现代混凝土假凝和泌水原因分析及预防措施

李聪（延安大学　建筑工程学院，陕西　延安　716000）

现代混凝土假凝和泌水原因分析及预防措施

李聪
（延安大学建筑工程学院，陕西延安716000）

摘要：混凝土的假凝和泌水，虽然是建筑工程不常出现的现象，但在工程中一旦发生，后果极难挽救，影响混凝土的强度和耐久性，假凝和泌水恰恰是混凝土的两种极端破坏.针对混凝土表面泌水、迅速假凝产生的破坏，本文就其产生的原因作出对比和合理分析，并探讨一些可行预防措施.

关键词：混凝土；假凝；泌水；原因分析；危害；措施

泌水是新拌混凝土在静止状态下，从浆体中泌出部分拌合水并在表面集聚，一直持续到胶凝材料浆体充分凝结为止，是保水性能差引起的，影响混凝土质量；假凝是水泥一种不正常的初期固化或过早变硬征象，陪伴放热，产生伸缩缝使混凝土耐久性、密实性下降.而产生假凝和泌水现象原因总体可分为内因和外因，内因主要是由水泥水化时对水的需求量影响，外因取决于环境气候及混凝土振捣过程.

1　产生原因分析

假凝主要由于混凝土内部缺水引起，在某段过程中，混凝土内所含水量小于正常凝结所需要的总水量时，就有可能发生假凝现象.影响含水量的多少与水泥水化反应对水需求量，环境因素使混凝土水分蒸发以及振捣后结构排水等因素有关，假凝出现往往伴随着裂缝；水是混凝土拌合物经浇注、振捣后，在凝结、硬化的进程中，伴随着粒状材料的下沉所显现的局部拌合水上浮至混凝土表层的迹象，混泌凝土浇注与捣实后初凝前，在骨料的重力作用下，流动性较好的水泥浆上浮，局部水分向外蒸发上浮至混凝土上表层，产生泌水，同时显现浮浆层.与假凝相反，混凝土内所含水量大于正常凝结所需要的总水量时，就可能发生泌水现象.[1]

1.1　内因

1.1.1水泥比表面积的影响

表1水泥比表面积对混凝土假凝、泌水影响

水泥水化速度与其颗粒细度有关，颗粒越细水化速度越快，在混凝土终凝前需水量就大，在其他稳定条件下发生假凝的可能性就会越大，产生泌水的可能性反而越小.根据实验与经验，在气温低于25℃、水泥中铝酸三钙（C3A）含量低于5%、水灰比小于0.45，而且比表面积小于350m2/kg时，混凝土不会产生假凝，却会产生泌水；当比表面积大于350m2/kg且小于380m2/kg时，在其他相同条件下，假凝和泌水时有发生；当比表面积大于380m2/kg时，混凝土会发生假凝，但不会发生泌水，具体如表1所示.

1.1.2水灰比的影响

水灰比直接决定了水泥浆的稠度.在水泥用量相同时，增大水灰比会使水泥浆的流动性加大.如果水灰比不当使混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良而产生流浆、离析，严重影响混凝土的强度.水灰比越小，造成混凝土暂时缺水的可能性就越大，导致假凝可能行就高，水灰比一定时，凝结过程中其他水化反应及环境影响消耗一定水分，增加需水量；当颗粒形成最稳定的结构，混凝土会自身达到充满水的最小孔隙率，因此再加入水后就成为多余水，可能析出直接发生泌水，在高温和大风环境下应加大水灰比.

1.1.3水泥中铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙C3S含量的影响

铝酸三钙与水反应：

3CaO•SiO2+nH2O=2CaO•SiO2•（n-1)H2O+Ca（OH)2

铝酸二钙与水反应：

2CaO•SiO2+nH2O=2CaO•SiO2•nH2O

硅酸三钙与水反应：

3CaO•Al2O3+6H2O=2CaOAl2O3•6H2O

由于C3A的水化速度极快，水化热极高，对混凝土的初凝和终凝时间有极大地影响，含量高时，混凝土初凝时间缩短，失水加快，需水量最大，表现为混凝土浆体的流动性.C3A的水化时放热大，使混凝土温度升高，加速硅酸三钙的水化反应和自由水的蒸发，使混凝土需水量大幅上升，流动性减小，故在其他条件不变情况下，采用C3A含量高的水泥易导致假凝；同样，C3A的水化时放热大，加速了C3S和C4AF水化，需水量上升，使得内部多余水减少，故在C3A含量低时会导致泌水.C3A含量对水泥流动性关系曲线如图1.可看出伴随C3A含量增加，开始时流动性不断减小，而若是2小时后流动性则是先增加后减小.

图1 CA3的含量对水泥流动性影响

C3S是水泥中有效成分，在前期需水量很大，其含量提高，对缩短工期、短期拆膜、配制高标混凝土带来便利，但水化反应放热量增大，强度和温度上升快，也是导致假凝和收缩裂缝的直接原因，当其含量低是又会发生泌水，因此施工前应该应计算好合适含量.[2]

1.2外部因素影响

1.2.1施工温度和空气相对湿度

施工温度升高会使混凝土表面失水速度加快，加速减少混凝土内部自由水含量，易导致假凝，这就是夜晚施工比白天施工、春秋季施工比夏季施工假凝现象产生概率小的直接原因.如果空气相对湿度过低会加速混凝土内部水分的蒸发，消耗含水量，故在北方施工比在南方施工、晴天施工比大雾天气施工更容易假凝的原因，而泌水恰恰相反.

