本文从水泥混凝土拌和物产生泌水的原因出发,阐述各种因素对混凝土和物泌水的影响。
一、混凝土拌和物产生泌水的原因
混凝土拌和料浇筑之后到开始凝结期间,由于骨料和水泥浆下沉,水份上升,在已浇筑构件的表面析出水份的现象称为泌水。泌水的通道产生在水泥浆与固相骨料之间,同时伴随着泌水现象的出现。混凝土由水、水泥、细骨料、粗骨料、外加剂等拌和硬化而成,质量好混凝土应该是所有组分及气泡分布均匀稳定。产生不均匀的情况有三种,一是骨料沉底、浆体上浮,二是浆体沉底、骨料上浮,这两种情况即经常遇到的混凝土离析,三是泌水即水分上浮逸出。产生不均匀的直接原因是各组分密度不同导致沉降或上浮。前两种情况直接导致混凝土的宏观不均匀性。泌水后的混凝土在宏观上仍然是均匀的,但是会导致混凝土上表面不均匀和内部局部不均匀。
在混凝土拌和物中,有三种存在方式的水,一是以严格的定量与水泥水化反应的那部分水,不能被邻近部位的水置换,也无法溢出拌和物;二是干燥的胶凝材料、骨料表面会吸附一定量的水分,这部分水受到上述材料的表面吸附,在混凝土中起充分扩散及溶解水泥颗粒的作用,是逐步完成水化反应的必需条件,它不能溢出拌和物,但是可以被邻近部位的水置换,并在混凝土硬化后容易受到水分蒸发的破坏,这部分水可称为湿润水;三是混凝土拌和物中其它的水,称为游离水,这部分水是自由的,在混凝土拌和物中起润滑作用,混凝土坍落度在很大程度上取决于游离水数量的多少及其润滑效果,游离水与胶凝材料、骨料的联系较少,可以溢出拌和物。溢出混凝土拌和物的游离水上浮,形成泌水。
水分要从混凝土内部泌出到表面,需要经过较长的距离,犹如经过弯弯曲曲的微细水管,最后到达表面。如果各种颗粒级配好,堆积密实,孔隙微细,则水分泌出需要经过的距离很长,则会使泌水量减小。或者如果水分泌出的通道被阻断,泌水量也会减小。
二、胶凝材料性质对混凝土拌和物泌水的影响
(1)水泥
水泥影响混凝土泌水主要与其反应活性、细度、颗粒形貌等有关。水泥细度越高,比表面积越大,则湿润水泥表面所需的水量越多,即润湿水量较多;同时如果水泥较细,其反应活性增加,初期反应所需要的结合水也会增加。
(2)掺和料
粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰均属于活性掺和料,它们都含有大量的活性氧化硅、氧化铝。从混凝土拌和物发现,随着掺和料细度的提高,混凝土的工作和易性好,泌水减少但是随着掺和料细度的增加会使混凝土的可泌水数量增大。
三、外加剂性质对混凝土拌和物泌水率的影响
根据减水剂的作用机理,极性分子吸附在水泥颗粒周围,使得颗粒之间相互排斥,减少絮凝作用,释放被水泥颗粒包裹的水分,同时使水泥颗粒表面的吸附水层变薄,所需的润湿水量大大减少。以此机理,减水剂会使混凝土中的可泌自由水量增加,使泌水增大。但是另一方面,由于减水剂的减水作用,同样坍落度的混凝土所需的拌和水量大大减少,使混凝土中的可泌自由水量减少。最终的泌水情况取决于哪种作用起主导作用。
四、施工配合比对混凝土泌水的影响
影响混凝土泌水的配合比因素主要有水泥用量和砂率。水泥用量增加或者砂率增加,会使拌和物颗粒的总比表面积增加,润湿水分量增加,使可泌水量减少。同时,细颗粒用量增加,会使泌水通道长度增加,对减小混凝土泌水有利。水泥用量增加,会使混凝土的粘聚性增加、保水性改善,对减少泌水有利。混凝土中的单位用水量与泌水有直接的关系,如果其他材料比例关系保持不变,用水量增加,会使混凝土中的可泌自由水量增加,泌水增大。
五、施工工艺对混凝土泌水的影响
