防渗墙体材料-塑性混凝土的试验研究

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1、2011年第4期防渗墙体材料一塑性混凝土的试验研究孥本(福建省水利水电科学研究院，福建福州350001)摘要：塑性混凝土是一种强度低、弹性模量小、抗渗性能好的防渗墙体材料。该文通过试验提出影响塑性混凝土性能的主要因素及配合比设计时主要控制指标，经工程应用达到预期效果。关键词：塑性混凝土；防渗墙材料；抗压强度；弹性模量中图分类号：TV431文献标识码：B文章编号：1002—3011(2011)04—0033-03水和外加剂等配制而成，抗压强度低，弹性模量小，前言极限应变大，能适应较大变形。经过50年的试验研究和工程实践，刚性混凝土1塑性混凝土试验

2、防渗墙已广泛应用于各种建筑土木工程中，发挥了重要作用。使用过程中发现，刚性混凝土防渗墙在1．1主要原材料性能指标某些情况(例如土石坝或深覆盖层)下存在着一些(1)水泥。塑性混凝土配制对水泥有一定要弱点。最主要的是弹性模量太高，极限应变太小，求，一般采用42．5硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，导致刚性混凝土内部产生裂缝甚至被压碎，降低了尽可能不用高标号水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥。墙体的抗渗性和耐久性。本试验采用福建炼石牌P．042．5普通硅酸盐水泥。在刚性混凝土中掺人粘土、膨润土会降低强度(2)粘土和膨润土。粘土和膨润土是塑性混凝和弹性模量，而大大增

3、加变形能力。塑性混凝土就土的重要组成。粘土和膨润土的掺人能大大降低混是大大减少水泥用量、增加粘土和膨润土用量的高凝土弹性模量，对改善混凝土塑性具有重要作用。粘土混凝土，由水泥、粘土、膨润土、砂、石子、本试验采用的粘土和膨润土性能见表1。表1粘土和膨润土性能指标(3)骨料。塑性混凝土设计的一个重要指标即1．2．1指标确定低弹模。混凝土中，砂、石的弹模很大，塑性混凝塑性混凝土主要用于地下防渗墙，一般意义上土的变形主要靠水泥砂浆变形，选择骨料时，一般的塑性混凝土28天抗压强度1．0—5．0MPa，弹性考虑使用粒径0．05～2．0em的砾石或卵石为主。

4、模量200—2000MPa。试验预定目标是28天塑性混凝土抗压强度在10MPa以下，尽可能降低弹性模(4)外加剂。试验中采用FD、MG、FDN、WF量，且渗透系数<10～em／s。由于地下防渗墙采用一1等不同类型的减水剂，目的是通过掺入减水剂导管水下浇筑，混凝土坍落度为l8—22em，扩散进一步改善塑性混凝土的工作度，减少单位加水量。度为36—40em。1．2塑性混凝土配合比设计1．2．2室内试验收稿日期：2011—10—18影响塑性昆凝土力学性能的主要因素有水泥用332011年第4期量、膨润土用量、粘土用量、单位加水量、砂率等。砂率和粘土单方

5、用量对混凝土强度影响较缓和，为节省试验组数，采用正交设计和试验分析主要影总体趋势是随着砂率和单方粘土用量增加，混凝土响因素对塑性混凝土性能的影响程度。每个因素分抗压强度下降，见图3、图4。五个水平，利用正交表安排试验方案。因素水平表～’‘～、、见表2。、抗、～压表2因素水平表—、-_～-．强‘～度水平12345／胁水泥用量／(ke／m)80120160200240膨润土用量／(kg／m3)20406O80100粘土用量／(kg／m)4O80120160200砂％3545556575图3砂率对抗压强度的影响试验按水工混凝土和土工试验规程要求进行，

6、’、、～—、—’抗压强度试件尺寸为15em×15em×15em，弹模试抗l～、压＼件尺寸为+15cm×30em，,1,1ocm×25em，渗透试强度件尺寸为dplOem×10em，(17．5～l8．5cm)×12em。40801201602002塑性混凝土试验成果及分析单方粘土用量／(kg／m’)2．1抗压强度图4单方粘土用量对抗压强度的影响试验结果表明，水泥掺量、膨润土掺量、单位单位加水量对塑性混凝土抗压强度影响也比较加水量对塑性混凝土抗压强度影响较大，而粘土掺大。试验中，塑性混凝土坍落度要求控制在(204-量、砂率对塑性混凝土抗压强度影响较

7、小。单方水2)cm。为达到该指标，单位加水量经常高达300泥用量对混凝土抗压强度影响最明显，不管其他因kg，造成混凝土抗压强度特别是早期抗压强度大大素如何变化(一定范围内)，只要增加水泥用量，下降，甚至出现3天无法拆模现象。掺入减水剂有就可以明显提高抗压强度，见图1。助于降低单位用水量，提高混凝土早期抗压强度，14—-_—一一—一茔1·．一一但效果不是很明显。／强／2．2抗渗性能度／／塑性混凝土目前主要用于地下防渗墙，对抗渗0性能有较高要求。试验结果表明，当水泥用量在80单方水泥用量／(／rn)～240kg／m之间变化时，渗透系数基本维持在1O

8、一～10em／s范围内。图1单方水泥用量对抗压强度的影响2．3弹性模量膨润土掺量对塑性混凝土抗压强度有一定影响，试验结果表明，随着单方水泥用量的下降，