白馬河倒虹吸混凝土泌水的危害及防治

摘要：混凝土在運(yùn)輸、振搗的過程中出現(xiàn)粗骨料下沉，水分上浮的現(xiàn)象稱為混凝土泌水。 泌水是新拌混凝土工作性一個(gè)重要方面。通常,描述混凝土泌水特性的指標(biāo)有泌水量和泌水率。

關(guān)鍵詞：混凝土、泌水、危害、防治

1．概述

白馬河渠道倒虹吸是南水北調(diào)中線工程總干渠上的一座大型河渠交叉建筑物，位于河北省邢臺(tái)縣會(huì)寧鄉(xiāng)東良舍村西北的白馬河上，白馬河倒虹吸建筑物長685m。管身段長510m。樁號(hào)為118+149～118+659，包括進(jìn)出口斜管段和平管段。采用3孔一聯(lián)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單孔過水?dāng)嗝鏋?.4m×6.4m（寬×高），頂板厚1.3m，底板厚1.3m，中墻厚1.2m，邊墻厚1.3m，貼角尺寸為0.6×0.6m。管身混凝土等級(jí)C30W6F100。

混凝土澆筑分三層澆筑第一層底板澆筑厚度1.3m，墻體處到八字以上40cm，第二層墻體澆筑高度3.85m，到頂板八字以下95cm，第三層頂板澆筑高度2.85m。最大澆筑方量頂板為810m3。

在澆筑過程中出現(xiàn)了混凝土泌水現(xiàn)象。

2.泌水對(duì)混凝土的影響

混凝土產(chǎn)生泌水以后，泌水部位的混凝土中會(huì)產(chǎn)生缺陷，導(dǎo)致該部位強(qiáng)度降低。水分的上浮在混凝土內(nèi)留下泌水通道，即產(chǎn)生大量自底部向頂層發(fā)展的毛細(xì)管通道網(wǎng)，這些通道首先降低混凝土的抗?jié)B透能力，本工程混凝土抗?jié)B等級(jí)為w6。同時(shí)泌水對(duì)混凝土的抗腐蝕能力、抗凍性能影響很大，原因同樣與泌水以后留下的通道有關(guān)，腐蝕性介質(zhì)通過泌水通道很容易進(jìn)入混凝土內(nèi)部，到達(dá)鋼筋表面產(chǎn)生鋼筋銹蝕。

3．混凝土泌水的原因分析

3.1膠凝材料

本標(biāo)段采用的水泥為冀中能源股份有限公司水泥廠生產(chǎn)的詠寧P·O42.5水泥。粉煤灰為河北天唯實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的II級(jí)粉煤灰。膠凝材料與混凝土的泌水性能密切相關(guān)，與其反應(yīng)活性、細(xì)度、顆粒形貌等有關(guān)。膠凝材料細(xì)度越高，比表面積越大，則濕潤膠凝材料表面所需的水量越多，即潤濕水量較多；同時(shí)如果膠凝材料較細(xì)，其反應(yīng)活性增加，初期反應(yīng)所需要的結(jié)合水也會(huì)增加。這兩部分水的增加會(huì)使可以逸出形成泌水的自由水量減少，從而對(duì)降低泌水有利。較細(xì)的膠凝材料還會(huì)細(xì)化混凝土中的孔隙，降低孔隙連通性，導(dǎo)致泌水通道數(shù)量減少和泌水通道距離增大，使得泌水量減少。

3.2骨料

本標(biāo)段采用的粗骨料為邢臺(tái)鳳凰山宇峰石料廠生產(chǎn)的碎石，細(xì)骨料為邢臺(tái)南青山砂場(chǎng)生產(chǎn)的中砂。骨料的級(jí)配不合理，細(xì)顆粒空隙大，自由水上升引起混凝土泌水，是混凝土產(chǎn)生泌水的主要原因。骨料比例越好，砂細(xì)度模數(shù)偏小細(xì)顆粒用量增加，會(huì)使泌水通道長度增加，對(duì)減小混凝土泌水有利。