1.2.2外界风速

风速是混凝土假凝的外因，风速越大，空气流速越快，致使混凝土表层失水速率加速，在空旷地更易发生假凝；反而当失水加快时，又减少了多余水含量，会使得发生泌水概率减小.因此做好现场保护工作很有必要.

1.2.3添加剂的使用

细颗粒对控制混凝土的泌水有很大作用.可在混凝土中掺加一定量掺合料，掺加混合材料如Ⅱ级以上的粉煤灰，可进一步提高胶结料的粘聚性和保水性.引气能减少混凝土泌水，在一些混凝土质量要求较高的施工（如机场和路面）中，可适当掺加少量引气剂.掺加引气剂和优质的粉煤灰对于提高拌合物的流动性和粘聚性作用显著，解决泌水问题时要优先考虑.

1.2.4单位用水量

水泥浆给予混凝土拌合物流动性，在水灰比稳定的情况下，单元体积内水泥浆愈多，混凝土拌合物的流动性愈大，与骨料掺加有直接原因；若水泥浆过量，将会呈现流浆征象，使混凝土拌合物的粘聚性变差.增加水灰比或增添水泥浆的用量终究都表现为混凝土用水量的增长，也是对假凝和泌水发生的直接原因.用水量是拌合物流动性起决定性作用的.

当然，影响混凝土质量的因素有方方面面，每一个环节都是关键，导致混凝土假凝和泌水的因素和很多，在同等条件下，素混凝土比钢筋混凝土容易发生泌水而不易产生假凝.以上就主要因素做出分析，还有一些次要原因，如：混凝土凝结时间、砂率、配合比、骨料细度、骨料温度、石膏性能、搅拌时间……除了特殊情况下，混凝土的假凝和泌水影响是恰恰相反，主要由于假凝是混凝土内缺水，而泌水则是由于混凝土内部存在多余水分.

2　假凝与泌水的危害

水泥水化放热，混凝土导热能力差，当凝结迅速放热会使混凝土内温度升高，硬化时体积膨胀与冷却时体积收缩，较大温度差梯度使结构体开裂；在混凝土灌注施工过程中，倘若混凝土在溜桶或导管中出现瞬凝，会导致桩孔报废，造成不可估量的经济损失.异常的凝结使大面积浇筑的混凝土产生冷缝，降低混凝土质量，耐久性、密实性、抗冻及抗渗能力变弱；存在流砂水纹的混凝土表层强度、抗风化和抗腐蚀的本领较差，使得混凝土的渗透性加大，盐溶液和水份和有害物质轻易进入混凝土中，轻易产生泌水，增大混凝土水灰比，产生浮浆，降低混凝土强度和耐磨性.泌水触发混凝土产生地沉降导致混凝土产生塑性裂纹.对于分层浇注的混凝土受下层混凝土泌水的影响，降低混凝土结合强度并易形成裂缝.[3]

3　防止产生的措施

（1）选择优质原料，对砂粒、水泥、煤灰、矿粉、外加剂进行筛选，适当增加水泥用量和混凝土的砂率，避免适用假凝的水泥，选用泌水较小的减水剂；

（2）做好施工维护处理，保证施工环境.结合现场自然环境，施工前进行试验模拟，运用控制变量法比较试验选出最优方案.

（3）施工时延长搅拌时间，合理使用铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）的含量，避免引起假凝与泌水.

（4）进行对比试验，进行试验验算，取最佳配合比.在保证施工质量的前提下，减少单位用水量.

（5）施工方面，要控好混凝土的振捣时间，防止过振，另外应该尽快采取相应排除泌出水分的措施.在泌水过程结束时，利用二次捣实的办法，则可以使现实的水灰比下降，提高强度.

4　结束语

伴随工业的不断发展，现代水泥的技术发展不断加快，也是推进混凝土技术不断突破的原因.假如一个土木工程师不懂得水泥的性质和施工工序，那么他就很难解决混凝土中遇见的微小问题，作为新时代的建筑师，要想方法把现代水泥技术与现代混凝土施工工艺完美结合，进行协调控制，提高混凝土质量和耐久性能就是现时代的建筑突破.我们在沿用老方法，旧工艺的同时要不断进步，取其精华，去其糟粕之处，不断创新突破，适应时代要求，把建筑做的更完美、安全、舒适、环保.以上综述了混凝土产生假凝和泌水的原因及预防措施，以供各位学者参阅，提出宝贵建议.

参考文献：

〔1〕石宝莉，殷钰，刘俊浩.关于水泥假凝问题的探讨[J].2008.

〔2〕吴科如，张雄，姚武，张东.混凝土[M].北京：化学工业出版社，2005.163-163.

〔3〕邹其，冯中军，邓最亮，陈存振，傅乐峰.水泥假凝问题的研究及解决措施初探[J].商品混凝土，2012（11）.

基金项目:陕西省大学生创新训练项目“BIM绿色建筑技术应用与实践”（1091）

中图分类号：TU528

文献标识码：A

文章编号：1673-260X（2015）07-0063-02