施工过程中影响混凝土泌水的主要因素是振捣,振捣过程中,混凝土拌和物处于液化状态,此时其中的自由水在压力作用下,很容易在拌和物中形成通道泌出。另外,如果是泵送混凝土,泵送过程中的压力作用会使混凝土中气泡受到破坏,导致泌水增大。
(1)含气量对泌水的影响
混凝土在未加引气剂时,有约0. 5% ~2%的含气量。这种气泡大小很不均匀,形状也不规则,很容易破裂,对强度有害。而加入引气剂可明显使气泡细腻、均匀、形状规则、呈球形。这些球形气泡如滚珠一样,起着润滑作用,使混凝土的工作性大大改善。
(2)振捣时间对泌水的影响
混凝土泌水受外部振动和影响,混凝土中矿物质的相对比重都有大于水,由于过度扰动使骨料颗粒沉淀下来与水分离,产生离析,形成泌水层。随着振捣时间的延长,泌水量增大。
六、减少混凝土泌水的措施
从混凝土拌和物产生泌水的原因和影响混凝土泌水的因素出发,可采取以下几个方面的主要措施来减少甚至避免混凝土的泌水,以保混凝土获得预期的耐久性。
⑴适当提高水泥的细度,选用优质的掺合料和级配良好、空隙率小的骨料。宜选用标准稠度低的中热硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,不宜采用矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥,不宜采用上述水泥的原因是对它们已有的混合材掺量不易掌握,更重要的是外掺的各种掺合料与已掺入水泥的混合材在材质上虽是相同的,但是水泥生产工艺决定了所用的混合材无法达到掺合料的细度水平。
⑵选用与水泥相容性好、泌水率小的高效减水剂。混凝土配制过程中,需专门检验两者的匹配相容性,这是很重要的一环。减水剂一般不是由单一分子量的分子组成的高分子有机物,而是各种分子量的分子混合组成。在既要减少泌水又要保证减水率的情况下,需要优化减水剂的分子量级配,使得小分子和大分子物质达到最佳搭配关系。目前混凝土减水剂一般是复合型减水剂,生产一般分为两个过程,即合成过程和复配过程,合成过程中的改进主要是优化有机高分子减水剂的分子量级配,复配时,则应复合对改善泌水有利的组分,如适量的高品质引气剂或羧甲基纤维素、羟乙基或羟丙基纤维素等能减少泌水的物质。
⑶优选混凝土的配合比。混凝土的配合比设计是一个反复试配、不断改善提高的过程,为减少泌水,在配合比设计时,可适当增大胶凝材料用量特别是优质掺合料的掺量;适当提高混凝土的砂率;在满足其他性能的前提下,使用适量高品质的引气剂;在保证施工性能的前提下,尽量减少单位用水量,降低水胶比;采用的粗骨料最大粒径不宜大于25mm,有利于保证混凝土的搅拌均匀性,减少泌水;如果配合比固定,在满足使用要求的情况下,选用减水率合适的减水剂及掺量,避免减水率过高造成泌水。
⑷采用良好的混凝土施工工艺。采用适宜的拌和程序(如二次投料工艺),搅拌时间要足够,控制混凝土输送过程中含气量的损失;严格控制混凝土振捣时间,避免过振;振捣过程中若出现泌水应及时排除;防雨措施要到位;已经浇筑成型的重要混凝土构筑物,还可采用真空吸水方法,进一步减少游离水,降低孔隙率;混凝土抹面后,应立即覆盖,防止风干和日晒失水;终凝后,顶面应立即开始持续潮湿养护足够时间。
引起混凝土拌和物泌水的因素较多,解决混凝土拌和物泌水性能也必须从多种因素着手,通过上面的论述我们知道水泥混凝土泌水性问题没有直接的解决方法,解决混凝土的泌水必须从影响混凝土泌水的各个因素各个环节共同改进,使得各因素的作用得到综合发挥,才能使混凝土的泌水得到更好的解决。
作者简介: 李文志,男,河北唐山市遵化市人。河北遵化市首印建筑工程有限公司职工,工程师。研究方向:工程建筑