摘要：文章以某客運(yùn)專線橋梁混凝土澆筑施工過程中出現(xiàn)的混凝土泌水、假凝現(xiàn)象及拆模后的外觀缺陷為實(shí)例，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體施工情況，通過對(duì)原配合比試拌，從膠凝材料、粉煤灰、配合比、含氣量、減水劑和施工六方面分析了泌水的原因，并提出了預(yù)防類似問題的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：客運(yùn)專線；現(xiàn)澆梁混凝土；泌水；離析；膠凝材料；模擬試拌

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）15-0095-03

1 施工過程及出現(xiàn)的問題

該客運(yùn)專線混凝土澆筑施工時(shí)為冬季，氣溫低于10℃。澆筑施工中，由于拌合站I級(jí)粉煤灰?guī)齑娌粔颍瑸楸ＷC施工連續(xù)，臨時(shí)用礦粉等量代替原配合比中的I級(jí)粉煤灰。

17：00，開始使用礦粉替代粉煤灰施工，第一盤混凝土拌好放料后，坍落度偏大，增加砂率2%，第二盤混凝土出料后，測(cè)坍落度，滿足要求。

第一車四盤混凝土拌完后，放料測(cè)坍落度為185mm，和易性良好。第二車、第三車混凝土和易性無明顯波動(dòng)。到現(xiàn)場(chǎng)后，泵車內(nèi)的混凝土和易性依然

良好。

20：30，澆筑完11車混凝土以后，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)混凝土坍落度過大，混凝土離析、泌水嚴(yán)重，不能正常泵送，導(dǎo)致了兩臺(tái)泵車其中一臺(tái)堵管。

21：30，使用質(zhì)量較差的Ⅰ級(jí)粉煤灰（以下稱Ⅱ級(jí)粉煤灰），按照原來的配合比生產(chǎn)，除了剛開始存在一定泌水、塌落度比較大，施工進(jìn)展基本正常。

次日2：00起，混凝土澆筑后，出現(xiàn)泌水、離析、假凝現(xiàn)象，頂板混凝土澆筑后，存在骨料外露，翻拌異常困難，無法正常找平，表面往上大量冒水，水面出現(xiàn)大量黑色顆粒及泡沫。

2 拆模后發(fā)現(xiàn)的問題

7天拆模后，腹板與底板交界處存在不同程度的蜂窩、麻面、泛砂、漏漿、漏筋，局部少量混凝土呈無砂現(xiàn)象。主要原因是混凝土在澆筑過程中存在離析和泌水，以及由此導(dǎo)致的假凝無法振搗密實(shí)，而使用的粉煤灰的燒失量較大，存在很多碳質(zhì)顆粒，因此在泌水時(shí)會(huì)在表面出現(xiàn)黑色顆粒及泡沫。

3 混凝土泌水、離析的機(jī)理

混凝土是由水、膠凝材料、骨料、外加劑等拌合后硬化而成，和易性好的新拌混凝土所有組分及氣泡分布均勻穩(wěn)定。產(chǎn)生不均勻的情況有三種：一是骨料沉底、漿體上浮，二是漿體沉底、骨料上浮，這兩種情況即是混凝土離析，三是泌水即水分上浮逸出。產(chǎn)生不均勻的直接原因是各組分密度不同導(dǎo)致沉降或上浮。根據(jù)水分在混凝土中的存在狀態(tài)，新拌混凝土中的水分可以劃分為結(jié)合水、潤(rùn)濕水與自由水。新拌混凝土中其余的水分為自由水，在新拌混凝土中起潤(rùn)滑的作用，混凝土坍落度在很大程度上取決于自由水量的多少和其潤(rùn)滑效果，這部分水與固體材料的聯(lián)系較少，可以逸出混凝土，所有原材料中水的密度最小，逸出以后上浮，形成泌水，這部分水也稱為可泌水分。水分要從混凝土內(nèi)部泌出到表面，需要經(jīng)過較長(zhǎng)的距離，猶如經(jīng)過彎彎曲曲的微細(xì)水管，最后到達(dá)表面。如果各種顆粒級(jí)配好，堆積密實(shí)，孔隙微細(xì)，則水分泌出需要經(jīng)過的距離就會(huì)很長(zhǎng)，使泌水量減?。换蛘咚置诔龅耐ǖ辣蛔钄?，泌水量也會(huì)減小。

