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液态粉煤灰质量配合比,商品混凝土泌水和离析的原因及对策

更新时间:2020-10-29 18:46

商品混凝土是有水泥、矿物掺合料、砂、石、水和外加剂等多种材料混合而成的一种拌合物。混凝土拌合物良好的工作性是保证混凝土质量的前提和基础,这就要求混凝土既要就要良好的流动性又要具有优良的黏聚性和保水性。黏聚性、保水性和流动性三者相互联系而又矛盾,混凝土黏聚性好,往往保水性也好,但可能流动性差;当混凝土的流动性逐渐变大时,黏聚性和保水性有变差的趋势,泌水和离析的几率增加。在商品混凝土生产过程中减小泌水、离析是技术人员不得不面对的问题,针对泌水和离析,笔者简单谈谈自己的一些粗浅看法,供同行讨论。

1.离析和泌水的概念

1.1泌水

混凝土拌合物经浇筑振捣后,在凝结过程中,伴随着粒状材料的下沉所出现的部分拌合水上浮至混凝土表面的现象,称为泌水。在混凝土表面出现少量的泌水,属正常现象,对混凝土拌合物和硬化后的性能无影响。但泌水量过大将会带来许多不利后果。

1.2 离析

由于混凝土拌合物中个组分的颗粒粒径和密度的不同,而导致出现组分分离,不均匀的现象,称为离析。这种组分分布不均匀将导致各部分混凝土性能的差异,易使混凝土内部或表面产生一些缺陷,影响混凝土性能和正常使用。因此,必须注意采取有效的措施防止离析,保证混凝土拌合物具有良好的黏聚性、匀质性,从而保证混凝土个部分性能的一致性。

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混凝土中存在两种离析,一种是混凝土中的粗骨料易于分离脱落,另一种是在搅拌时水泥浆易于混合料分离。黏度较高的水泥浆有利于防止离析,因此混凝土水胶比较小时,离析倾向小;而胶凝材料用量小的混凝土拌合物,在流动性偏大时,容易产生粗骨料的离析;大流动性混凝土,则容易产生水泥浆的分离。

2混凝土泌水、离析产生的原因

2.1混凝土原材料对泌水、离析的影响

(1)外加剂方面的原因

减水剂掺量饱和点范围窄,组成不合理或掺量不合理。一些减水剂,如聚羧酸高效减水剂、氨基磺酸盐减水剂,对水剂减水剂用量十分敏感,在复配和计量中,由于其最佳使用范围(饱和点)较窄,掺量稍多,很容易导致混凝土泌水离析。

在外加剂复配过程中,使用时引气剂质量较差,稳泡性能差,在混凝土浇筑过程中,气泡破裂,造成混凝土保水性能降低,产生泌水现象。

预拌混凝土企业为保证现场泵送坍落度的要求,减少其经时损失,加大外加剂掺量,造成混凝土减水剂超量,导致混凝土泌水甚至离析。此外,外加剂中缓凝剂超量使用,混凝土水化速率减慢,也是造成混凝土泌水的原因。尤其是使用磷酸盐、柠檬酸、蔗糖类和羟基羧酸盐缓凝剂易泌水。

(2)水泥方面的原因

水泥的比表面积越大,需水量越大,保水性能越好,抗泌水能量越强。相反水泥的比表面积变小,混凝土的抗泌水性能减弱。此外水泥的温度越高,存放时间越短,与外加剂适应性相对差,混凝土的需水量大。但随着水泥存放时间的增加,混凝土温度降低,与外加剂适应性变好,如果不了解这一特点,及时降低外加剂掺量,势必造成混凝土泌水。

水泥中C3A含量突然下降,减缓了水泥水化速率,需水量及减水剂用量减少,搅拌用水如未减少,混凝土就会泌水。

水泥中的碱含量降低,特别是可溶性碱如降的很低,混凝土不但严重泌水,而且坍落度损失会加快,一般可溶性碱含量0.4%~0.6%时为最佳。碱含量过低时,如外加剂稍过量,混凝土不仅坍落度损失较快,而且还会泌水。尤其是遇到以氨基磺酸盐减水剂为主的外加剂,混凝土便会泌水、离析。

