小议抗渗混凝土配置原理方法及施工技术

　　摘要：在房屋建筑施工中，抗渗混凝土使用不多,只是在地下室、屋面和水箱等少数地方使用,但是在市政工程上涉及水工构筑物的水厂和污水处理厂等工程或者是水利工程中却大量使用。抗渗混凝土与普通混凝土相比较,有着自身的优点和不足，本文主要探讨了抗渗混凝土配置以发展应用等情况。

　　关键词：抗渗混凝土,概念;配置原理,骨料级配,外加剂,水泥品种,应用

　　1抗渗混凝土的基本概念

　　1.1第一种说法

　　所谓抗渗性是指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。混凝土的抗渗性主要与其密实度及内部孔隙的大小和构造有关。混凝土的密实度越高、孔隙率越小、大孔越少、连通孔越少，则抗渗性越好。混凝土内部互相连通的孔隙和毛细通道以及混凝土施工成型时振捣不密实产生的蜂窝、孔洞等，均会造成混凝土渗水。混凝土的抗渗性还与其本身是否开裂有关，大量的观察和研究表明，相当一部分工程之所以发生漏水质量事故，是由于混凝土开裂所致。一般来讲，当裂缝宽度>0.1 mm时混凝土便渗水。

　　1.2第二种说法

　　抗渗混凝土是普通混凝土通过调整配合比的方法，提高其自身密实度和抗渗能力的一种混凝土。抗渗混凝土中的水泥砂浆除了起到填充、润滑和黏结作用外，还在石子周围形成良好的砂浆包裹层，以切断石子表面形成的毛细管渗水通路，从而提高混凝土的密实性，以达到提高抗渗性的目的。

　　1.3第三种说法

　　抗渗混凝土是指具有高的抗渗性能，并达到防水要求的一种混凝土，也称防水混凝土，是一种不需要附加任何只依靠混凝土自身的密实性来达到防水目的防水材料。它不但在工程结构中承担着防水层的作用，而且还可以起到承重和围护的作用。因此，不但要求具有一定的抗渗能力，而且还要具有一定的抗压强度。抗渗混凝土抗渗等级分为W4、W6、W8、W10、W12共5个级别。

　　2抗渗混凝土的配置原理与方法

　　2.1配置原理

　　配置好抗渗混凝土，不仅要抓好骨料级配，更要抓好密实度。大量工程实践证明，混凝土抗渗性能的优劣主要取决于混凝土的密实度。因此，要提高混凝土的抗渗性，应提高其密实度，抑制孔隙。理论研究表明:孔隙的形成和孔隙的大小都与水灰比密切相关。因此，可用控制水灰比、水泥用量和砂率来保证混凝土中砂浆的质量和数量，以抑制孔隙，使混凝土浸水到一定深度而不致透过，这就使得混凝土的抗渗性具有实用意义。

　　抗渗混凝土的防水机理是在保证一定施工和易性的前提下降低水灰比，以减少毛细孔的数量和直径;适当提高水泥用量、砂率和灰砂比，在粗骨料周围形成质量良好和足够厚度的砂浆包裹层，使粗骨料彼此隔离，以阻隔沿粗骨料互相连通的渗水孔网;采用较小骨料粒径，以减少沉降孔隙;并保证搅拌、浇筑、振捣和养护的施工质量，以防止和减少施工孔隙。

　　2.2配置方法

　　根据上述原理，抗渗混凝土主要是通过控制混凝土组成材料，混凝土配合比级配以及掺加适量的外加剂等措施来提高混凝土的密实度，减少毛细管通路，从而达到混凝土结构的不透水性。当前水利行业中，抗渗混凝土的主要施工措施是提高混凝土的防水性能，常用的方法有:骨料级配法、外加剂法、选用适当的水泥品种及加大水泥用量和使用超细粉填料的普通防水混凝土等。

　　2.2.1骨料级配法

　　以3种或3种以上的不同粒级的粗细集料按一定的比例混合配制，使粗细集料的级配最优，即孔隙率最小，来实现混凝土防渗。抗渗混凝土所用各级骨料，不论从外型、品种、粒径、级配以及杂质含量、物理机械性能上来讲，都对抗渗混凝土的抗渗性及强度有很大的影响。对粗细骨料有如下要求:

　　1)粗骨料:石子的外形、品种、粒径、级配及杂质含量等对混凝土的抗渗性及强度有很大的影响，因此必须选用组织细密、形状整齐的坚硬碎石、卵石或碎矿渣。且含泥量≤1%，泥块含量≤0.25%;针、片状颗粒含量≤15%，应采用连续级配，最大粒径≤40 mm。

　　2)细骨料:抗渗混凝土的砂率高于普通混凝土，一般为35%～45%。抗渗混凝土宜采用中砂;砂子要颗粒均匀、圆滑，以河砂为优。此外，还应加入总质量数为5%～8%的<0.15 mm的细粉料，来填充混凝土中的微孔，这对混凝土的抗渗性有很大影响，如掺加的适当，不仅可以提高混凝土的抗渗性，而且还可以提高混凝土的强度;但是不能掺加过量，过量后反而会影响混凝土的抗渗性并降低混凝土的强度。