4 施工過程中出現(xiàn)泌水和離析的原因

4.1 膠凝材料對(duì)混凝土泌水、離析的影響

膠凝材料影響混凝土泌水主要與其反應(yīng)活性、細(xì)度、顆粒形貌等有關(guān)。在施工過程中，剛開始采用礦粉代替一級(jí)粉煤灰，由于礦粉的比表面積比粉煤灰大，因此，在用水量變化不大的情況下，不太可能導(dǎo)致坍落度過大、離析、嚴(yán)重泌水現(xiàn)象。而現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)這種情況可能與拌和站增加每方用水量有關(guān)，這也是為什么在隨后減少每方拌合用水量15公斤后，現(xiàn)場(chǎng)沒有再出現(xiàn)混凝土離析、泌水，但是隨著等待泵送時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)造成混凝土變的異常粘稠，泵送困難。

4.2 粉煤灰對(duì)泌水的影響

粉煤灰對(duì)混凝土泌水的影響具有兩面性。一方面，摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰減少混凝土泌水；另一方面，品質(zhì)較差的粉煤灰，會(huì)使需水量增大，混凝土中可泌水量增大。在施工過程中，當(dāng)日21：30開始使用Ⅱ級(jí)粉煤灰代替Ⅰ級(jí)粉煤灰，按照原來的配合比生產(chǎn)，除了剛開始存在一定泌水、塌落度比較大，施工進(jìn)展基本正常。這說明粉煤灰的品質(zhì)不好已經(jīng)導(dǎo)致了用水量增加。次日2：00，現(xiàn)場(chǎng)反映混凝土澆筑之后，再次出現(xiàn)泌水、離析、假凝現(xiàn)象，頂板混凝土澆筑后無法正常找平，且頂上往外冒水，并在水面出現(xiàn)很多黑色顆粒及泡沫，則說明此時(shí)混凝土攪拌過程中用水量又一次增加了不少，導(dǎo)致混凝土變得離析，膠凝材料漿體下沉、骨料外露，多余自由水從表面大量泌出，并帶出粉煤灰中的未充分燃燒的碳質(zhì)黑色顆粒及泡沫。

4.3 配合比對(duì)混凝土泌水的影響

在本例中，無論采用礦粉取代Ⅰ級(jí)粉煤灰，還是采用Ⅱ級(jí)粉煤灰取代Ⅰ級(jí)粉煤灰，膠凝材料總用量均沒有發(fā)生變化，砂率也沒有減小的情況。所以除了用水量外，其他材料比例關(guān)系變化基本不大，而現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)泌水，很有可能是可泌自由水量增加了，即拌合站存在人為增加單位用水量。

4.4 含氣量對(duì)泌水的影響

含氣量對(duì)新拌混凝土泌水有顯著影響。新拌混凝土中的氣泡由水分包裹形成，如果氣泡能穩(wěn)定存在，則包裹該氣泡的水分被固定在氣泡周圍。如果氣泡很細(xì)小、數(shù)量足夠多，則有相當(dāng)多量的水分被固定，可泌水分大大減少，泌水率將顯著降低。同時(shí)，如果泌水通道中有氣泡存在，氣泡猶如一個(gè)塞子可以阻斷通道，使自由水分不能泌出；即使不能完全阻斷通道，也可使通道有效面積顯著降低，導(dǎo)致泌水量減少。含氣量對(duì)泌水的影響非常重要，當(dāng)然必須使用優(yōu)質(zhì)引氣劑，混凝土中的氣泡才能穩(wěn)定存在，且氣泡足夠細(xì)小。眾所周知，由于氣泡的潤(rùn)滑作用可以有效減小顆粒間的摩擦阻力，使得同時(shí)改善混凝土的和易性。

