水泥用于混凝土中常見問題

1、水泥用于混凝土中常見問題原因及預(yù)防 2011年01月04日筆者總結(jié)近年來售后服務(wù)中涉及到的水泥用于混凝土中的常見問題進行一個簡要總結(jié)： 1.混凝土起皮（混凝土表面一層與基底層的分層現(xiàn)象）實例分析：2005年5月我公司PO42.5水泥用于JH道路混凝土出現(xiàn)起皮現(xiàn)象，現(xiàn)場查看路面存在浮漿層，經(jīng)了解施工方使用粉煤灰作為摻合料，初步判斷混凝土施工中經(jīng)過振搗粉煤灰由于較輕聚集到混凝土表面，加之混凝土泌水導(dǎo)致混凝土表面一層與基底層分層從而產(chǎn)生起皮，后對浮漿層取樣全分析確認含有較多粉煤灰成分。后工地摻合料改用高比表面積的礦粉，水泥中混合材降低保水性不好的礦渣摻量，適當降低水泥細度、提高比表面積，后續(xù)施工中混

2、凝土泌水現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)，再未出現(xiàn)類似現(xiàn)象。當然起皮也可能由施工養(yǎng)護不當引起：1.1抹面過早：混凝土未初凝就提前抹面，高溫或?qū)α髟斐杀砻嬉粚踊炷烈呀?jīng)干了，而里層混凝土由于產(chǎn)生內(nèi)泌水還很稀，從而導(dǎo)致混凝土與表面分層。1.2抹面過晚：混凝土在初凝過后較長時間才進行抹面操作，里層混凝土已經(jīng)干了而表面新抹面的混凝土不能粘住。預(yù)防措施：提高混凝土保水性：選用保水性好的水泥，在混凝土內(nèi)摻加超細礦粉等摻合料，選用保水性好的聚羧酸減水劑，降低水灰比等；掌握好抹面時間，在混凝土初凝時及時抹面，必要時進行二次抹面。2.混凝土起灰（混凝土表面粉化，失去強度）:施工于道路樓板或薄壁等部位時，常會出現(xiàn)表面起灰現(xiàn)象，盡管混

3、凝土表面起灰并不影響抗壓強度等級，但會嚴重破壞混凝土耐磨性、抗?jié)B性、美觀性與耐久性等。實例分析：2010年8月XL水庫使用我公司PC32.5水泥施工中部分混凝土表面起灰嚴重，用戶單位懷疑水泥質(zhì)量存在問題。到現(xiàn)場后我們發(fā)現(xiàn)所有存在起灰現(xiàn)象的混凝土表面均呈現(xiàn)白色，這是明顯的泛堿現(xiàn)象，低洼處泛堿現(xiàn)象更為明顯，混凝土側(cè)面也有許多條狀白色帶。種種現(xiàn)象表明這些混凝土澆筑后未完全凝結(jié)即受到雨水沖刷，混凝土表面水灰比很大，雨水流至混凝土側(cè)面形成了條狀白色帶。施工方承認為趕進度施工過程中一直下著毛毛細雨，值得慶幸的是雨量不大，未對整個混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。產(chǎn)生起灰大致有以下幾個方面引起：2.1混凝土表層水灰比大于

4、混凝土內(nèi)部，表層水化產(chǎn)物間搭接不致密，結(jié)構(gòu)松散強度偏低。2.1.1配合比：混凝土水灰比過高，用水量過大；減水劑摻加過量。2.1.2混凝土中各組分材料：砂石含泥量高；砂子細度模數(shù)高，顆粒較粗；混凝土中其他摻合料顆粒太粗；水泥凝結(jié)時間長，細度過高、比面積過小，顆粒級配不合理，水泥中混合材特別是輕質(zhì)混合材摻量過多。這些都會使混凝土泌水量增加從而加大混凝土表面水灰比。2.1.3振搗過度使骨料下沉，漿體在表面過多聚集。2.1.4混凝土表面硬化前即灑水養(yǎng)護或受雨水沖刷。2.2混凝土表面水分散失過快，當表面水分蒸發(fā)速度大于混凝土泌水速度時表層水泥得不到充分的水化而產(chǎn)生不了足夠的表面強度。2.3混凝土未完全硬

