水工混凝土抗渗性能试验研究

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1、水工混凝土抗渗性能试验研究摘要：混凝土是水工建筑常用的建筑材料，其抗渗性能对水工建筑物的使用功能及质量安全有着重要的影响。本文结合笔者多年的实践经验，从多个方面着重分析了影响水工混凝土抗渗性能的主要因素，并提出一些切实有效的措施，旨在提高混凝土防渗性能，以供借鉴。关键词：水工混凝土；抗渗性能；施工质量；解决措施1前言随着我国社会经济建设的快速发展，城市水利工程建设数量日益增加，混凝土作为一种常见的建筑材料，在水利工程中的应用愈加广泛，这对水工混凝土的质量安全也提出了更高的要求。抗渗性能是水工混凝土耐久性及安全性评价的主要指标，在混凝土施工过程中，由于受到设计不合理、

2、施工质量差、人员操作失误等，加上施工单位对混凝土耐久性的认识不够深入，水工混凝土时常会出现开裂、渗漏和裂缝等质量通病，很可能会影响到水工建筑物日常的运作及质量安全，严重情况下还会造成不可换回的损失。因此，施工人员必须提高对水工混凝土防渗性能各方面的认识，通过分析影响到混凝土防渗性能的各种因素，采取必要的措施，最大限度提高混凝土的防渗性能，从而保证建筑物的安全。2水工混凝土抗渗性能的影响因素水泥完全水化所需的水量折算成水灰比大致为0.23,而水工混凝土几乎不可能采用如此小的水灰比。由于水灰比过小，混凝土的自收缩很大，混凝土容易开裂，且混凝土拌和物和易性较难满足施工性能

3、要求，因此水工混凝土实际采用的水灰（胶）比远高于0.23。混凝土用水量超过混凝土水化极限用水量的1〜3倍，大量的水是水化反应所不需要的，多余的水分在混凝土水化过程中会形成孔隙，成为库水的渗透通道。本文将从混凝土本体与施工质量两方面论述影响水工混凝土抗渗性能的因素。2.1混凝土本体抗渗性能的影响因素2.1.1混凝土密实度提高混凝土密实度可以提高混凝土抗渗性。在混凝土生产、施工的各个环节要采取正确、有效的措施来提高混凝土的密实度。当砂率为最佳砂率时，可使混凝土在较低用水量时获得最佳的施工和易性。混凝土最佳砂率可通过室内试验和现场配合比调整试验获得。如果混凝土使用砂率过小

4、，则不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层起到润滑和填充作用，也会降低混凝土的施工和易性，混凝土不易振捣密实；混凝土粘聚性、保水性变差，容易使混凝土在浇筑过程中出现较大的泌水，从而导致混凝土抗渗性降低。如果砂率过大，会使骨料的总表面积及空隙率增大，要使混凝土达到相同的坍落度，需增加混凝土的单位体积用水量，从而提高混凝土的胶凝材料的用量，增加了混凝土因温升过高而产生裂缝的风险。如不改变用水量，则混凝土的流动性降低，造成施工振捣不密实，影响抗渗性。由于水工混凝土常常采用较大粒径的粗骨料，容易出现骨料与砂浆的分离现象，如不做好平仓工作，会造成混凝土拌和物分布不均匀，影响水工混

5、凝土的浇筑密实度，从而影响混凝土的抗渗性能。粉煤灰是水工混凝土最常用的掺合料，一般掺量在30%左右。由于粉煤灰的早期水化程度较低，因此掺粉煤灰混凝土的早期抗渗性能比不掺粉煤灰混凝土略低。粉煤灰的以下三种效应均能使混凝土孔隙减少：①形态效应，粉煤灰混凝土的铝硅酸盐玻璃微珠，可填充水泥浆体孔隙，提高混凝土的抗渗性；②活性效应，粉煤灰中活性成分SiO2、A12O3在后期与水泥的水化物反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，降低了混凝土的孔隙率，改善了孔结构，提高了混凝土的抗渗性；③微集料反应，粉煤灰中的微细颗粒分布于水泥颗粒之间，有利于水泥的水化反应，增加了混凝土的密实性，提高

6、混凝土的抗渗性。水工混凝土的设计龄期一般采用90d或180d,因此掺粉煤灰水工混凝土设计龄期时的抗渗性比不掺粉煤灰混凝土优。2.1.2水胶比一般情况下，骨料的抗渗性较高，水泥砂浆的抗渗性是影响混凝土抗渗性能的主要因素。将混凝土中的孔隙划分为四级：孔径在20nm以下为无害孔级；孔径在20〜50nm为少害孔级；孔径在50〜200nm为有害孔级；孔径在200nm以上为多害孔级。孔径小于50nm的孔数量可能反映凝胶数量的多少，而凝胶数量越多则混凝土的强度越高，抗渗性越好。随着混凝土水胶比的增加，混凝土中的孔隙率会增加，且无害孔和少害孔的比例降低，而有害孔和多害孔的比例增加。

7、混凝土的抗渗性能会随着混凝土水胶比的增加而降低。有研究表明（如图1所示），水灰比从0.5增加到0.7,渗透系数增加100多倍甚至更多；水灰比从0.65降至0.55，渗透系数降至原来的1/3。在水工混凝土设计中，有耐久性要求的混凝土常常对最大水胶比作出限制。在满足施工要求且控制胶材用量的情况下，应尽量选择较低的水胶比，高效减水剂的使用是达到这一目的的好办法。2.1.3骨料粒径在水胶比相同情况下，骨料的最大粒径越大，混凝土的渗透系数越高，抗渗性能越低。水在一定的水力梯度作用下，会沿着混凝土中水泥浆体的连通孔隙渗透，在渗透过程中遇到粗骨料，由于通常情况下骨料的渗透性极