对混凝土滞后泌水现象的分析

2022-08-05 07:35:02 围观 : 55次 来源 : 郑州科达机械信息网 作者 : 科技侠

笔者从事混凝土质量控制具体操作的时候,主要使用P·O32.5水泥,水泥用量比P·O42.5水泥高。商品混凝土的市场规模还没有现在大,掺合料的供应没有现在那么紧张,粉煤灰的质量较好,掺量较高。那时候的材料成本低,混凝土售价较高,竞争没有现在激烈。因此,低强度混凝土的胶凝材料用量比现在高,在适宜用量范围。水胶比一般在0.5以下,混凝土拌合物趋向高性能化,泌水现象不是很突出。坦诚地讲,笔者在此之前对泌水现象有思考,但研究的并不多,不是很深入。今应编辑部的邀请,结合生产实际,应用水化产物填充理论和体系平衡理论,对混凝土的泌水现象作一些分析和探讨。

首先应该明确的是,产生泌水的混凝土拌合物体系,是一个不稳定的体系。混凝土的泌水过程,不管是常规泌水还是滞后泌水,都是体系由不稳定趋向稳定、由不平衡趋向平衡的转化过程。因为混凝土的充水空间过大,充水空间充盈的拌合水不能承受体系的自重,在自重作用下体系的颗粒互相靠近,充水空间变小,多余的拌合水被挤压排出,造成泌水。当颗粒之间的距离小到可以承受体系自重时,体系趋向稳定,达到平衡,泌水停止。

接着我们考察如下一些现象:

(1)自密实混凝土是不泌水的。自密实混凝土坍落度高达270mm。如果说高性能混凝土的拌合物不泌水、不离析,自密实混凝土就是高性能的混凝土。我们知道,自密实混凝土的胶凝材料用量高,水胶比小。假如维持自密实混凝土的用水量和减水剂用量不变,逐渐减小胶凝材料的用量,自密实混凝土将逐渐出现泌水,并且泌水将越来越严重,混凝土的和易性、粘聚性越来越差,终将出现严重离析。这说明混凝土的泌水与胶凝材料用量有关,特别是与水胶比有关。

(2)路面混凝土是一种干硬性、半干硬性混凝土。坍落度可以为0,但振动容易出浆,容易成型,浇筑的路面质量好。胶凝材料的用量比自密实混凝土低得多,但不泌水,不离析。这也可以看作是一种高性能的混凝土。如果保持胶凝材料的用量不变,逐渐增加用水量,加大坍落度。当坍落度大到一定程度时,就会出现泌水现象。再增加坍落度,泌水严重,混凝土离析。这说明混凝土的泌水与坍落度的大小有关。对比自密实混凝土,表明胶凝材料用量越低,泌水对于坍落度的变化越敏感。

(3)笔者在《大掺量掺合料混凝土配合比的合理性评价》一文中,有几组试验,表述了低胶凝材料用量的大掺量掺合料混凝土,寻求合理配合比的调整过程。其中有3组试验,胶凝材料用量为326kg/m3 ,集料不变,萘系减水剂,含固量30%。当水胶比为0.445,减水剂掺量0.75%,坍落度为20mm时,混凝土不泌水。当水胶比为0.468,减水剂掺量1.08%,坍落度为50mm时,有少量泌水,表示混凝土拌合物已进入容易泌水的区域。当水胶比为0.472,减水剂掺量1.75%,坍落度为150mm时,混凝土拌合物的和易性很好,拌合物粘稠,在铁板上流动很慢,但振动成型后却大量泌水。这种水泥和粉煤灰是生产中长期使用的,工程中并没有出现这样的泌水现象,可见该试验的滞后泌水是配合比使然。再与前2组试验比较,可判定为减水剂增大坍落度是造成大量泌水的主要原因。本例说明,减水剂的使用也有个适度的问题,超过一定的量,就容易泌水。

(4)类似于上例的滞后泌水工程中也出现过。新使用某种水泥,配合比与之前生产的配合比变化不大,出厂时与泵送上楼面时混凝土的流动性很好,和易性也很好,无明显泌水。但一经振动之后,即大量泌水。已抹平的混凝土表面几乎都浸泡在水中。这一现象施工单位实难接受。笔者与施工人员商量,将泌水排走,初凝前对楼面板拖一次平板振动器,再用抹光机进行二次抹压,紧接着覆盖淋水养护,对质量绝对没有影响,强度只会提高不会降低。因为大量泌水降低了设计的水胶比,二次振动和二次抹压封闭了泌水通道,使混凝土更密实。施工单位接受了解释,并按建议的方法实施,楼面质量很好。之后立即更换水泥,滞后泌水不再如此出现。本例表明,滞后泌水,与材料性能,特别是粉状物料的性能也有关。

考察了上面几例,我们就有了清晰的思路:

在大坍落度情况下,要想混凝土不泌水,必须有足够高的胶凝材料用量,足够低的水胶比;在胶凝材料用量很低的情况下,要想混凝土不泌水,坍落度必须足够低,或者是干硬性的混凝土。任何配合比,当保持其他材料不变,以增加用水量或减水剂用量的方式增加坍落度时,到一定程度,混凝土都会产生泌水和离析。坍落度由小变大的过程,也是充水空间由小变大的过程。干硬性混凝土是不会泌水的,对干硬性混凝土逐渐增加用水量,使坍落度逐渐增加。不管胶凝材料用量高低,混凝土都将逐渐出现泌水和离析,只不过胶凝材料用量越低,泌水出现的越快;胶凝材料用量越高,泌水出现将越迟缓。如图1所示,这一过程必定存在两个点:在到达某一个点之前,混凝土不会泌水,这点我们设为A点;过了另一个点之后,混凝土明显泌水,这点我们设为B点。A、B两点不可能重叠,因为不可能存在这样的点,该点之前混凝土完全不泌水,该点之后突然明显泌水。A、B是个渐进过程,AB必然是个区间,我们可称为隐性泌水区段。平常我们试验,有些配合比有少量泌水,不算明显,实际上已进入隐性泌水区段。

对混凝土滞后泌水现象的分析

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