5、化即遭遇凍害，從而破壞了混凝土表層結(jié)構(gòu)，情況嚴重的甚至影響混凝土的整體強度。2.4水泥早期強度偏低導(dǎo)致混凝土表層強度偏低。預(yù)防措施：提高漿體密實度，水灰比與砂石級配合理，嚴格控制砂石含泥量；通過抹面增加表面顆粒的濃度；振搗適度，避免過振；加強混凝土前期養(yǎng)護工作；選用混合材摻量少、保水性好、早期強度高的水泥。3混凝土裂縫:混凝土施工工程中裂縫是較長出現(xiàn)的質(zhì)量事故之一，裂縫種類繁多，大致有：塑性裂縫、收縮裂縫、溫度裂縫，鋼筋腐蝕裂縫、基礎(chǔ)不均勻沉降裂縫等等。實例分析：2009年6月某工地使用我公司PC32.5水泥進行道路施工，路面出現(xiàn)多條深淺不一、不規(guī)則裂紋，初步判斷為早期收縮裂紋。該工地施工時氣

6、溫為20左右，地勢開闊，空氣對流明顯，造成表面水分蒸發(fā)過快，在收縮應(yīng)力的作用下產(chǎn)生很多干燥裂紋。我們要求施工方在混凝土抹面后及時壓蓋濕潤麻袋或草氈并及時進行灑水養(yǎng)護，在后續(xù)施工中再未發(fā)生裂紋現(xiàn)象。導(dǎo)致混凝土裂縫的原因較復(fù)雜，在此作簡要分析：3.1混凝土配合比：水灰比過大，砂率過高，水泥用量過多，使用高標號水泥混凝土富裕強度過高。3.2混凝土中部分替代水泥的摻和料如礦渣和粉煤灰等的品質(zhì)有問題（如堿含量、需水量以及粉煤灰中的含碳量高等等）；砂石集料含泥量過高。3.3養(yǎng)護不當混凝土水分散失過快；拆模時間過早；在混凝土強度未達設(shè)計強度的70%左右就提前使用。3.4混凝土體積過大，水化熱迅速積聚，散熱措

7、施未及時跟上。3.5大面積混凝土如道路混凝土等切割伸縮縫時間太晚。3.6水泥方面：熟料礦物組份中C3A含量過高；水泥過細；水化熱太高。預(yù)防措施：盡量選用低C3A含量，低水化熱的優(yōu)質(zhì)水泥；選擇合適的水泥品種和標號，嚴格控制水泥單方用水量，塌落度控制在不影響施工前提下盡量減小；混凝土成型后加強養(yǎng)護，特別是高溫大風(fēng)天氣要對混凝土進行覆蓋；嚴格控制替代水泥的摻合料質(zhì)量；在混凝土未產(chǎn)生足夠強度前禁止人為破壞；合理控制混凝土攪拌時間以防止拌和物均勻性變差而增大沉縮。4混凝土強度偏低：混凝土實際強度低于設(shè)計標號是混凝土施工重大質(zhì)量事故，在實際施工中應(yīng)予以避免。實例分析：2010年7月FC水力發(fā)電站使用我公司

8、PO42.5水泥施工中部分混凝土強度偏低，到現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)強度偏低的部位在隧道上部，且同一時間施工的隧道兩側(cè)面混凝土強度均正常。隧道內(nèi)積水很深，不斷有水從隧道上部滲出，我們分析認為該用戶施工前未對隧道進行防水處理導(dǎo)致混凝土澆筑完成后尚未凝結(jié)就不斷有水從中滲出，混凝土長時間保持高水灰比導(dǎo)致結(jié)構(gòu)松散，強度偏低?；炷翉姸绕偷脑蚴嵌喾矫娴模?.1混凝土配合比：水灰比過高（有關(guān)文獻指出：水泥完全水化所需的水灰比大致為23%左右，水泥用水量減少10%，混凝土強度能提高約15%左右，因此水灰比對混凝土強度影響非常敏感，水灰比過高嚴重影響混凝土強度）；單方混凝土水泥用量偏少或選用了不符合要求的低標號水泥；粗