混凝土掺合料中粉煤灰质量差、含碳量高,会大量吸附外加剂,造成混凝土需水量大大增加,混凝土振捣后多余的水分有释放出来,就会在结构表面形成很厚的泌水层,尤其是墙体,柱、灌注桩等高度较大的构件,泌水量惊人。

(3)骨料方面的原因

粗骨料级配不良,粒径偏大、级配不连续,混凝土在运输过程中稍一停歇,石子下沉,混凝土就会离析。

砂质量不稳定,含水率较大、细度模数变粗或含泥量突然变小,技术人员未进行调整,造成混凝土离析。例如,料场堆放的砂子含水率5%左右,新近河砂含水率大多在7%左右,含水率常常会波动2%左右。如果每方混凝土砂用量750kg,将会造成混凝土用水量波动15kg左右,如果不及时调整混凝土用水量,将会造成混凝土泌水现象的发生。

砂细度模数过大,粒径小于0.315mm的颗粒不足15%,混凝土黏聚性下降,出现泌水。砂细度模数每变化0.2,砂率应相应调整1%左右。砂的细度模数过大,细颗粒过少,造成混凝土保水性变差,应及时调整砂率,调高混凝土的保水性,如果不及时调整,很容易造成混凝土泌水,尤其是砂的质量发生严重波动时,更应该根据砂的变化情况及时调整砂率,控制混凝土泌水的发生。

2.2混凝土配合比参数对泌水、离析的影响

(1)胶凝材料用量

混凝土配合比中胶凝材料用量偏少,造成混凝土黏聚性差,保水性不佳。混凝土胶凝材料用量应根据混凝土坍落度适当调整,坍落度较大时,胶凝材料用量相对增加,反之也然。

(2)混凝土用水量偏大

混凝土的用水量对泌水有直接的影响,用水量增加,必然减低浆体的黏聚性,增加泌水的几率。在生产中,应注意砂石含水率变化情况,及时控制用水量,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冻层,例如,北方冬季某搅拌站早晨生产时发现,混凝土出机坍落度正常,到工地后发现混凝土坍落度变大,泌水严重。经查发现砂料场出现冻层、冻块,在混凝土出机时,砂中固体的冰没有全部融化。在运输过程中,砂子中固体的冰逐渐变成液态的水,造成混凝土用水量偏高,导致泌水。因此,冬季混凝土生产时,一定注意砂中冻块,防止其造成泌水。

(3)水胶比的影响

在用水量不变的情况下,胶凝材料用量增加,水胶比减低,混凝土浆体的黏聚性增加混凝土的保水性能增强,发生泌水的几率减小。水胶比较大时,混凝土浆体的稠度小,粘聚性降低,出现泌水的几率增加。混凝土生产过程中,满足混凝土工作性要求的情况下,尽量降低用水量,使用低水胶比。

(4)砂率对混凝土泌水的影响

砂率是指在混凝土中砂所占砂石总质量的比例,众所周知,砂的比表面积大于石子的比表面积。增加砂率,混凝土骨料的比表面积增大,混凝土需水量提高,抗泌水性能提高。反之使用较低的砂率,混凝土保水性交差,易产生泌水现象。根据生产经验,混凝土砂率提高1%,保持混凝土坍落度不变的情况下,混凝土用水量需要增加5kg/m3。由此,可见提高砂率是克服混凝土泌水的一种手段。

2.3混凝土施工不当造成的泌水、离析

(1)施工工地加水

在混凝土流动性不满足施工要求时,常常会遇到施工工人私自加水该变工作性的情况。无论是施工工人往混凝土搅拌运输车内加水还是往泵车料槽内加水,均会该变混凝土的配合比,降低混凝土保水性,是造成混凝土泌水、离析的直接原因。从施工实践的过程中发现,在混凝土施工过程中加入的水,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祸首。因此,当遇到混凝土拌合物不满足施工要求时,应通知混凝土公司技术人员通过添加外加剂调整,而不是简单的加水增加混凝土坍落度。

(2)过渡振捣

适宜的振捣可以提高混凝土的密实性,但过渡振捣易造成混凝土分层离析,密度较小水上浮至混凝土表面,造成泌水。因此,在混凝土施工过程中应适度振捣防止过振。适度振捣的标志是:混凝土充满模板,混凝土不再显著下沉,表面出现浆体,无气泡溢出。

