砼表面流砂的分析与防治

摘要：随着我们交通事业的发展，桥梁的建设越来越多，规模越来越大，但在一些桥梁砼的使工中，砼的表面长产生流砂现象，尤其在砼基础、墩身的表面更易产生，严重影响砼的内在质量和表面美观，而且一旦大面积流砂形成，很难将砼表面修复完整，不仅影响工程质量，而且造成人力、物力的浪费，为避免砼表面流砂的产生，结合尹中南路一号桥工程实例，对流砂产生的原因进行分析和研究，并提出引起防止措施。

关键词：流砂、分析、防治、效果

中图分类号：K928文献标识码： A

概述：尹中南路一号桥基础

基础呈矩形，长*宽*厚分别14*8*1.8，砼浇注采用泵车和输送泵砼搅拌运输车为容积为8m3，砼强度等级C30,所使用的配合比：C:S:CT:W:外=1:1.90:2.85:0.56:0.0025，C=380kg/m3,w/c=0.56,砂率SP=40%,坍落度12-14cm,采用插入式振捣器振捣。当浇注0#基础时，模板拆除后表面出现大面积流砂，经过多次改进，才避免流砂的产生。

产生流砂的原因分析

造成砼表面产生流砂现象的最根本原因，就是在砼浇注和成型过程中，砼拌合物和易性不良，产生了离析和泌水；离析使水泥浆从混合料中淌出，混合料各组份分离，失去连续性，泌水使固体颗粒下沉，水上升，在砼表面产生浮浆，在和模具的交界面上，泌水会把水泥浆带走而仅留下砂子，这就形成了“流砂”所以说分析和解决砼表面流砂的问题，实际上也就是分析和解决砼和易性不良，产生离析和泌水问题，造成砼离析和泌水有许多原因，具体分析如下：

2.1、原材料分析：

水泥

水泥的品种和细度对砼拌物的和易性有一定的影响，水泥的品种拌合物的影响主要表现在水泥需水量的不同，各种水泥的需量如下表一，因水泥的矿物组成不同，需水量不同，不同品种的水泥对砼拌和和易性的影响也是不同的，在用水量和骨料用量一定的条件下，需水量小的砼拌和物，流动性好，需水量大的水泥，砼拌合物干稠。所以，用普通硅酸盐水泥配制的砼拌合物，其流动性、保水性较好。矿渣水泥拌合物，在水泥用量相同时，流动性显著降低，但其粘聚性和保水性较好，浇注基础的的水泥正是矿渣水泥，由此可见，所使用的水泥品种，是该基础造成流砂现象的一个重要原因，再看水泥的细度，水泥的细度对砼拌合物的流动影响性也很大，水泥的细度越大，表面积越大，在相同用水量下，拌合物的流动性越小而粘聚性的保水性越好，砼拌合物的离析和泌水就越小，越不易产生流砂的那个现象，该基础使用的砂渣水泥其细度为1.2%，比较好，所以说，水泥细度不是该基础产生流砂的原因。

不同水泥的需水性：

水泥品种 标值稠度加水量（水泥重的%） 水泥品种 标值稠度的加水量（水泥重的%）

普硅水泥 21-27 石灰-火山灰水泥 30-60

火山灰质硅酸盐水泥 30-45 石灰-矿渣水泥 28-40

矿渣硅酸盐水泥 26-30 矾土水泥 31-33

集料

集料的级配，颗粒形状，表面状态和最大料径等对砼拌合物的工作性有很大的影响。级配好的集料，含空隙少，在相同水泥浆量的情况下，可以获得比级配差的集料更好的工作性，而且在集料级配中，小于10mm大于0.3mm之间中等颗粒含量对混合料粗涩、松散、工作性差，如果中等颗粒含量少，会使混合料粘聚性变差并发生离析，另外扁平和针状的集料，比表面大，要想获得同样的流动性，其需水量增大，用水量的增大使砼产生离析和泌水，由此可以看出，石子级配比较好，而石子的针片状含量越大，影响砼拌合物的工作性，这是砼产生离析、泌水，造成砼流砂的原因之一。

2.2、砼配合比飞分析：

影响砼拌合物易性的因素，除各种组成材料性质以外，各种材料的掺配比例，也是影响砼和易性的重要因素：

单位加水量

在采用一定骨料的情况下，单位加水量增加，砼拌合物的流动性增加，但是，砼拌合物的可塑性和稳定性将显著降低，单位用水量过多，砼就产生离析和泌水，试验结果表明，随着加水量增加拌合物离析，泌水性越来越大，所以在满足施工工艺的条件下，应尽可能降低单位用水量。

单位加水量对砼拌物离析和泌水作用表

砼配合比 单位加水量

水泥砂石子=365:684:1191（坍落度3-5cm) 165 175 185 195 210

离析泌水情况 干稠 无 无 轻微离析泌水 严重离析泌水

坍落度 2.0 3.8 5.6 7.8 10.1

水灰比 0.45 0.48 0.51 0.53 0.58

水砂比和集灰比

砼拌合物随着水灰比的增大，砼拌合物的离析泌水性越大，在保持水灰比不变的条件下，减少集灰比，实际上意味着单位加水量的增加，因此流动性提高，如果集灰比保持不变减少水灰比，实际上意味着单位加水量的减少，流动性减低。保持水灰比不变，减少集灰比，来提高砼的流动性，实际上是同时提高了水和水泥的用量，浪费水泥此法不可取，那么在满足施工要求的情况下，保持集灰比不变减少水灰比，降减低水的用量可有效降低砼拌合物的离析和泌水。

