喀麦隆曼维莱水电站混凝土泌水原因分析及处理

1 原材料检测及分析
针对混凝土试验过程中的泌水现象，首先对使
用的原材料进行检测和试验，并对各原材料的试
验结果进行分析，试验结果和分析内容如下。
1.1 水泥试验 试 验 采 用 山 东 龙 口 P · O 42.5 普 通 硅 酸 盐 水
泥，水泥试验检测成果见表 1。
表 1 水泥物理力学性能检测成果
比表面积/ 安定性 凝结时间 （m2·kg-1） （试饼） 初凝 终凝
5.0 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16 0.08 筛余 0.00 0.85 8.70 42.02 34.93 11.86 1.27 0.39 0.00 0.85 9.55 51.57 86.50 94.00 — —
注：细度模数 2.42。
表 4 批次 2 筛分结果
孔径/mm 5.0 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16 0.08 筛余
混凝土泌水是不可避免的，但是在浇筑过程中 如果出现严重泌水现象，必将大大地影响施工质 量。首先会造成混凝土表面强度、抗风化和抗侵 蚀的能力降低；同时混凝土中的水分上浮在混凝 土内留下泌水通道，产生大量自底部向顶层发展 的毛细管通道网，将直接导致混凝土渗透性和抗 压强度降低；由于泌水使混凝土表面的水灰比增 大，并出现浮浆，上浮的水中带有大量的水泥颗 粒，在混凝土表面形成返浆层，硬化后强度很 低，同时混凝土的耐磨性下降；严重的泌水会引 起混凝土沉降导致混凝土产生塑性裂纹，塑性裂 纹的存在会降低混凝土的强度。
抗压强度/ MPa
3 d 28 d
抗折强度/ MPa
3 d 28 d
378
合格 195 min 268 min 36.1 54.6 5.5 7.6
≥300
合格 ≥45 min ≤10 h ≥17.0 ≥42.5 ≥3.5 ≥6.5
1.2 GK-4A 减水剂试验 GK-4A 减水剂试验结果见表 2。
表 2 GK-4A 减水剂试验结果
喀麦隆曼维莱水电站地处非洲原始森林地带， 常年降雨丰富，水质为弱酸性。电站常态混凝土为 42 万 m3，混凝土涉及结构物主要包括挡水建筑物、 泄水建筑物、引水建筑、发电厂房及辅助建筑等。 曼维莱水电站混凝土配合比所用的外加剂有 2 种， 一种是由大连西卡外加剂有限公司提供的原厂地为 瑞士的型号为 MY3301 羧酸类高性能减水剂，另一 种是长安育才有限公司生产的型号为 GK-4A 萘系缓 凝减水剂。在进行现场大体积浇筑过程中，由于天
终凝时间差/min
-90~+120
84
ok
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水 利 水 电 工 程 设 计 DWRHE · 2019 年 第 38 卷 第 4 期
1.3 人工砂级配试验 采用电站砂石系统生产的人工砂，选取两批不
同批次做筛分实验，其级配与颗分曲线分别见表
3、4 和图 1。
表 3 批次 1 筛分结果
孔径/mm 筛余率/% 累计筛余率/%
在按照原配合比各参数不变的条件下，调整人 工砂颗粒级配，调整后人工砂试验结果见表 5。
表 5 调整后人工砂试验结果
孔径/mm 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 筛余
筛余率/% 0.16 11.84 27.06 21.23 19.21 9.88 8.95 1.67
筛余率/% 1.09 2.57 11.94 33.69 42.66 5.03 2.49 0.53
累计筛余率/% 1.09 3.66 15.60 49.29 89.4ห้องสมุดไป่ตู้ 93.30 — —
注：细度模数 2.49。
不连续，混凝土集料之间容易形成缝隙，填充不 密实，导致浆体包裹性较差，可能导致混凝土泌 水现象的发生。
检验项目 减水率/% 泌水率比/% 含气量/% 3 d 抗压强度比 7 d 抗压强度比 28 d 抗压强度比 初凝时间差/min
标准要求 ≥14 ≤90 ≤3.0 ≥130 ≥120 ≥120
-90~+120
检验结果 17 24 2.1 162 144 140 82
单项评定 ok ok ok ok ok ok ok
然砂生产量和 MY3301 减水剂库存量不能满足现场 施工要求，急需寻找一种替代原材料，因此，在原 配合比基础上对人工砂和 GK-4A 进行简单的代替试 验，发现混凝土泌水严重，浆体分离，甚至有骨料 分离情况，出现振捣难和泵送堵管现象。针对这些 情况，逐一对混凝土组成要素和配比进行多组试 验，对其试验结果进行分析。在现有条件的基础 上，最终降低了混凝土泌水现象，其它各项指标也 满足规范要求，从源头上解决了混凝土施工质量问 题，有效地保证了施工进度。
2019 年 第 38 卷 第 4 期 · DWRHE 水 利 水 电 工 程 设 计
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喀麦隆曼维莱水电站混凝土泌水原因分析及处理
罗碧喜 黄霏霏
摘 要 从混凝土泌水原理着手，结合喀麦隆曼维莱水电站混凝土施工实际案例，分析了混凝土拌合物泌水的影响 因素，探讨了原材料、混凝土配合比等方面对混凝土泌水的影响及处理措施，以保证混凝土质量，为其它项目混凝 土配合比设计提供参考依据。 关键词 混凝土 泌水 配合比 坍落度 天然砂 减水剂 中图分类号 TV52 文献标识码 A 文章编号 1007-6980（2019）04-0015-03
经分析造成混凝土泌水的原因主要有 5 种： （1） 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 导 致 泌 水 现 象 ；（2） 混 凝 土 中 减 水 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 离 析 ；（3） 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 引 起 混 凝 土 泌 水 现 象 ；（4） 混 凝 土 拌 和物处于液化状态，若细骨料偏粗，或者级配不 合理，细颗粒空隙增大，自由水在压力作用下引 起 混 凝 土 泌 水 现 象 ；（5） 混 凝 土 浇 筑 过 程 中 ， 振 捣过度也会导致混凝土泌水现象的发生。