366 影響泵送混凝土離析的因素及應(yīng)對(duì)措施有哪些？

一、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足以抵抗粗集料下沉的一種現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為混凝土集料分離和分層、抓底、和易性差等。

混凝土離析將嚴(yán)重影響混凝土的各方面性能，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、影響工期等，降低經(jīng)濟(jì)效益。

（２）致使混凝土結(jié)構(gòu)部位出現(xiàn)砂紋、集料外露、鋼筋外露等現(xiàn)象，破壞混凝土鋼筋保護(hù)層，影響混凝土的表觀效果。

（３）混凝土的勻質(zhì)性差，致使混凝土各部位的收縮不一致，易產(chǎn)生混凝土收縮裂縫。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，收縮急劇增大，出現(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。

（５）極大地降低了混凝土抗?jié)B、抗凍等混凝土的耐久性能。

二、混凝土離析的影響因素及措施

一般的，混凝土拌合物的用水量過(guò)大、碎石級(jí)配較差、減水劑摻量過(guò)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)上如果不加強(qiáng)控制，所有混凝土所必須的原材料的變化都可能導(dǎo)致混凝土出現(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。

（一）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)離析的現(xiàn)象，而且水泥中有多種因素影響混凝土拌合物性能。

（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)，極大地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)，混凝土外加劑的減水效果將得到增強(qiáng)，在外加劑摻量不變的情況下，混凝土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的過(guò)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。

（２）水泥礦物組分的變化

水泥中最主要的礦物成分為Ｃ_３Ｓ，Ｃ_２Ｓ，Ｃ_３Ａ，Ｃ_４ＡＦ等，其中Ｃ_３Ａ，Ｃ_３Ｓ對(duì)減水劑的吸附活性較強(qiáng)，因此Ｃ_３Ａ，Ｃ_３Ｓ含量高的水泥對(duì)外加劑適應(yīng)性較Ｃ_３Ａ，Ｃ_３Ｓ含量低的水泥差。當(dāng)水泥中Ｃ_３Ａ，Ｃ_３Ｓ的含量較高時(shí)，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）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。

（４）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(zhǎng)，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)為減水劑的減水效果增強(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(zhǎng)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)混凝土的和易性良好），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(guò)試驗(yàn)去了解。表１是我們對(duì)Ａ，Ｂ兩種不同廠家Ｐ·Ｏ32.5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)間將會(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，這樣可有效地保證試配工作的可行性。在生產(chǎn)過(guò)程中，水泥存放時(shí)間如果過(guò)長(zhǎng)，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?yè)搅浚ＷC混凝土和易性的良好。

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(lái)的結(jié)果是相同的，即：水泥需水量的變化和水泥與外加劑的適應(yīng)性變化。因此，如果是因?yàn)樗嗟脑驅(qū)е禄炷恋碾x析，一般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(cè)，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，將能很好地控制混凝土的離析現(xiàn)象，改善混凝土和易性。

（二）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的重要材料，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(zhǎng)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(guò)大，減水率過(guò)高，單方混凝土的用水量減少，有可能使減水劑在攪拌機(jī)內(nèi)沒(méi)有充分發(fā)揮作用，而在混凝土運(yùn)輸過(guò)程中不斷地發(fā)生作用，致使混凝土到現(xiàn)場(chǎng)的坍落度大于出機(jī)時(shí)的坍落度。此種情況極易造成混凝土的嚴(yán)重離析，且常表現(xiàn)在高強(qiáng)度等級(jí)混凝土中，對(duì)混凝土的危害極大。

（２）外加劑中緩凝組分、保塑組分摻量過(guò)大，特別是磷酸鹽或糖類(lèi)過(guò)量，也容易造成混凝土離析。當(dāng)由于外加劑的原因造成混凝土的離析時(shí)，可從以下幾方面進(jìn)行調(diào)整：