3.泌水、离析混凝土造成的后果

离析混凝土泵送很容易造成堵管和爆管,尤其是泵送中断时,积存在泵管中的混凝土骨料与水泥浆分离,粗骨料很容易集中在弯管处,造成堵管和爆管,轻者影响施工速度,严重时爆管会造成人员伤害。

严重离析的混凝土若泵送入模,会造成梁板结构开裂,墙柱结构分层,严重时甚至会在结构上部1m左右无石子,混凝土强度较低。

泌水混凝土会造成收缩、沉降加大,密度下降,由于混凝土分层造成表面混凝土耐磨性下降起砂、起粉现象。

严重泌水的混凝土振捣时,水和水泥浆从模板缝窜出去,造成混凝土表面蜂窝、麻面、空洞等缺陷。混凝土内部产生贯通性毛细管泌水通道,使混凝土抗渗性、抗冻性、耐久性下降。

由于离析、泌水混凝土会造成上述不良后果,混凝土生产企业就要加强混凝土出厂坍落度检测和入泵前复查,发现离析、泌水混凝土必须返回厂内处理。视离析、泌水程度的不同,在搅拌运输车中加入干水泥砂浆调整,严重离析、泌水应报废处理。

混凝土泌水有时也不全是缺点,比如在大风或高温天气的路面施工,混凝土浇筑以后往往来不及覆盖,水分蒸发过快,造成混凝土收缩裂缝的几率加大。如果此时混凝土可以有适当的泌水,可以从一定程度上缓解蒸发产生的拉力,减少塑性开裂。只要收面及时,不会对混凝土产生不良影响,相反泌水造成混凝土用水量降低,降低水胶比,可以提高强度。

4.混凝土生产过程中出现泌水、离析的对策

商品混凝土拌合物出现离析、泌水后,应及时组织试验人员对产生泌水、离析的原因进行分析,找出产生的主要因素做到有的放矢,从根本上解决问题。

(1)检验原材料是否有质量波动

原材料质量波动是引起混凝土拌合物波动的直接因素,出现离析泌水现象后,应及时组织人员复查原材料。水泥的标准稠度用水量、水泥与外加剂的适应性、外加剂减水率、矿物掺合料的需水量(流动度)比和砂石的含水量、含泥量等因素。认真分析各种原材料的实验结果,进行比对,查清原因。

(2)调整混凝土配合比

产生混凝土泌水、离析的直接原因就是混凝土拌合物中的自由水量过多,混凝土保留不住多余的水,就以泌水的形式释放出来。针对混凝土泌水、离析采用调整混凝土配合比的方法一般主要体现在两个方面:一方面降低混凝土自由水产生的影响,进而控制混凝土泌水。比如减低用水量,降低外加剂掺量进而降低减水率,减少混凝土体系中自由水的相对量;另一方面是提高混凝土的保水性,降低泌水的几率。比如提高胶凝材料用量,提高砂率或使用细度模数较小的砂,增加混凝土引气剂,提高混凝土的保水性。

(3)查看混凝土计量设备是否异常

混凝土搅拌设备故障也是使混凝土拌合物产生泌水、离析的原因之一,很多情况下具有隐蔽性,不宜发现。检查外加剂称、水称是否出现计量故障导致称量过多,造成混凝土离析;检查水泥、矿物掺合料和砂是否存在下料不足现象;检查是否存在其他影响原材料计量的故障。例如,某搅拌站在生产中发现,每天早晨生产的第一车混凝土或者机器长时间不使用时,再生产混凝土坍落度偏大,并伴有泌水现象。经查找原因发现,外加剂阀门长时间没有更换,磨损严重,外加剂渗漏滴入拌合水计量器中,随着间隔时间的延长,外加剂滴漏的量也增加,造成混凝土中外加剂用量过大,混凝土离析、泌水。查找到该原因后,更换外加剂阀门,生产恢复正常。

5.结语

混凝土泌水、离析是生产实践过程中的一个常见现象,造成这一现象的原因很多,也很复杂。笔者就此谈了自己的一些粗浅的看法,供大家批评指导。在混凝土生产过程中,要严把原材料质量关,严格依照配合比进行生产,严控用水量、水胶比和砂率等参数,定期检查生产设备,加强人员教育和管理。

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