维普资讯 http://www.cqvip.com 理论研究 新拌混凝土的泌水 ２００７年第３期 新拌混凝土昀泌水 尹科宇 （中国水电建设集团十五工程局有限公司测试中心，陕西成阳市７１２０００） 【摘要】 针对混凝土泌水问题，分析了新拌混凝土泌水的机理、泌水对混凝土性能的影响及影响新拌混凝土泌 水的因素，并提出了降低新拌混凝土泌水的有效措施。 【关键词】 混凝土；泌水；因素；措施 【中图分类号】ＴＵ５２８ 【文献标识码】 Ａ 【文章编号】 １００８—１３０５（２００７）０３—００４７—０３ 新拌混凝土的性能主要包括和易性、坍落度损 的材料湿润，这部分水受到固体材料表面的吸附，不 失、含气量、泌水率等。如果混凝土的配合比设计 能逸出拌和物，但是可以被邻近部位的水分置换，定 合理，原材料合格，则和易性（除保水性外）、坍 义这部分水为润湿水；新拌混凝土中其余的水分为自 落度损失、含气量等都可以通过混凝土外加剂进行 由水，在新拌混凝土中起润滑的作用，混凝土坍落度 调整，而泌水率则没有可以直接调整的方法。长期 在很大程度上取决于自由水量的多少和其润滑效果， 以来，新拌混凝土的泌水一直是一个难题，原因在 这部分水与固体材料的联系较少，可以逸出混凝土， 于泌水受到很多因素的影响，但是没有哪个因素能 所有原材料中水的密度最小，逸出以后上浮，形成泌 起关键作用，不能通过该因素直接解决泌水问题。 水，这部分水也称为可泌水分。 １泌水的机理 水分要从混凝土内部泌出到表面，需要经过较长 的距离，犹如经过弯弯曲曲的微细水管，最后到达表 混凝土由水、胶凝材料、细骨料、粗骨料、外 面。如果各种颗粒级配好，堆积密实，孔隙微细，则 加剂等拌合硬化而成，质量好的新拌混凝土应该是 水分泌出需要经过的距离很长，则会使泌水量减小。 所有组分及气泡分布均匀稳定。产生不均匀的情况 或者如果水分泌出的通道被阻断，泌水量也会减小。 有三种，一是骨料沉底、浆体上浮，二是浆体沉 底、骨料上浮，这两种情况即经常遇到的混凝土离 ２泌水对混凝土性能的影响 析，三是泌水即水分上浮逸出。产生不均匀的直接 泌水对混凝土性能影响认识已经比较清楚，但 原因是各组分密度不同导致沉降或上浮。前两种情 也有工程人员对此尚有误解，如有人认为泌水以后 况直接导致混凝土的宏观不均匀性。泌水后的混凝 混凝土中的实际水量下降，水灰比会有所降低，会 土在宏观上仍然是均匀的，但是会导致混凝土上表 使混凝土强度提高，对混凝土有益。显然这种认识 面不均匀和内部局部不均匀。 是不正确的，泌水以后会使混凝土不均匀，并且泌 根据水分在混凝土中的存在状态，新拌混凝土中 水本身在混凝土中是不均匀的，肯定对混凝土是不 的水分可以划分为结合水、润湿水与自由水。水泥中 利的。泌水部位的混凝土中会产生缺陷，泌水部位 反应速度快的部分在加水以后可能会发生水化反应， 水灰比下降的同时，在该部位留下缺陷，导致该部 消耗部分水，这部分水定义为新拌混凝土中的结合 位强度降低而不是增加。另一方面，试验测试得到 水，这部分水不能被邻近部位的水分置换，也无法逸 混凝土强度取决于测试试件的最薄弱部位，泌水以 出拌和物；水遇到干燥状态的胶凝材料、骨料等以 后，胶凝材料和骨料表面会吸附一定量的水，使干燥 作者简介：尹科宇（１９７９年一），男，陕西汉中人，大学本科。 ・４７－ 维普资讯 http://www.cqvip.com 理论研究 新拌混凝土的泌水 ２００７年第３期 后即使混凝土水灰比降低也是局部的，混凝土中还 是存在水灰比不变甚至由于泌水而使水灰比增加的 部位，这部分强度的下降会导致混凝土整体强度降 低。所以，泌水并不能使混凝土强度提高。 泌水对混凝土强度的影响很有限，而对混凝土 耐久性的影响至关重要。从泌水的机理可知，水分 从混凝土内部泌出到表面以后，在混凝土中形成了 从内到外的通道。这些通道首先降低混凝土的抗渗 透能力，虽然这些通道很难直接或通过仪器观察 到，但对于混凝土的抗渗透性能影响很大，这一点 对于有抗渗透性能要求的混凝土，如水工混凝土、 海工混凝土工程等非常重要。其次，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，或者直接与水化产物发生腐蚀反应；同样通过 泌水通道使得混凝土内部很容易达到水饱和状态， 高度饱和的混凝土在冻融循环作用下劣化的速度很 快，产生冻融破坏。 ３影响混凝土泌水的因素 混凝土的泌水几乎与混凝土生产的所有环节有 关，如胶凝材料、配合比、含气量、外加剂、振捣 过程等。 ３．１胶凝材料对混凝土泌水的影响 胶凝材料影响混凝土泌水主要与其反应活性、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。另外，较细的胶凝材料会细化混凝 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。 胶凝材料形貌不同，其比表面积也不同，所以 需要的润湿水不同，最终影响混凝土的泌水。 ３．２粉煤灰对泌水的影响 粉煤灰对混凝土泌水的影响具有两面性。掺加 粉煤灰减少混凝土泌水可以从三个方面理解：一是 粉煤灰的颗粒小于水泥颗粒，比表面积较水泥大很 多，因此对水分的吸附作用加强，因而可泌自由水 减少。