　　2.2.2外加剂法

　　混凝土中掺入缓凝型减水剂，可减少混凝土中的水泥用量，降低由水泥水化热引起混凝土内部温度升高的峰值和推迟出现峰值的时间，当混凝土降温冷缩开始时，其抗拉强度已经增长到足以抵抗混凝土收缩应力的程度，从而可以消除裂缝的产生。

　　混凝土中掺入适量膨胀型，使混凝土具有微膨胀自应力，在钢筋限制条件下产生0.2～0.7 MPa的自应力，可以抵消由于混凝土干缩、温度等引起的自应力，从而提高了混凝土的抗渗及抗裂性能，达到了结构自防水的目的，增强了混凝土结构的整体性和耐久性，使大体积混凝土大面积浇筑成为可能。

　　一般混凝土中掺加适量的UEA膨胀剂(8%～12%)，或者HE防水剂(4%～10%)，起到微膨胀作用，从而调节收缩变形产生的混凝土裂缝。另外为避免混凝土裂缝的出现，通常要掺加水泥重量0.5%～3%的缓凝剂，以调节混凝土的凝结时间;为减少混凝土的用水量，一般要掺加适量的减水剂;为提高混凝土的可泵性减少水泥用量，降低水化热，通常掺入16%～26%的粉煤灰或其它活性掺合料。

　　2.2.3选用适当的水泥品种

　　抗渗混凝土对水泥品种的选择，在北方一般均要求具有抗冻性。首先采用普通硅酸盐水泥，并应选用掺合料较少的普通硅酸盐水泥。不宜采用火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰质硅酸盐水泥。当防水混凝土受到侵蚀性介质作用时，应该严格按照设计要求选用水泥。一般来说，抗渗混凝土结构所用水泥标号应≥R32.5。

　　3抗渗混凝土配置施工技术

　　3.1级配抗渗混凝土

　　20世纪初，为了提高混凝土的密实度，前苏联、前东德等欧洲国家进行了级配理论的研究，以最小孔隙率和最大密实度的砂石连续级配为理论根据配置抗渗混凝土。因此，我国在50年代初曾推广应用骨料级配抗渗混凝土。

　　3. 2富砂浆抗渗混凝土

　　20世纪60年代初，我国提出了富砂浆抗渗混凝土技术，它将砂石混合连续级配简化为普通混凝土的骨料级配，而以控制水灰比、适当增加砂率和水泥用量的方法来提高混凝土的密实度和抗渗性。配置该种混凝土要求水灰比限制在0.60以下，水泥用量一般<300 kg/m3，砂率为35%左右，灰砂比一般<0.5。对于这种混凝土，水泥砂浆的质量是决定混凝土抗渗性能的关键，因为混凝土中砂浆除了要求填充石子空隙并包裹石子外，还必须有一定的厚度。这样，石子的骨架作用减弱，可能导致所配置的抗渗混凝土不仅抗压强度减小，而且水泥用量大，增加了造价。

　　3. 3外加剂防水混凝土

　　自20世纪70年代起，已开始掺用各种外加剂，通过降低孔隙率、改善孔结构等手段来提高混凝土的抗渗性，增强其防水能力。外加剂抗渗混凝土是在拌合物中掺入少量能改善其抗渗性的有机物或无机物，以满足工程防水需要的混凝土。与前述的级配法、富砂浆法相比，掺外加剂配置抗渗混凝土是最简便有效的方法。

　　3. 4补偿收缩抗渗混凝土

　　混凝土浇筑后，在其凝结硬化过程中，会由于化学收缩、冷缩和干缩等原因引起体积收缩，当收缩产生的拉应力超过其自身的抗拉强度时混凝土就会开裂。在混凝土的生命周期中，其表面和内部会产生很多微裂缝影响其力学性能和抗渗等耐久性能。由于混凝土会产生体积收缩，在大面积浇筑施工时，不得不预留出收缩缝，然后再将这些预留缝用高分子材料封填。这种做法给施工带来了不便，而且如果对预留缝封填不妥或封填物老化，数年后，预留缝就会成为渗流渠道。因此，有效地减小和补偿混凝土的收缩、防止开裂，对于提高混凝土结构的自防水能力具有积极的意义。我国于20世纪80年代中期开始进行混凝土膨胀剂的研制与工程应用，由于调整膨胀剂掺量能配置出不同膨胀率的混凝土，而且膨胀剂适应性强、使用方便、随用随掺，因而至今在工程中广泛应用。

　　总之，抗渗混凝土结构具有经济、耐用等优点，既可以减少大量的钢材用量，又可以大大的降低工程造价;而且具有防锈蚀、使用年限耐久等大量优越性。

　　参考文献:

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