9、細骨料配比不合理（如砂率過高等）。4.2集料強度小于混凝土設(shè)計強度（如石子壓碎值指標達不到要求或其中不利于強度發(fā)揮的針片狀顆粒太多，砂子過細等。）。4.3施工中振搗不實；養(yǎng)護不到位（如高溫季節(jié)未進行覆蓋和灑水養(yǎng)護，水份散失過快；低溫季節(jié)保暖措施不到位，混凝土因為霜凍結(jié)構(gòu)遭到破壞）。4.4水泥方面：水泥本身膠砂強度低或雖然水泥膠砂強度較高但調(diào)整到混凝土要求塌落度時需水量大而影響到混凝土強度；水泥凝結(jié)時間偏長；水泥安定性不良，這種現(xiàn)象在新型干法工藝中極少出現(xiàn)。預(yù)防措施：混凝土設(shè)計時留足富裕系數(shù)，選擇合理水灰比和砂率；選用高強度、低需水量、凝結(jié)時間適中且均勻性好、品質(zhì)穩(wěn)定的水泥以及優(yōu)質(zhì)的砂石集料，摻

10、加適量高效減水劑；混凝土成型后做好養(yǎng)護工作。5混凝土凝結(jié)時間偏長實例分析：2008年11月，TL某農(nóng)戶使用PC32.5水泥澆筑頂樓現(xiàn)澆板，混凝土21小時仍未凝結(jié)，筆者趕到現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)混凝土表面仍在泌水，混凝土尚未初凝。用戶自拌混凝土無計量器具，特別是用水完全靠經(jīng)驗，操作工為便于施工混凝土拌得較稀，施工完成后由于水灰比過大，混凝土長時間泌水，且施工后夜間天氣較涼用戶未對混凝土進行覆蓋，水泥水化反應(yīng)緩慢從而導(dǎo)致混凝土凝結(jié)緩慢。由于當天天氣晴好，下午16點左右混凝土初凝，施工方及時進行抹面操作，混凝土28天強度通過回彈儀檢測能達到C20級，現(xiàn)澆板雖未影響正常使用，但強度有所下降。我們要求用戶在后續(xù)施工中

11、控制混凝土用水量，盡量選擇氣溫較高時進行施工，夜間注意混凝土保溫工作?，F(xiàn)場留存的水泥取樣進行檢驗，初凝時間214min，終凝時間277min,3天強度18.9MPa，28天強度39.6MPa，水泥質(zhì)量不存在問題?；炷聊Y(jié)時間偏長主要原因有：5.1混凝土級配不合理導(dǎo)致混凝土強度低于設(shè)計標號（如單方混凝土水泥用量少、水灰比過大等等），養(yǎng)護溫度低，減水劑或緩凝劑使用過量。5.2水泥方面：水泥凝結(jié)時間長，強度嚴重偏低，保水性差泌水嚴重。5.3混凝土某些原材料或摻加的減水劑中含有較多緩凝成分（如混凝土中摻加高硫粉煤灰等）。預(yù)防措施：選擇適當?shù)呐浜媳?；加強原材料管理；氣溫偏低時做好防護工作以免混凝土因受

12、凍而失去強度；選擇混合材摻量低，凝結(jié)時間短，早期強度高的水泥。6水泥與減水劑適應(yīng)性差以及體現(xiàn)到混凝土中的混凝土和易性差、塌落度損失大，混凝土減水劑已經(jīng)成為現(xiàn)代化混凝土制備技術(shù)和施工技術(shù)離不開的一種重要組分，各種減水劑的應(yīng)用更是使混凝土實現(xiàn)高性能的重要措施之一然而混凝土減水劑與水泥之間有時存在不相適應(yīng)，并在一定程度上影響著減水劑的應(yīng)用效果及混凝土的性能實例分析：2007年7月JD大橋使用我公司PO42.5水泥配制混凝土?xí)r初始塌落度較大，但到達施工工地時塌落度損失很大，施工困難。我們到現(xiàn)場了解到施工時氣溫較高，水泥及其他原材料溫度高，混凝土粉料使用純水泥（工程需要嚴禁摻加粉煤灰或礦粉等摻合料），混

13、凝土等級較高（C50、C55級），水灰比控制較小，且混凝土運送至工地施工時間間隔較長。首先我們對水泥自身進行了調(diào)整：混合材方面停用了影響適應(yīng)性的煤矸石石煤渣，水泥比表面積指標由360m2/kg降低至350m2/kg，水泥80m細度由1.0%提高至1.6%。成品車間對鋼球級配及中控操作作出相應(yīng)調(diào)整，減少水泥中過細顆粒特別是小于3m顆粒的含量，另外公司還對該用戶水泥實行專庫供應(yīng)，提高水泥的存放時間以降低水泥溫度改善其適應(yīng)性。公司將調(diào)整好的水泥送至用戶實驗室進行了混凝土實驗，并要求減水劑廠家進行現(xiàn)場調(diào)配，實驗分別就不同水灰比、砂率、減水劑品種及摻量進行了配合比實驗，通過三方合作終于圓滿解決了塌落度損