由于現(xiàn)場(chǎng)使用的是同一罐外加劑，在施工過程中不存在變化，所以可以排除含氣量的影響。

4.5 減水劑對(duì)泌水的影響

如果拌合時(shí)間設(shè)定符合規(guī)范要求，使外加劑的作用得到充分發(fā)揮，那么按照理論配合比，基本可以在不大量增加每方用水量的情況下，拌合出和易性良好的混凝土。但是，如果拌合站的拌合時(shí)間設(shè)定過短，外加劑的作用沒有充分發(fā)揮，就拌合好了混凝土，那么實(shí)際的用水量可能明顯增加不少，由此隨著混凝土在運(yùn)輸過程中的攪拌，外加劑的作用得到逐步發(fā)揮，為混凝土增加了可泌自由水量。

環(huán)境溫度偏高（大于25℃）時(shí)，減水劑的效果會(huì)受到一定程度的減弱，攪拌后混凝土的塌落度損失較大，而在環(huán)境溫度偏底（低于10℃）時(shí)，減水劑的效果則會(huì)較常溫時(shí)更好，攪拌后混凝土的塌落度損失較小，甚至出現(xiàn)30分鐘后塌落度更大的現(xiàn)象。

4.6 施工對(duì)混凝土泌水的影響

在本例中，泌水、離析發(fā)生在振搗之前，且振搗過程基本與以前一樣，而且出現(xiàn)問題時(shí)振搗存在困難無法正常進(jìn)行，所以振搗過程不存在問題。本次泵送混凝土用輸送管較以前使用的輸送管管徑小25mm左右，泵送時(shí)可能會(huì)增大一定的壓力，導(dǎo)致泌水增大。

5 試驗(yàn)室模擬試拌

根據(jù)以上混凝土泌水、離析機(jī)理分析，施工過程中出現(xiàn)的混凝土泌水、離析原因可能有：（1）施工用水量增加。拌和站在生產(chǎn)混凝土?xí)r，沒有按照配合比要求嚴(yán)格控制每方用水量，可能存在增加較多用水量現(xiàn)象。（2）使用Ⅱ級(jí)粉煤灰增加了泌水的可能。（3）拌合站可能存在拌合時(shí)間不夠。（4）泵送用輸送管管徑較以前小，壓力增大，導(dǎo)致了泌水增大。（5）環(huán)境溫度偏低，特別是在凌晨只有5℃左右，而此時(shí)也是出現(xiàn)混凝土泌水最嚴(yán)重的時(shí)間。

由于無法查到攪拌控制電腦原始數(shù)據(jù)，我們首先在試驗(yàn)室（20℃），使用礦粉、Ⅱ級(jí)粉煤灰分別取代I級(jí)粉煤灰按照理論配合比，分別拌合了每方用水量增加了0公斤、10公斤、20公斤、30公斤、40公斤的5盤混凝土。結(jié)果如表1。

6 結(jié)論及對(duì)策

根據(jù)以上原因分析及室內(nèi)試驗(yàn)，我們認(rèn)為在本次施工中之所以局部時(shí)間段出現(xiàn)混凝土泌水、離析，與混凝土存在較多的可泌自由水、冬季晚上氣溫較低，特別是凌晨氣溫低有很大的關(guān)系。為防止下次再出類似問題，要求施工時(shí)做好以下工作：（1）禁止人為隨意增加每方用水量。在塌落度不足，確實(shí)存在需要調(diào)整施工配合比時(shí)，必須經(jīng)試驗(yàn)室通過測(cè)量砂、石含水率后綜合確定；（2）使用質(zhì)量符合要求的Ⅰ級(jí)粉煤灰；（3）拌合站生產(chǎn)混凝土過程中加強(qiáng)監(jiān)督，嚴(yán)禁存在攪拌時(shí)間不按規(guī)范要求的現(xiàn)象；（4）泵送混凝土用輸送管管徑采用以前的較大尺寸；（5）混凝土澆筑盡量在環(huán)境溫度不太低時(shí)進(jìn)行。在第二次澆筑梁混凝土?xí)r，由于采取了以上措施，混凝土澆筑非常順利，拆模以后，混凝土外觀良好。

作者簡(jiǎn)介：崔光武（1983—），男（土家族），湖南龍山人，中鐵隧道集團(tuán)有限公司工程試驗(yàn)中心工程師，研究方向：工程試驗(yàn)與檢測(cè)。