混凝土表面輕質(zhì)泡沫浮層產(chǎn)生的原因及措施

趙東明

摘 要：通過調(diào)整水泥配料組分，改善水泥與外加劑的適應(yīng)性能，使混凝土具有較好的和易性。試驗(yàn)結(jié)果表明：石灰石、礦渣和頁巖三種材料，頁巖保水性較好，合適的摻加量可以消除水泥泌水現(xiàn)象，磨制的水泥與外加劑相容性較好。在施工現(xiàn)場與砂石料試配，混凝土的工作性能滿足施工要求。

關(guān)鍵詞：混凝土；輕質(zhì)泡沫浮層；水泥；外加劑；泌水

某工程使用我公司水泥澆筑一涵洞口基礎(chǔ)（C30混凝土30×10×3m），混凝土凝固后，表面出現(xiàn)12cm左右厚度的輕質(zhì)泡沫浮層。實(shí)際情況如圖片所示：

P1 P2

P3

P1、P2圖片為混凝土表面浮層，其形態(tài)如泡沫，膨松無強(qiáng)度，用腳踩踏感覺松軟，用鋼釬撬起后為泡沫塊狀，質(zhì)量很輕，如P2圖片所示。新拌制混凝土經(jīng)振搗制成模型，表面同樣出現(xiàn)了泡沫浮層，如P3圖片所示。

為了查明原因，解決問題，我們進(jìn)行了一下工作：

1 對混凝土各層物質(zhì)及材料進(jìn)行取樣分析，結(jié)果如下表：

表1

物料名稱 NNN SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O Cl- 合計(jì)

輕質(zhì)浮層 26.79 20.32 5.66 2.86 37.01 3.01 0.25 0.61 0.004 95.65

水泥砂漿層 27.71 18.52 4.40 2.15 41.03 2.89 0.25 0.57 0.008 96.70

混凝土層 35.57 13.46 2.32 1.07 40.94 4.39 0.12 0.27 0.004 97.75

Ⅱ級粉煤灰 5.81 48.91 20.21 6.15 13.48 2.41 0.34 0.42 1.42 97.31

P.O42.5水泥 3.50 22.48 5.19 3.10 57.94 2.05 3.16 0.18 0.52 0.012 98.13

注：水泥配料（熟料76%+碎石6%+礦渣13%+石膏5% ）

從化學(xué)成分分析：輕質(zhì)浮層燒失量及二氧化硅含量高，主要成分應(yīng)該是石粉與粉煤灰等輕質(zhì)物料。輕質(zhì)浮層與混凝土之間有3cm左右的砂漿層，凝結(jié)情況正常，下部混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)。經(jīng)對混凝土鉆孔取樣試壓，28天強(qiáng)度達(dá)到35.6MPa，說明混凝土結(jié)構(gòu)性能良好。

2 混凝土配料、攪拌、運(yùn)輸及施工過程

混凝土運(yùn)輸過程中，罐車出現(xiàn)扒罐現(xiàn)象，澆注過程中出現(xiàn)泌水、離析現(xiàn)象，振搗后表面出現(xiàn)大量氣泡，凝結(jié)后產(chǎn)生泡沫狀輕質(zhì)浮層。

表2

外加劑摻量 時(shí)間（分） 塌落度㎜ 擴(kuò)展度㎜

1.20% 初始 230 600

30 180 410

60 140 240

0.90% 初始 200 500

30 160 400

60 150 312

在實(shí)驗(yàn)室用攪拌機(jī)拌合混凝土，摻加1.2%聚羧酸外加劑，有大量氣泡產(chǎn)生，有泌水現(xiàn)象。漿體粘性差，塌落度損失大。調(diào)節(jié)外加劑摻量至0.9%后，沒有泌水現(xiàn)象，但塌落度變小，和易性仍然不好。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

3 由于當(dāng)?shù)睾由愁w粒偏粗，含泥量相對較大，通過對砂、石料配比調(diào)整，情況有所改善，但控制范圍窄，現(xiàn)場施工不易控制

結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧锨闆r，我們考慮通過改善水泥性能以適應(yīng)施工要求。調(diào)整水泥附加材料及配比，摻加保水性能較好的材料頁巖進(jìn)行配料。

3.1 對不同材料及水泥進(jìn)行外加劑適應(yīng)性試驗(yàn)

表3

物料 外加劑摻量% 流動(dòng)度（㎜）

礦渣 1.2 275/295/290

石灰石 1.2 280/287/290

頁巖 1.2 無流動(dòng)性無泌水現(xiàn)象

表4

外加劑 摻量% 適應(yīng)性 備注

聚羧酸 1.2 304/291/294 有泌水現(xiàn)象

1.0 290/287/275 有泌水現(xiàn)象

0.8 280/276/273 無泌水現(xiàn)象

水泥配料1：熟料76%+碎石6%+礦渣13%+石膏5%

表5

外加劑 摻量% 適應(yīng)性 備注

聚羧酸 1.2 285/280/275 無泌水現(xiàn)象

1.0 260/260/255 無泌水現(xiàn)象

0.8 255/248/245 無泌水現(xiàn)象

水泥配料2：熟料76%+碎石4%+頁巖4%+礦渣11%+石膏5%

通過試驗(yàn)可看出：表3材料中頁巖保水性好。表4外加劑摻量1.0-1.2%時(shí)，有泌水現(xiàn)象。表5試驗(yàn)無泌水現(xiàn)象。用4%的頁巖代替部分碎石及礦渣，可改善水泥的保水性。

3.2 水泥保水率試驗(yàn)

表6

水泥 保水率%

配料1 76.5

配料2 85.3

通過對水泥性能調(diào)整，在施工現(xiàn)場進(jìn)行混凝土適配，外加劑摻量1.0%左右，沒有泌水現(xiàn)象，漿體粘度合適，和易性好。

3.3 混凝土塌落度試驗(yàn)

表7

時(shí)間（分鐘） 塌落度㎜ 擴(kuò)展度㎜

初始 220 550

30 210 512

60 195 490

結(jié)合當(dāng)?shù)厣笆锨闆r，對水泥配料調(diào)整，改善了水泥與外加劑的相容性，使混凝土和易性得到改善，在以后的施工中沒有出現(xiàn)不良現(xiàn)象。

4 工程現(xiàn)場處理

經(jīng)對現(xiàn)場混凝土進(jìn)行鉆孔取樣試壓，28天強(qiáng)度試壓達(dá)到35.6MPa，說明混凝土結(jié)構(gòu)性能良好，質(zhì)量合格。對表層輕質(zhì)浮層進(jìn)行清除后，重新澆注混凝土。總結(jié)如下：（1）混凝土表面輕質(zhì)泡沫浮層產(chǎn)生的主要原因是混凝土泌水離析、和易性不好造成的。（2）調(diào)節(jié)水泥配料，改善水泥性能，與外加劑進(jìn)行試驗(yàn)，使二者具有較好的相容性。（3）控制水泥膠砂保水率，結(jié)合混凝土試配效果，尋找合適的保水率控制值，使混凝土具有較好的和易性能。