混凝土離析問題原因與解決措施

1、 混凝土離析問題原因與解決措施 1 前言 泵送混凝土的施工同普通混凝土的施工相比具有很多的優(yōu)點(diǎn) (比如可節(jié)約人力、物力、 縮短工期等 )，近年 來我國的泵送混凝土發(fā)展非常迅猛， 泵送混凝土的配制及施工技術(shù)已相 當(dāng)普及。 但泵送混凝土普遍具有坍落度大的特點(diǎn)， 這在一定程度上增加了混凝土的質(zhì)量控制 的難度， 特別是混凝土的離析、 抓底現(xiàn)象非常常見， 嚴(yán)重影響了混凝土表現(xiàn)性能和結(jié)構(gòu)功能。 因此，如何很好的抑制混凝土的離析問題及解決混凝土的離析問題是當(dāng)前泵送混凝土發(fā)展所 需研究的重要問題。針對(duì)以上問題 本文主要從混凝土使用的原材料著手分析造成混凝土離 析的原因，并提出應(yīng)對(duì)措施。 混凝土的離析是混凝土拌

2、合物組成材料之間的粘聚力不足以抵抗粗集料下沉， 混凝土拌 合物成分相互分離， 造成內(nèi)部組成和結(jié)構(gòu)不均勻的現(xiàn)象。 通常表現(xiàn)為粗集料與砂漿相互分離， 例如密度大的顆粒沉積大拌工合物的底部，或者粗集料從拌合物中整體分離出來。 造成離析的原因可能是澆筑，振搗不當(dāng)， 集料最大粒徑過大， 料和細(xì)骨料的含量偏低， 與細(xì)集料比粗集料的密度過大， 礦物摻合料或引氣劑可降低離析傾向。 2 離析及其危害 離析是指混凝土拌合物組成材料之間的粘聚力不 要表現(xiàn)為混凝土骨 料分離和分層、 抓底， 和易性差等。 方面性能，混凝土離析所造成的危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1) 影響混凝土的泵送施工性能，造成粘罐、堵管、影 (

3、2) 致使混凝土結(jié)構(gòu)部位出現(xiàn)砂紋、骨料外露、鋼筋 層，影響混凝土的表 現(xiàn)效果。 (3) 混凝土的勻質(zhì)性差，致使混凝土各部位的收縮不 特別是在施工混凝土樓 板時(shí)， 由于混凝土離析使表層的水泥漿層增厚， 現(xiàn)嚴(yán)重龜裂現(xiàn)象。 (4) 使混凝土強(qiáng)度大幅度下降， 嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu) 承載能力，破壞結(jié)構(gòu)的安全性能， 嚴(yán)重的將造成返工， 造 成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 也極大地降低了混凝土抗?jié)B、 抗凍 等混凝土的 耐久性能。 3 混凝土離析的影響因素及應(yīng)對(duì)措施 一般的混凝土拌合物用水量過大、碎石級(jí)配較差、 減水劑摻量過大等都容易造成混凝 土離析。 但造成混凝土離析的原因遠(yuǎn)不止這些， 其原因是多方面的， 事實(shí)上如果不加

4、強(qiáng)控制， 所有混凝土的原材料變化都可能導(dǎo)致 混凝士出現(xiàn)離析現(xiàn)象。下面將逐項(xiàng)分析原材料對(duì)混凝 土 離析現(xiàn)象的影響。 31 水泥 水泥是混凝土中最主要的膠凝材料，水泥質(zhì)量的穩(wěn)定直接影響混凝土質(zhì)量的穩(wěn)定。水泥 質(zhì)量的變化將會(huì)導(dǎo) 致混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象， 而且水泥中有多種因素影響混凝土拌合物性能。 3.1.1 水泥細(xì)度的變化 眾所周知，水泥的細(xì)度越高，其活性越高，水泥的需水量也越大，同時(shí)水泥細(xì)度越大， 其水泥顆粒對(duì)混凝土 減水劑的吸附能力也越強(qiáng)，極大的減弱了減水劑的減水 效果。因此， 在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)水泥的 細(xì)度大幅度降低時(shí)， 混凝土外加劑的用水量將大幅度減少。 水泥細(xì)度的下降， 容易造成混 凝土外加劑