14、失問題。出現(xiàn)適應(yīng)性問題需要從多方面入手進行查找原因：6.1減水劑方面：6.1.1減水劑摻量并非最佳摻量（減水劑在最佳摻量時混凝土工作性最好）。6.1.2混凝土攪拌時間與攪拌速度不合適，減水劑分散效果不好。6.1.3減水劑本身減水率很低。6.1.4減水劑中含不利于適應(yīng)性發(fā)揮的有害物質(zhì)（如堿含量過高等）。6.2水泥方面：6.2.1水泥熟料中C3A含量偏高，堿含量偏高。 6.2.2水泥過細，比面積過高，顆粒級配過分集中，對減水劑吸附較多。6.2.3水泥粉磨時摻加的助磨劑或增強劑等添加劑對適應(yīng)性有所影響。6.2.4石膏中含有大量半水石膏或硬石膏或工業(yè)副產(chǎn)石膏中的影響。6.2.5水泥中摻有對適應(yīng)性不利的

15、混合材料。實踐表明磨細石灰石、磨細礦粉與優(yōu)質(zhì)粉煤灰均為水泥中的優(yōu)質(zhì)摻和料；而煤矸石、石煤渣與劣質(zhì)粉煤灰均不利于水泥與減水劑的適應(yīng)性。6.2.6水泥出廠溫度高，存放時間短。一般要求水泥出廠溫度控制到75度以內(nèi)，在不影響生產(chǎn)前提下盡可能將水泥多存放一段時間，因為實驗表明經(jīng)過陳化處理的水泥其適應(yīng)性會明顯改善。 6.3 混凝土級配不合理；砂石集料含泥量高或其中含有影響適應(yīng)性的有害物質(zhì)；天氣炎熱時砂石集料溫度較高導(dǎo)致混凝土拌合物溫度過高。預(yù)防措施：盡量選用高減水率的減水劑；通過減水劑摻量實驗找到最佳摻量點；有條件的可以分兩次摻加減水劑（開始拌制混凝土?xí)r摻一部分，到達使用地點時再摻一部分）；選用低C3A含

16、量、低堿含量、細度比表面積適中、出廠溫度低的水泥；混凝土施工前進行級配實驗，除了混凝土強度外，對物料拌合性能也多加關(guān)注，優(yōu)選出最合理配合比；夏季施工時設(shè)法降低原材料溫度（比如對即將使用的砂石料進行淋水降溫等）。7應(yīng)用于管樁混凝土?xí)r出現(xiàn)管樁掛漿管樁混凝土強度等級較高（C60、C80），一般配置混凝土?xí)r水灰比在0.3左右，而經(jīng)過離心成型脫去一部分水后實際水灰比更是低至0.26左右，這就要求水泥與減水劑有相當好的適應(yīng)性及較高的早期強度。在管樁的實際生產(chǎn)中較容易出現(xiàn)混凝土拌和物發(fā)粘，離心后管樁內(nèi)壁漿水層很厚從而導(dǎo)致掛漿，影響外觀質(zhì)量和樁身強度。實例分析：2008年12月HJ管樁使用我公司PO42.5R水泥制作管樁內(nèi)壁掛漿嚴重。我們對同時間段使用我公司PO42.5R水泥的其他幾家管樁進行了解后發(fā)現(xiàn)均無類似現(xiàn)象，因此可以排除水泥本身影響。到現(xiàn)場后我們發(fā)現(xiàn)其石子含泥量較高，且沒有石子清洗設(shè)備（多家管樁石子使用前均進行清洗），對筒倉中減水劑取樣檢驗?zāi)z砂減水率在16%左右。我們建議該單位對石子進行分堆人工清洗，并要求對減水劑進行調(diào)整，后掛漿現(xiàn)象明顯緩解。我們總結(jié)了一些易導(dǎo)致掛漿現(xiàn)象的原因：7.1減水劑減水率低，一般要求用于管樁的減水劑膠砂減水率在18%以上。7.2砂石集料的含泥量高。7.3混凝土配合比、管