混凝土表面“起粉”的原因分析及控制措施.doc

混凝土表面“起粉"的原因分析及控制措施
根据水泥的水化程度与化学结合水含量的关系，测定样品中化学结合水与CaO的含量，对比单位CaO所带有的化学结合水的多少,即可比较相对水化程度的高低。表1中的烧失量（Loss）主要包括了原材料（未水化水泥)自身的烧失量及水泥水化后的化学结合水，设定原水泥的烧失量为3。5%,则扣除酸不溶物后的计算结果如表3所示。从化学结合水含量看，试样A、B的水化程度均高于试样C，其中试样B的水化程度最高,单位CaO带有的化学结合水高达0.73,是纯水泥路面下层混凝土试样C的2.49倍，比不“起粉”的纯水泥路面表层试样A高出56。53％.这说明混凝土表层水泥颗粒的水化程度比混凝土内部的颗粒要大。本文认为这是在施工过程中混凝土泌水，造成表层水灰比过大,水泥水化较充分所致。虽然水泥具有较高的水化程度和较大的水化空间，但水化产物搭接松散，强度较低才是表面“起粉"的真正原因。　　 
　　 类似于路面起粉的现象还常见于大面积的楼板、停车场、薄壁混凝土等工程，对这类问题的多次现场分析及取样分析结果均表明，“起粉"的主要原因不是粉煤灰或其它混合材或掺合料的浮面，而是混凝土表层结构疏松、强度偏低。导致混凝土表层结构疏松、强度偏低的主要原因有二方面:　　 
　　 （1）混凝土表层的水灰比（W/C)大于混凝土内部，表层水化产物之间搭接不致密，孔隙率大，结构松散，强度偏低；
　　 （2）混凝土养护不当，施工早期水分散失过快，形成大量的水孔，表层的水泥得不到足够的水分进行水化，因而表层混凝土的结构疏松，强度偏低。即表层混凝土的水灰比过大和养护不当造成表层过早地大量失水均有可能导致混凝土的“起粉”现象。检测混凝土表层中水泥的水化程度，可帮助判别“起粉”的原因。表层水泥水化程度较高的主要是由于泌水所致.表层水泥水化程度较低，则主要是施工养护不当所致.从多起案例分析来看，因泌水而导致混凝土表面起粉的情况居多数。　　 
　　二、影响混凝土表层水灰比(W/C）的因素　　 
　　 混凝土是由颗粒大小不同，比重不同的多种固体和液体组成的复合材料,在水泥（或其他胶凝材料）的凝结过程中，比重大的粒子要沉降，因而产生了固体粒子与水的分离，即新拌混凝土不可避免地会产生泌水现象，泌水越严重，表层混凝土的水灰比（W/C)越大.影响混凝土泌水的因素主要有混凝土的配合比、组成材料、施工与养护等几方面。　　 
　　 1、混凝土的配合比：
　　 混凝土的水灰比越大，水泥凝结硬化的时间越长，自由水越多,水与水泥分离的时间越长，混凝土越容易泌水；混凝土中外加剂掺量过多，或者缓凝组分掺量过多，会造成新拌混凝土的大量泌水和沉析,大量的自由水泌出混凝土表面，影响水泥的凝结硬化，混凝土保水性能下降,导致严重泌水。　　 
　　 2、混凝土的组成材料：
　　 砂石集料含泥较多时,会严重影响水泥的早期水化，黏土中的黏粒会包裹水泥颗粒，延缓及阻碍水泥的水化及混凝土的凝结，从而加剧了混凝土的泌水；砂的细度模数及颗粒组成，砂的细度模数越大,砂越粗，越易造成混凝土泌水，尤其是0.315mm以下及2.5mm以上的颗粒含量对泌水影响较大,这部分细颗粒越少、粗颗粒越多,混凝土越易泌水；矿物掺合料的颗粒分布同样也影响着混凝土的泌水性能，若矿物掺合料的细颗粒含量少、粗颗粒含量多，则越易造成混凝土的泌水。用细磨矿渣作掺合料,因配合比中水泥用量减少，矿渣的水化速度较慢,且矿渣玻璃体保水性能较差，往往会加大混凝土的泌水量；粉煤灰过粗,微细集料效应减弱,也会使混凝土泌水量增大。
