白马河倒虹吸混凝土泌水的危害及防治

摘要：混凝土在运输、振捣的过程中出现粗骨料下沉，水分上浮的现象称为混凝土泌水。 泌水是新拌混凝土工作性一个重要方面。通常,描述混凝土泌水特性的指标有泌水量和泌水率。

关键词：混凝土、泌水、危害、防治

1．概述

白马河渠道倒虹吸是南水北调中线工程总干渠上的一座大型河渠交叉建筑物，位于河北省邢台县会宁乡东良舍村西北的白马河上，白马河倒虹吸建筑物长685m。管身段长510m。桩号为118+149～118+659，包括进出口斜管段和平管段。采用3孔一联钢筋混凝土结构，单孔过水断面为6.4m×6.4m（宽×高），顶板厚1.3m，底板厚1.3m，中墙厚1.2m，边墙厚1.3m，贴角尺寸为0.6×0.6m。管身混凝土等级C30W6F100。

混凝土浇筑分三层浇筑第一层底板浇筑厚度1.3m，墙体处到八字以上40cm，第二层墙体浇筑高度3.85m，到顶板八字以下95cm，第三层顶板浇筑高度2.85m。最大浇筑方量顶板为810m3。

在浇筑过程中出现了混凝土泌水现象。

2.泌水对混凝土的影响

混凝土产生泌水以后，泌水部位的混凝土中会产生缺陷，导致该部位强度降低。水分的上浮在混凝土内留下泌水通道，即产生大量自底部向顶层发展的毛细管通道网，这些通道首先降低混凝土的抗渗透能力，本工程混凝土抗渗等级为w6。同时泌水对混凝土的抗腐蚀能力、抗冻性能影响很大，原因同样与泌水以后留下的通道有关，腐蚀性介质通过泌水通道很容易进入混凝土内部，到达钢筋表面产生钢筋锈蚀。

3．混凝土泌水的原因分析

3.1胶凝材料

本标段采用的水泥为冀中能源股份有限公司水泥厂生产的咏宁P·O42.5水泥。粉煤灰为河北天唯实业有限公司生产的II级粉煤灰。胶凝材料与混凝土的泌水性能密切相关，与其反应活性、细度、颗粒形貌等有关。胶凝材料细度越高，比表面积越大，则湿润胶凝材料表面所需的水量越多，即润湿水量较多；同时如果胶凝材料较细，其反应活性增加，初期反应所需要的结合水也会增加。这两部分水的增加会使可以逸出形成泌水的自由水量减少，从而对降低泌水有利。较细的胶凝材料还会细化混凝土中的孔隙，降低孔隙连通性，导致泌水通道数量减少和泌水通道距离增大，使得泌水量减少。

3.2骨料

本标段采用的粗骨料为邢台凤凰山宇峰石料厂生产的碎石，细骨料为邢台南青山砂场生产的中砂。骨料的级配不合理，细颗粒空隙大，自由水上升引起混凝土泌水，是混凝土产生泌水的主要原因。骨料比例越好，砂细度模数偏小细颗粒用量增加，会使泌水通道长度增加，对减小混凝土泌水有利。

3.3外加剂

本标段采用的外加剂为河北省混凝土外加剂厂生产的DH3G高效萘系减水剂和DH9引气剂。DH3G高效萘系减水剂这一系列减水剂存在如下特点：分子链短，减水剂减水率高，泌水率大，同时塌落度损失小；分子链长，减水剂减水率低，泌水率小，但是混凝土塌落度损失大。混凝土减水剂泌水以泌水率比来评价。DH9引气剂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。如果气泡很细小、数量足够多，则有相当多量的水分被固定，可泌的水分大大减少，使泌水率显著降低。同时，如果泌水通道中有气泡存在，气泡犹如一个塞子，可以阻断通道，使自由水分不能泌出。即使不能完全阻断通道，也使通道有效面积显著降低，导致泌水量减少。

3.4施工振捣影响

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，此时过振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。

4. 泌水的防治

根据混凝土泌水的原因分析，解决混凝土泌水主要方法有以下几种。

4.1胶凝材料

选用较细的胶凝材料，适当增加胶凝材料用量。

4.2骨料

适当提高混凝土的砂率。在保证施工性能的前提下，尽量减少单位用水量。

4.3外加剂

减水剂方面，选用混凝土泌水较小、流动度大的高效减水剂。通过外加剂改善混凝土的泌水。混凝土外加剂（减水剂）一般是有机高分子物质。有机高分子的分子量、或者分子链长度直接影响其性能。如果减水剂的分子量较大、分子链较长，会使混凝土的泌水减少，但是同时减水剂的减水率较低；如果分子量较小、分子链较短，则使减水率增加，同时使混凝土的泌水率增大。有些减水剂在主分子链上存在支链，无论主链支链，较长时会使混凝土泌水减水，但减水率也相应降低，如果主链短而支链长，则会使泌水减少的同时，对减水率影响不大。一般情况下，减水剂不是由单一分子量的分子组成，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。

4.4施工振捣影响

严格控制混凝土振捣时间，避免过振。另外，对于现浇混凝土的性能控制，选取适当的控制点，使得控制有利于减小混凝土泌水。当仓面内已经出现了泌水，必须及时排除，其最有效的方法是真空吸水、人工在仓面掏水或用海绵等吸水性强的材料吸水，尤其在混凝土收面时更要及时吸去泌水，便于混凝土收面确保混凝土外观质量。严禁在模板上开孔自流，造成胶凝材料流失，影响混凝土的质量。

5．结论

由于缺乏直接的减少混凝土泌水的有效方法，解决混凝土的泌水必须从各个环节共同改进，使得各因素的影响降到最低，才能使现浇混凝土的泌水得到很好解决。目前白马河倒虹吸管身混凝土已全部完成，通过施工过程中 各个环节的有效控制，基本解决了混凝土泌水的问题。以上的介绍对混凝土的施工有一定的借鉴意义。

[作者简介]岳胜卫，男，河北石家庄人，助理工程师，主要从事水利水电工程施工管理,河北省水利工程局