3.3外加劑

本標(biāo)段采用的外加劑為河北省混凝土外加劑廠生產(chǎn)的DH3G高效萘系減水劑和DH9引氣劑。DH3G高效萘系減水劑這一系列減水劑存在如下特點(diǎn)：分子鏈短，減水劑減水率高，泌水率大，同時(shí)塌落度損失??；分子鏈長，減水劑減水率低，泌水率小，但是混凝土塌落度損失大?；炷翜p水劑泌水以泌水率比來評(píng)價(jià)。DH9引氣劑含氣量對(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，可泌的水分大大減少，使泌水率顯著降低。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，也使通道有效面積顯著降低，導(dǎo)致泌水量減少。

3.4施工振搗影響

施工過程中影響混凝土泌水的主要因素是振搗，振搗過程中，混凝土拌和物處于液化狀態(tài)，此時(shí)過振其中的自由水在壓力作用下，很容易在拌和物中形成通道泌出。

4. 泌水的防治

根據(jù)混凝土泌水的原因分析，解決混凝土泌水主要方法有以下幾種。

4.1膠凝材料

選用較細(xì)的膠凝材料，適當(dāng)增加膠凝材料用量。

4.2骨料

適當(dāng)提高混凝土的砂率。在保證施工性能的前提下，盡量減少單位用水量。

4.3外加劑

減水劑方面，選用混凝土泌水較小、流動(dòng)度大的高效減水劑。通過外加劑改善混凝土的泌水。混凝土外加劑（減水劑）一般是有機(jī)高分子物質(zhì)。有機(jī)高分子的分子量、或者分子鏈長度直接影響其性能。如果減水劑的分子量較大、分子鏈較長，會(huì)使混凝土的泌水減少，但是同時(shí)減水劑的減水率較低；如果分子量較小、分子鏈較短，則使減水率增加，同時(shí)使混凝土的泌水率增大。有些減水劑在主分子鏈上存在支鏈，無論主鏈支鏈，較長時(shí)會(huì)使混凝土泌水減水，但減水率也相應(yīng)降低，如果主鏈短而支鏈長，則會(huì)使泌水減少的同時(shí)，對(duì)減水率影響不大。一般情況下，減水劑不是由單一分子量的分子組成，而是各種分子量的分子混合組成。在既要減少泌水又要保證減水率的情況下，需要優(yōu)化減水劑的分子量級(jí)配，使得小分子和大分子物質(zhì)達(dá)到最佳搭配關(guān)系。

4.4施工振搗影響

嚴(yán)格控制混凝土振搗時(shí)間，避免過振。另外，對(duì)于現(xiàn)澆混凝土的性能控制，選取適當(dāng)?shù)目刂泣c(diǎn)，使得控制有利于減小混凝土泌水。當(dāng)倉面內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了泌水，必須及時(shí)排除，其最有效的方法是真空吸水、人工在倉面掏水或用海綿等吸水性強(qiáng)的材料吸水，尤其在混凝土收面時(shí)更要及時(shí)吸去泌水，便于混凝土收面確?；炷镣庥^質(zhì)量。嚴(yán)禁在模板上開孔自流，造成膠凝材料流失，影響混凝土的質(zhì)量。

5．結(jié)論

由于缺乏直接的減少混凝土泌水的有效方法，解決混凝土的泌水必須從各個(gè)環(huán)節(jié)共同改進(jìn)，使得各因素的影響降到最低，才能使現(xiàn)澆混凝土的泌水得到很好解決。目前白馬河倒虹吸管身混凝土已全部完成，通過施工過程中 各個(gè)環(huán)節(jié)的有效控制，基本解決了混凝土泌水的問題。以上的介紹對(duì)混凝土的施工有一定的借鑒意義。

[作者簡介]岳勝衛(wèi)，男，河北石家莊人，助理工程師，主要從事水利水電工程施工管理,河北省水利工程局