二是粉煤灰颗粒细小，混凝土中固相堆积密 实度提高，混凝土中的孔隙细化，泌水通道减小， 通道距离增加，也阻碍了水分泌出。三是粉煤灰的 ．４８． 密度较小，相对于水泥颗粒而言，不易产生浆体沉 降离析，拌和物经时均匀性较好，有利于减少泌 水。当然，粉煤灰对改善泌水的有利作用是在粉煤 灰品质较好的前提下。如果粉煤灰品质较差，需水 量增大，会使混凝土中可泌水量增大。掺加混凝土 使混凝土泌水增加的原因有：一是粉煤灰的反应活 性远低于水泥，会使混凝土中的结合水量显著减 少，导致可泌水分增加。二是粉煤灰颗粒的形貌一 般是球形玻璃体，这种形貌不利于吸附混凝土的水 分，也可能使混凝土中的可泌水分增加，当然这种 形貌对于改善混凝土和易性非常有利。粉煤灰对新 拌混凝土泌水的影响取决于具体的粉煤灰品质。 ３．３配合比对混凝土泌水的影响 影响混凝土泌水的配合比因素主要有胶凝材料 用量和砂率。胶凝材料用量增加或者砂率增加，会 使拌和物颗粒的总比表面积增加，润湿水分量增加， 使可泌水量减少。同时，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。胶凝材料用量增加，会使 混凝土的粘聚性增加、保水性改善，对减少泌水有 利。混凝土中的单位用水量与泌水有直接的关系， 如果其他材料比例关系保持不变，用水量增加，会 使新拌混凝土中的可泌自由水量增加，泌水增大。 ３．４含气量对泌水的影响 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。含气量对泌水的影响非常重要， 当然必须使用优质引气剂，混凝土中的气泡能稳定 存在，而且气泡足够细小。众所周知，由于气泡的 润滑作用可以有效减小颗粒间的摩擦阻力，引气同 时改善混凝土的和易性。 ３．５减水剂对泌水的影响 根据减水剂的作用机理，极性分子吸附在水泥 颗粒周围，使得颗粒之间相互排斥，减少絮凝作 用，释放被水泥颗粒包裹的水分，同时使水泥颗粒 表面的吸附水层变薄，所需的润湿水量大大减少。 以此机理，减水剂会使新拌混凝土中的可泌自由水 量增加，使泌水增大。但是另一方面，由于减水剂 维普资讯 http://www.cqvip.com 理论研究 新拌混凝土的泌水 ２００７年第３期 的减水作用，同样坍落度的混凝土所需的拌和水量 大大减水，使混凝土中的可泌自由水量减水。最终 的泌水情况取决于哪种作用起主导作用。 ￣＇ｌｄＪｎ剂与水泥的适应性也影响混凝土的泌水， 关于适应性机理，目前还没有公认的研究成果。 ３．６施工对混凝土泌水的影响 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 面时更应该及时吸去泌水，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。尤其在混凝土收面 时更应该及时吸去泌水，以便于混凝土收面。 （５）通过＃ｌｄＪｎ剂改善混凝土的泌水。混凝土外 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。另外，如果是泵送混凝土，泵送过 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。 程中的压力作用会使混凝土中气泡受到破坏，导致 泌水增大。 ４解决混凝土泌水的途径 根据混凝土泌水的原理和各因素影响泌水的机 理，解决混凝土泌水主要方法有以下几种。 （１）混凝土配合比方面，适当增加胶凝材料 用量，适当提高混凝土的砂率，在不满足其他性能 的前提下，使混凝土适量引气。在保证施工性能的 前提下，尽量减少单位用水量。 （２）原材料方面，选用较细的胶凝材料和高 品质的引气剂。 （３）减水剂方面，选用混凝土泌水较小、流 目前的混凝土Ｊ＇ＨＪｎ剂一般是复合型￣＇ＨＪｎ剂，生 产一般分为两个过程，即合成过程和复配过程，合 成过程中的改进如上所述，主要是优化有机高分子 减水剂的分子量级配。复配过程中，可以复合对改 善泌水有利的组份，如适量的引气剂或其他能减水 泌水的物质。 动度大的高效减水剂。如果配合比固定，在满足标 准和使用要求的情况下，选用减水率合适的减水剂 掺量，避免减水率过高造成泌水。 （４）施工方面，严格控制混凝土振捣时问， 避免过振。另外，对于新拌混凝土的性能控制，选 取适当的控制点，使得控制有利于减小混凝土泌 水。假如要控制最大含气量，控制点可选在人仓 口，将？昆凝土输送过程中含气量损失对泌水的影响 降到最低。当仓面内已经出现了泌水，必须及时排 ６结语 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，才能使新拌混凝土的泌水 得到很好解决。 《水利水电建设工程验收规程》（送审稿）审查会在京召开 ２００７年３月２２—２３日，水利部建设与管理司在北京主持召开了《水利水电建设工程验收规程》（送 审稿）审查会议。参加会议的有水利部有关司局、在京直属单位，部分流域机构、省水利厅、项目法人 和监理单位的代表和特邀专家。 会议听取了编制单位关于《规程》的修编工作汇报，并就《规程》内容以及条文说明进行了认真讨 论和审查。要求编制单位对专家提出的意见进行认真研究，抓紧修改，尽快提出《规程》报批稿。 摘自《水利部水利水电规划设计总院》网站 ・４９・