砂率

下表是砂率对砼拌合物流动性影响的实验结果：

序号 每立方砼拌合物料的材料用量（kg//m3) 含砂率 坍落度

水泥 砂 碎石 水 % cm

1 365 581 1293 175 31 11

2 365 637 1238 175 34 27

3 365 675 1200 175 36 4.0

4 365 712 1162 175 38 3.2

5 365 750 1125 175 40 0.8

在普通通配合比中，最佳砂率能使砼在保持水和水泥用量不变条件下，即水灰比不变的条件下，能使砼获得最大的流动性。砂率过大，骨料总表面积和空隙率都增大，砼拌合物显得干稠，流动性较小，如砂率过小，则砂浆量不足，也将降低拌合物的流动性粘聚性和保水性也不良。

（4）坍落度

在砼拌合物中，砼坍落度越大，自由水的含量越多，砼拌合物的粘聚性和保水性越差越易产生离析和泌水，该桥基础施工时9-10月份，日最高气温31℃，而砼配合比的设计坍落度为12-14cm,坍落度偏大，所以可通过调整坍落度的办法来改善砼的工作性。

2.3、施工工艺分析

在浇筑砼时发现砼拌合物由出口至砼浇注面的下落高度有时可达两米多，口门大石子下落快，小石子和砂浆下落慢，砼出现离析。据资料显示，砼拌合物的倾落高度，一般不超过两米，否则出现离析，所以防止离析应改变砼拌合物的自由倾落高度。

振捣厚度：由于输送泵车泵送砼速度较快，泵完一车砼仅需3-4分钟，所以在浇注时，采用泵完一车振捣一次，一车砼8m3,全部泵到施工表面，其厚度约50cm,该厚度大大超过施工规范。振捣厚度的增加，势必要延长振捣时间，这不仅使砼不易密实，而且振捣时间的增加引起砼离析、泌水，可见振捣厚度应加以改变。

振捣时间：由于振捣厚度的增加，振捣时间延长为50s，据观察每次振捣完毕，砼表面产生大量浮浆，规范规定插入式振捣器，振捣时间为20-30s，超过该时间，随着时间的延长，固体颗粒不断下沉，水分上升，砼产生泌水，从而使砼表面产生大量的浮浆，层与层之间出现弱粘结地带。在上升水的后面，留下水的通道，降低砼抗渗性和抗冻性。并且在模板交界面上，上升的水把水泥带走，仅留下砂，就出现流砂，可见这不仅影响砼表面质量，还影响砼内部质量，因此应降低砼的振捣时间。

振捣距模板的距离：距模板越近，模板附近的水上浮越严重，越易将模板表面的水泥带走而留下砂子，所以控制振捣距模板的距离，也将有利于改善砼表面产生流砂现象。

防止流砂的改进措施：

针对上述原因分析，综合考虑各方面的性能，对防止流砂采取如下措施：

针对矿渣水泥对砼的不理影响改变425#变通硅酸盐水泥。

原碎石针片状含量较大，改用级配良好的碎石。

根据现场砼拌合物和物易性状况，适当增加砂率。

降低砼坍落度，调整砼配合比。

针对砼浇注时，自由倾落度偏高，加接串筒至砼浇注表面，以减少落砼的离析。

减低振捣厚度

缩短振捣时间

限制振捣器距模板距离不小于20cm。

效果

通过以上防止措施的实施，该桥基础流砂问题得到彻底解决，改进后砼表面质量很好。

防止流砂的几点建议：

|（1）水泥细度是影响砼工作性能的重要因素，即便是普硅水泥，若水泥细度偏小，也可造成砼离析和泌水，措施流砂。

在泵送砼中，常常为使砼具有良好的可泵性和较长的凝结性而掺入一些具有缓凝作用的外加剂，但是一定要注意某些缓凝剂会增加砼的泌水性。

泵送砼因坍落度较大，砼表面更易出现流砂现象，所以要加强质量管理，除应做好施工准备阶段的各项试验，施工过程中尚需进行下述现场试验，以保证泵送砼质量，有效防止砼表面产生流砂现象。

对砼骨料的粒度、级配、含泥量、含水量要定时实验。

砼坍落度试验要及时，并观察泵送有无离析现象，一旦发现应及时改进。

认真做好砼配合比例选配工作。

在砼运输过程中，若是远距运输，防止在运输过程中出现离析。

关于流砂的防止问题与实际上是砼全面质量管理的问题，首先安保证原材料质量，选择适合施工工艺和结构要求的原材料。其次，让你真做好砼配合比设计，要保证砼拌合物具有良好的工作性（流动性+可塑性+稳定+易密性）最后严格控制施工质量，只要做到以上三点，那么砼流砂问题，就可以得到彻底解决。