5、的過量，引起混凝土產(chǎn)生 離析現(xiàn)象。而且這種離析通常發(fā)生在減水劑摻量較高 的 高強(qiáng)度等級(jí)混凝土中。粗集料比例過高，膠凝材 或者拌合物過干或者過濕等。 使用 足以抵抗粗集料下沉的一種現(xiàn)象。主 混凝土離析將嚴(yán)重影 響混凝土的各 響工期等，降低經(jīng)濟(jì)效益。 外露等現(xiàn)象，破壞混凝土鋼筋保護(hù) 一 致，易產(chǎn)生混凝土收縮裂縫。 收縮急 劇增大， 出 312 水泥礦物組分的變化 水泥中最主要的礦物成分 C3S、C2S、C3A、C4AF 等，其中 C3A 、 C3S 對(duì)減水劑的吸 附活性較強(qiáng)，因此 C3A、C3S含量高的水泥對(duì)外加劑適應(yīng)性較 C3A、C3S含量低的水泥差， 當(dāng)水泥中 C3A、 C3S 的含量較高時(shí)，

6、表現(xiàn)為混凝土對(duì)外加 劑的需求量大；反之，則可適當(dāng) 降低減水劑的摻量，否則 混凝土容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象。 3 1.3 水泥中含堿量變化 堿含量對(duì)水泥與外加劑的適應(yīng)性影響很大，水泥含堿量降低，減水劑的減水效果增強(qiáng)， 所以當(dāng)水泥的含堿 量發(fā)生明顯的變化時(shí)， 有可能導(dǎo)致混凝土在黏度、 流動(dòng) 度方面產(chǎn)生較大 的影響。 314 水泥存放時(shí)間的影響 水泥， 是一種水硬性膠凝材料， 如果存放不好，極易 受潮， 水泥受潮后需水量將降低； 同時(shí)水泥存放時(shí)間越 長，水泥本身溫度有所降低， 水泥細(xì)粉顆粒之間經(jīng)吸附 作用互相凝結(jié) 為較大顆粒，降低了水泥顆粒的表面能 削弱了水泥顆粒對(duì)減水劑的吸附，在混凝土試驗(yàn)時(shí) 往往 表現(xiàn)為

7、減水劑的減水增強(qiáng)， 混凝土新拌合物出現(xiàn)泌漿 抓底的現(xiàn)象。 在實(shí)際生產(chǎn)中， 如 果使用長時(shí)間存放的水 泥，即使混凝土配合比同以前相同 (以前用該配比生產(chǎn)時(shí)混凝土和易 性良好 )，也可能造成混凝土的離析現(xiàn)象 當(dāng)然， 水泥存放時(shí)間對(duì)不同品種的水泥其影響是不 一致 的，這需要通過試驗(yàn)去 了解。表1是我們對(duì) A、B兩種不 同廠家P032. 5水泥的 流動(dòng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 從表 1 可看出 水泥的存放時(shí)問將會(huì)導(dǎo)致水泥與外加劑的適應(yīng)性發(fā)生明顯 的變化。特別是在做混凝土配合比試配工作時(shí)，應(yīng) 特別注意試配時(shí)水泥樣品與批量供應(yīng)時(shí) 水泥的一致性， 這樣可有效的保證試配工作的可行性。 在生產(chǎn)過程中， 水泥存放時(shí)間如果 過

8、長最好應(yīng)將水泥與外加劑做適應(yīng) 性試驗(yàn)，重新確定外加劑的合理摻量，保證混凝土和易 性的良好。 表 1 水泥流動(dòng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù) 綜上所述可以看出，水泥中影響混凝土和易性的因 素是很多的，也較為復(fù)雜，但不管 是何種因素的影響， 其表現(xiàn)出來的結(jié)果是相同的， 即：水泥需水量的變化；水泥下外加 劑的適應(yīng)性變化。因此，如果是因?yàn)樗嗟?原因?qū)е禄炷恋碾x析，一般的都可以采取以 下措施解決 (1) 水泥進(jìn)廠后，必須按要求試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行檢測，特 別注意水泥的需水量情況，發(fā)現(xiàn)需 水量異常時(shí)， 及時(shí)做水泥與現(xiàn)使用的外加劑的適應(yīng)性試驗(yàn)。 必要時(shí)重新做混凝土配合比試驗(yàn)。 (2) 在保證混凝土水灰比不變的前提下 (基本能保證