①調(diào)整配合比，降低減水劑的用量。

②在混凝土外加劑中復(fù)合一定量的增稠劑，如羧甲基纖維素等，或更換外加劑中保塑和緩凝組分或調(diào)整摻量。

③在外加劑中復(fù)合一定量的引氣劑，如松香熱聚物、烷基磺酸鹽等，可增強(qiáng)混凝土的粘聚性，提高混凝土的抗離析性。

④在混凝土試配時(shí)，應(yīng)使混凝土在靜態(tài)的條件下有20～30ｍｍ的坍落度損失（１ｈ），在實(shí)際生產(chǎn)中混凝土不易出現(xiàn)離析現(xiàn)象，混凝土生產(chǎn)過(guò)程比較。

（三）粉煤灰

粉煤灰是混凝土重要的摻合料之一，粉煤灰在混凝土中的微珠效應(yīng)、填充效應(yīng)和火山灰效應(yīng)極大改善了混凝土的和易性、密實(shí)性及強(qiáng)度性能。優(yōu)質(zhì)的粉煤灰是配制混凝土的理想材料，能取代10％～30％的水泥，極大地降低了混凝土生產(chǎn)成本。但現(xiàn)在市場(chǎng)上的粉煤灰供應(yīng)緊張，大部分廠家都不能很好地保證粉煤灰品質(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)?/span>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)?/span>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。

當(dāng)然，對(duì)于等級(jí)不夠二級(jí)的粉煤灰，在普通混凝土中是不許使用的，但不許使用并不代表在實(shí)際生產(chǎn)中不會(huì)遇到這種情況，現(xiàn)在許多粉煤灰廠家在裝罐時(shí)采取不正當(dāng)?shù)氖址ǎ屖褂玫幕炷翉S家防不勝防。對(duì)于粉煤灰應(yīng)采取如下措施：

①加強(qiáng)檢測(cè)，最好能對(duì)每車(chē)進(jìn)廠的粉煤灰對(duì)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)不合格的材料堅(jiān)決不能進(jìn)場(chǎng)，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)量較好時(shí)，可適當(dāng)?shù)販p少用水量，加強(qiáng)攪拌，或選用外加劑摻量較低的配合比進(jìn)行生產(chǎn)。

（四）砂、石集料

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(guò)大，特別是含片狀石屑量過(guò)大將嚴(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(guò)高（特別是砂子含水率過(guò)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(guò)大，砂子含水處在過(guò)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)釋放出來(lái)，因此在攪拌時(shí)容易使拌合水用量過(guò)大；同時(shí)混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中，集料毛細(xì)管中的水不斷地往外釋放，破壞了集料與水泥漿的粘結(jié)，造成混凝土的離析泌水。

（４）砂石的含泥量過(guò)大，將使水泥漿同集料的粘結(jié)力降低，水泥漿對(duì)集料的包裹能力下降，導(dǎo)致集料的分離，引起混凝土離析現(xiàn)象。

對(duì)于由集料的原因?qū)е碌幕炷岭x析的現(xiàn)象，可采取以下措施進(jìn)行調(diào)整：

①為避免因集料的問(wèn)題造成混凝土的離析問(wèn)題，首先應(yīng)以預(yù)防為主，嚴(yán)格集料進(jìn)場(chǎng)的檢查制度，保證集料的質(zhì)量。

②針對(duì)第１條原因，可以適當(dāng)?shù)靥岣呱奥蕘?lái)調(diào)整混凝土配合比，解決離析問(wèn)題。

③對(duì)于因集料中含片狀石屑過(guò)大造成的離析問(wèn)題，單靠調(diào)整砂率是不能解決問(wèn)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)集料含水率問(wèn)題造成的混凝土離析問(wèn)題應(yīng)采取延長(zhǎng)攪拌時(shí)間的手段來(lái)解決，提高粉煤灰等摻合料的用量對(duì)控制這類(lèi)離析現(xiàn)象也很有效果。

（五）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，二則能收到良好的經(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不一樣，從我們的使用情況來(lái)看，硅粉、沸石粉對(duì)抵抗混凝土的離析現(xiàn)象的能力很強(qiáng)，能極大改善混凝土的和易性。

鋼渣粉由于其比重較大，摻入后能提高砂漿的密度，對(duì)改善混凝土和易性也較強(qiáng)。礦渣粉的摻入，在一定程度上提高混凝土黏度，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。一般的，細(xì)度越高抗混凝土離析性能越好，在使用時(shí)應(yīng)引起重視。