　　 水泥作为混凝土中最重要的胶凝材料,与混凝土的泌水性能密切相关。水泥的凝结时间、细度、比表面积与颗粒分布都会影响混凝土的泌水性能。水泥的凝结时间越长,所配制的混凝土凝结时间越长,且凝结时间的延长幅度比水泥净浆成倍地增长，在混凝土静置、凝结硬化之前,水泥颗粒沉降的时间越长，混凝土越易表现出泌水；水泥的细度越粗、比表面积越小、颗粒分布中细颗粒（<5um)含量越少，早期水泥水化量少，较少的水化产物不足以封堵混凝土中的毛细孔，致使内部水分容易自下而上运动，混凝土泌水越严重。通常有些立窑水泥厂为节能降耗，在制备生料时添加较多的萤石矿化剂，致使熟料的凝结时间大幅度延缓，其水泥粉磨时，控制细度较粗，比表面积较小，因而经常有用户投述使用该水泥易导致混凝土表面“起粉”.此外,也有些大磨（尤其是带有高效选粉机的系统)磨制的水泥,虽然比表面积较大，细度较细,但由于选粉效率很高,水泥颗粒中过粉碎少，细颗粒(小于3～5um）含量少，也容易造成混凝土表面泌水和起粉现象.因此,在水泥生产过程中控制合适的技术参数和性能指标也是有效改善所配制混凝土表面“起粉"的途径之一。不同品种、不同强度等级的水泥的保水性、凝结时间、早期强度都差异较大，在使用时应根据各自的特性，选择适当的施工方法、养护条件与时间，以尽量减少水泥品种和标号对混凝土表面“起粉"的影响.　　 
　　 3、施工与养护：
　　 施工过程的过振并不是将混凝土中比重较轻的掺合料或混合材振到了混凝土的表面，而是加剧了混凝土的泌水，使混凝土表面的水灰比增大；当混凝土表层的水泥尚未硬化就洒水养护或表面受到雨水的冲刷时,亦会造成混凝土表面的水灰比增大.此外，在混凝土的施工与养护过程中,太阳暴晒或天气非常干燥的时候,表面水分的蒸发大于混凝土的泌水速度,将导致表层水分大量挥发,表层水泥得不到充分的水化，建立不起足够的表面强度而产生“起粉”现象。因此，施工与养护方法应根据不同的气候条件、不同强度等级的混凝土和不同品种的水泥而及时调整，保证混凝土在施工后至建立起足够的强度之前有充分的湿养护而又不出现严重的泌水。　　 
　　三、结语　　 
　　 要避免混凝土表面出现“起粉"现象，首先混凝土本身要具有较好的保水性，防止严重的泌水导致混凝土表层水灰比过大。从配合比及组成材料的选择出发，要注意控制水灰比不宜过大、外加剂不要过掺，缓凝时间要适宜.砂、石集料要符合国家质量要求，尤其要注意砂中0。315mm以下的颗粒含量。水泥的凝结时间不易过长，比表面积不宜过小,颗粒级配不宜过分集中；其次，施工过程要防止振捣过度造成混凝土严重的离析与泌水；再次，施工后要注意及时养护，既要防止混凝土表面未硬化之前被雨水冲刷造成混凝土表面水灰比过大，又要防止混凝土中的水分在表层建立起强度之前散失，尤其是掺有粉煤灰或矿渣的混凝土，由于其早期强度较低,表层没有足够多的水化产物来封堵表层大的毛细孔，若不注意早期充分的湿养护，混凝土表层水分散失较快较多，表层水泥得不到充分的水化，亦会导致表层混凝土强度偏低，结构松散。通常,在混凝土接近终凝时,要对混凝土进行二次抹面（或压面），使混凝土表层结构更加致密.