9、混凝土的 28D 強(qiáng)度 )，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整減水劑 的用量。 (3)在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上， 改用粉煤灰等摻合料的用 量較大的配合比進(jìn)行生產(chǎn) (商品 混凝土公司應(yīng)具備相同強(qiáng)度等級(jí)的不同配比 )，這必須以試驗(yàn)為基礎(chǔ)。 (4)用硅粉、沸石粉等 少量取代水泥，將能很好的控 制混凝土的離析現(xiàn)象，改善混凝土和易性。 3. 2 外加劑 混凝土中使用的外加劑， 大多是由減水劑同其他如引氣劑、 緩凝劑、 保塑劑等復(fù)合而成 的多功能產(chǎn)品， 是泵送混凝土不可或缺重要材料， 外加劑的摻入極大地改善混凝土拌合物的 性能 (新拌性能和長久性能 )，但外加劑使用不當(dāng)將可能導(dǎo)致混凝土的離析 (1) 如果混凝土減水劑的摻量過大， 減水

10、劑在攪拌機(jī)內(nèi)沒有充分發(fā)揮作用， 到現(xiàn)場的坍落度大于出機(jī)時(shí)的坍落度。 高強(qiáng)度等級(jí)混凝土中，對(duì)混凝土的危害極大。 (2) 外加劑的緩凝組分、保塑組分摻量過大 ，特別是 磷酸鹽或糖類過量，也容易造成混 凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象。 3. 3 粉煤灰 粉煤灰是混凝土重要的摻和料之一，粉煤灰在混凝 灰效應(yīng)極大改善了混 凝土和易性、密實(shí)性及強(qiáng)度性能。優(yōu)質(zhì)的粉減水率過高，單方混凝土的用水量減少， 而在混凝土運(yùn)輸過程中不斷的發(fā)生作用， 此種情況極易造成混凝土的嚴(yán)重離析。 有可能使 致使混凝土 且常表現(xiàn)在 土中的微珠效應(yīng)、填充效應(yīng)和火山 煤灰是配制混凝土的理想 材料，能取代 1030的水泥，極大的降低了混凝土生產(chǎn)成本。但

11、現(xiàn)在市場上的粉煤灰供 應(yīng)緊張， 大部分廠家都不能很好保證粉煤灰品質(zhì)， 粉煤灰質(zhì)量波動(dòng)很大， 增加了混凝土質(zhì)量 控制的難度，有時(shí)會(huì)造成混凝土出現(xiàn)離析的情況。 (1) 當(dāng)粉煤灰的質(zhì)量突然變好時(shí) (如細(xì)度從 19變?yōu)?4 )，粉煤灰的需水量降低很大， 容易造成混凝土出現(xiàn)突 然離析的現(xiàn)象； (2) 同樣當(dāng)粉煤灰的質(zhì)量突然變差時(shí) (如細(xì)度從 19 變?yōu)?38 )，由于粉煤灰的很大一部分重量已失去膠結(jié)料的功能， 因而外加劑相對(duì)膠結(jié)料摻 量實(shí)際上已經(jīng)提高了，所以會(huì)出現(xiàn)混凝土的離析現(xiàn)象 (表 2 是對(duì)某廠不同細(xì)度粉煤灰的試驗(yàn) 情況，強(qiáng)度等級(jí)為 C40)，表2中細(xì)度最差的粉煤灰配制的混凝土坍落度反而最大。 表2

