混凝土泌水是指在混凝土浇灌捣实以后但凝结以前,从外观看来在表面出现水分的一种现象。其原因是捣实后混凝土中较重的固体组分沉降时,拌合物的保水能力不足,使得水分无法稳定地分散在颗粒间的空隙里,从而在混凝土表面析出水分。这一现象对混凝土的质量和性能有着显著影响,其成因复杂多样,可以从多个方面进行深入探讨。
1. 水泥质量及特性
水泥作为混凝土中最重要的胶凝材料,其质量及特性对混凝土的泌水性能有着决定性影响。水泥的凝结时间、细度、比表面积与颗粒分布均会影响泌水。例如,水泥的凝结时间越长,所配制的混凝土凝结时间也越长,水泥颗粒沉降的时间越长,混凝土越易泌水。水泥的细度越粗、比表面积越小、颗粒分布中细颗粒含量越少,早期水泥水化量越少,不足以封堵混凝土中的毛细孔,导致内部水分容易泌出。
2. 集料特性
集料对混凝土泌水的影响同样显著。混凝土的组成材料中的砂石集料含泥较多时,会严重影响水泥的早期水化,粘土中的粘粒会包裹水泥颗粒,延缓及阻碍水泥的水化及混凝土的凝结,从而加剧混凝土的泌水。砂的细度模数越大,砂越粗,越易造成混凝土泌水。骨料整体偏粗,或者级配不合理,也会引起细颗粒空隙增大,自由水上升,导致混凝土泌水。
3. 配合比设计
混凝土的水灰比越大,水泥凝结硬化的时间越长,自由水越多,水与水泥分离的时间越长,混凝土越容易泌水。混凝土中外加剂掺量过多,或者缓凝组分掺量过多,也会造成新拌混凝土的大量泌水和沉析。合理的配合比设计对于控制混凝土泌水至关重要。
4. 含气量
含气量对新拌混凝土泌水有显著影响。新拌混凝土中的气泡由水分包裹形成,如果气泡能稳定存在,则包裹该气泡的水分被固定在气泡周围,可泌的水分大大减少,使泌水率显著降低。气泡还可以阻断泌水通道,进一步减少泌水。
5. 减水剂的使用
混凝土中使用的外加剂,如减水剂,对混凝土泌水也有重要影响。如果减水剂的掺量过大,减水率过高,单方混凝土的用水量减少,可能导致减水剂在搅拌机内没有充分发挥作用,而在混凝土运输过程中不断发生作用,致使混凝土到现场的坍落度大于出机时的坍落度,造成混凝土的严重离析和泌水。
6. 施工技术
施工技术也是影响混凝土泌水的重要因素。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容易在拌和物中形成通道泌出。过振会加剧混凝土的泌水,使混凝土表面的水灰比增大。泵送过程中的压力作用也会使混凝土中气泡受到破坏,导致泌水增多。
7. 环境条件
环境条件如温度、湿度等也会对混凝土泌水产生影响。在高温环境下,混凝土中的水分蒸发速度加快,可能导致混凝土表面迅速干燥及开裂,而内部水分仍可能泌出。在潮湿环境中施工,湿度大、通风差,混凝土中的水分蒸发不畅,也会导致泌水现象。
8. 水泥与外加剂的适应性
水泥与外加剂的适应性差也是导致混凝土泌水的重要原因。例如,外加剂超掺或外加剂与水泥的相容性不佳,都可能导致混凝土出现严重的离析和泌水现象。
9. 水泥混合材的质量及其掺量
水泥混合材的质量及其掺量对混凝土性能具有显著影响。若混合材质量低劣且掺量过大,将严重削弱混凝土的强度和耐久性,同时增加泌水的风险。
10. 水泥中的化学成分
水泥中的化学成分如C3A含量、碱含量、硫含量等也会影响混凝土的泌水性能。例如,C3A含量低且伴有磷石膏时,不仅可能出现泌水现象,还可能导致混凝土泌出黄浆。
11. 矿物掺合料
矿物掺合料的颗粒分布同样影响着混凝土的泌水性能。若矿物掺合料的细颗粒含量少、粗颗粒含量多,则易造成混凝土的泌水。
12. 骨料含泥量及含水率
骨料含泥量及含水率的变化也会影响混凝土的泌水性能。生产过程中砂含泥量突然变小或含水率突然明显增加,都可能造成混凝土泌水、离析。
13. 设备故障
混凝土搅拌设备的问题也可能导致混凝土泌水。例如,计量故障会影响外加剂、水称的用量,最终导致混凝土出现离析泌水现象。
14. 运输和浇筑过程
混凝土的运输和浇筑过程也可能导致泌水。例如,等待时间过长和加水、加外加剂过量都可能导致混凝土泌水。
15. 养护条件
养护条件对混凝土泌水也有一定影响。在养护期间,如果过早脱离养护或养护条件不当,也可能导致混凝土泌水问题。
混凝土泌水的原因复杂多样,涉及水泥质量及特性、集料特性、配合比设计、含气量、减水剂的使用、施工技术、环境条件、水泥与外加剂的适应性、水泥混合材的质量及其掺量、水泥中的化学成分、矿物掺合料、骨料含泥量及含水率、设备故障、运输和浇筑过程以及养护条件等多个方面。只有全面考虑并优化这些因素,才能有效降低混凝土泌水的风险,提升混凝土的整体性能和质量。