12、某 廠不同細(xì)度粉煤灰的試驗(yàn)情況 對(duì)于粉煤灰應(yīng)采取如下措施 (1) 加強(qiáng)檢測，最好能對(duì)每車進(jìn)廠的粉煤灰對(duì)進(jìn)行檢測，對(duì)不合格的材料堅(jiān)決不能進(jìn)場， 起到預(yù)防作用。 (2) 調(diào)整粉煤灰的用量，選用摻量較低的配合比進(jìn)行生產(chǎn)。 (3) 當(dāng)粉煤灰質(zhì)量較好情況，可適當(dāng)?shù)臏p少用水量，加強(qiáng)攪拌?；蜻x用外加劑摻量較低 的配合比進(jìn)行生產(chǎn)。 3 4 砂、石骨料 砂石料是混凝土中用量最大的材料，砂石料的質(zhì)量 直接影響混凝土的質(zhì)量，砂石質(zhì)量 的波動(dòng)容易造成混凝土的離析，而且其造成離析的因素是多方面的。 (1) 碎石粒徑增大、級(jí)配變差、單一級(jí)配都容易造成混凝土的離析現(xiàn)象。 (2) 砂子中的含石量過大、特別是含片狀石屑過大將

13、嚴(yán)重影響混凝土的和易性，導(dǎo)致混 凝土的嚴(yán)重離析。 (3) 砂石的含水率過高 (特別是砂子含水率過高，大 于 10)，將使混凝土的質(zhì)量難以 控制，容易出現(xiàn)混凝土 離析現(xiàn)象。由于砂子中含水過大，處在過飽和狀態(tài)，當(dāng)混凝土拌合 料在攪拌機(jī)中攪拌時(shí)， 砂子表層毛細(xì)管中的含水不能及時(shí)的釋放出來， 因此在攪拌時(shí)容易使 拌合水用 量過大；同時(shí)混凝土在運(yùn)輸過程中，骨料毛細(xì)管中的水不斷的往外釋放，破壞了 骨料與水泥漿的粘結(jié)，造成混 凝土的離析泌水。 (4) 砂石的含泥量過大將使水泥漿同骨料的粘結(jié)力降低，水泥漿對(duì)骨料的包裹能力下降， 導(dǎo)致骨料的分離， 引起混凝土離析現(xiàn)象。 對(duì)于由骨料原因?qū)е碌幕炷恋碾x析的現(xiàn)象，可

14、采取以下措施進(jìn)行調(diào)整： (1) 為避免因骨料的問題造成混凝土的離析問題，首 先應(yīng)以預(yù)防為主，嚴(yán)格骨料進(jìn)場的 檢查制度，保證骨料 的質(zhì)量。 (2) 針對(duì)以上原因的第 1 條原因，可以適當(dāng)?shù)奶岣呱奥蕘碚{(diào)整混凝土配合比，解決離析 問題。 (3) 對(duì)于因骨料中含片狀石屑過大造成的離析問題， 單靠調(diào)整砂率是不能解決問題的， 應(yīng)提高混凝土膠結(jié)材 料(特別是摻合料的用量 )，同時(shí)調(diào)整外加劑用量。 (4) 對(duì)于應(yīng)骨料含水率問題造成的混凝土離析問題 應(yīng)采取延長攪拌時(shí)間的手段來解決。 提高粉煤灰等摻合 料的用量對(duì)控制這類離析現(xiàn)象也很有效果。 35 礦物摻合料的品種、細(xì)度 在混凝土中摻入一定量的礦物摻合料， 一則改善混凝土的各種性能， 二則能受到良好的 經(jīng)濟(jì)效益。因此，礦物摻合料的使用在各混凝土攪拌站非常普遍，如：礦渣粉、鋼渣粉、硅 粉、沸石粉等。各種礦物摻合料對(duì)混凝土 離析的影響程度是不一樣。硅粉、沸石粉對(duì)抵抗 混凝土的離析現(xiàn)象的能力很強(qiáng)， 能極大改善混凝土和易性。 鋼渣粉由于其比重較大， 摻入后 能提高砂漿的密度，對(duì)改善混凝土和易性有幫助。礦渣粉的摻入，在一定程度上 提高混凝 土粘度，混凝土容易離析，其影響程度與礦渣粉的細(xì)度關(guān)系很大， 離析性能 越好