浅谈防渗混凝土的施工技术

唐雪雁

摘 要：随着国民经济的高速发展，城市进程加快，交通建设如火如荼，在桥面铺装、 公路通道、 引水渠道中防渗混凝土的应用越来越广泛， 文章从防渗混凝土的防渗机理、 材料要求、 施工方法、 质量控制等方面作系统研究， 为相似工程提供一定的参考价值。

关键词： 混凝土； 防渗； 施工技术

中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：

混凝土的抗渗性用抗渗等级（P）或渗透系数来表示，通过提高混凝土的密实度， 改善孔隙结构， 减少渗透通道， 提高抗渗性。 常用的方法是掺用引气型外加剂， 使混凝土内部产生不连通的气泡， 截断毛细管通道， 改变孔隙结构， 从而提高混凝土的抗渗性。 此外， 减小水灰比， 选用适当品种及强度等级的水泥， 保证施工质量， 特别是注意振捣密实、 养护充分等， 都对提高抗渗性能有重要作用

1 防渗混凝土的划分标准

抗渗等级是以28d龄期的标准试件， 按标准试验方法进行试验时所能承受的最大水压力来确定。 《混凝土质量控制标准》（GB50164）根据混凝土试件在抗渗试验时所能承受的最大水压力， 混凝土的抗渗等级划分为P4、 P6、P8、 P10、 P12等五个等级 。 相应示混凝土抗渗试验时一组6个试件中4个试件未出现渗水时不同的最大水压力。 试配要求的抗 渗 水 压 值 应 比 设 计 提 高 0.2MPa， 其抗渗试验结果应符合Pt≥P/10+0.2。 式中， P为设计要求的抗渗等级。

2 防渗混凝土的原材料要求

2.1 水泥

根据现有研究资料， 在抗渗混凝土中应优先使用硅酸盐水泥， 矿渣水泥必须采取相应措施后才可使用在抗渗混凝土工程中， 这是由于矿渣水泥的泌水性较大， 其泌水时在混凝土中形成通道， 这对混凝土的抗渗性及强度都很不利。 宜采用低水化热水泥， 水泥的7d水化热指标不得高于275kJ/kg， 不得使用带有R字样的早强水泥； 水泥的碱含量须满足每立方米混凝土中水泥的总碱量不大于2.25kg。

2.2 粗骨料

宜采用5mm～31.5mm质量优良、 级配良好的机制碎石， 含泥量不得大于1%， 这样既可以减少用水量， 也可以减少水泥用量。

2.3 细骨料为减小混凝土的干缩， 宜采用平均粒径较大的中粗砂， 细度模数2.5～3.0。 砂的含泥量不得大于3%， 对混凝土的裂缝控制有重要作用。

2.4 掺加外加料和外加剂

2.4.1 掺加粉煤灰

粉煤灰的颗粒细度要比水泥颗粒小， 能够有效填充水泥石之间的内部空隙， 进而使结构进一步得到密实。 掺加适量粉煤灰还可以减少水泥用量， 从而达到降低水化热的目的， 粉煤灰的级别不低于II级， 不得使用高钙粉煤灰， 掺量不得超过30%。

2.4.2 掺加引气剂引气剂使混凝土中产生细小、 互不连通的微气泡， 气泡均匀 分 布 ， 且 直 径 在 0.025mm ～0.30mm之间， 硬化后能够保留。其作用包括： a）提高耐久性， 由于引气剂产生的互不连通的气泡， 隔断了毛细管渗水通道， 提高了抗渗性， 并且这些气泡能缓解负温下混凝土水分冻结时产生的膨胀压力， 也提高了抗冻性；b）提高和易性， 气泡在水泥颗粒之间有润滑作用， 增加了流动性； c）降低强度， 由于气泡的存在， 减少了混凝土中颗粒的有效面积， 使强度降低， 一般含气量每增加1%， 抗压强度降低5%左右。

2.4.3 掺加减水剂

减水剂一般属于阴离子型表面活性剂， 在水中极易离解为带负电荷的阴离子和金属阳离子，这样水泥颗粒表面吸附着大量的减水剂阴离子， 使水泥颗粒之间的吸引力变为电斥力， 水泥充分扩散。 另外还能改善水泥的水化过程， 促进水泥矿物晶体的成长， 改善水泥石的孔结构， 提高混凝土密实度。 掺入减水剂对混凝土可起到四个方面的作用： a）在保持和易性和水灰比不变的情况下， 可减少水泥用量， 节省水泥； b）在保持混凝土配合比和水灰比不变的情况下， 可提高混凝土的和易性， 并且不降低混凝土的强度； c）在保持和易性和水泥用量不变的情况下， 可降低水灰比， 提高混凝土强度和耐久性；d）有的减水剂对混凝土有缓凝作用， 终凝时间推迟2h～3h。

3 选取合适的砂率和水灰比

3.1 砂率

抗渗混凝土砂率比同标号普通混凝土稍大一些 （砂率35%～45%）。 一般P6以下（C35以上）不必加外加剂。 P6以上根据情况可添加减水剂或引气剂等外加剂。一般规律为混凝土强度越高（越密实）其抗渗性能越强。 如抗渗等级为0.8MPa～1.2MPa时， 水泥用 量 约300kg/m3为 宜 ， 砂 率 以40%左右为宜， 以满足其抗渗性能的要求。

3.2 水灰比

根据现有研究资料， 水灰比过大时， 混凝土中的毛细孔愈多， 当然渗水性就愈大。 通常情况下， 当水灰比小于0.6时， 毛细孔多属于封闭的； 当水灰比大于0.6时， 则连续性的毛细孔显著增加， 渗透性也变大。 有试验资料证明当水灰比从0.6增加到0.63时， 渗透性几乎将增大了一倍。 因此， 抗渗混凝土的水灰比不宜过大， 一般应控制在0.6以下。

试配时应采用水灰比最大的配合比作抗渗试验： C20以上混凝土， 抗渗等级为P6时， 最大水灰比0.55～0.6， 抗渗等级为P8～P12， 最大水灰比0.5～0.55， 抗渗等级大于P12， 最大水灰比0.45～0.5。

混凝土强度与抗渗等级有一定关系， 强度越高， 其抗渗等级越高， 混凝土等级为C25， 抗渗等级为P6， 如果为C30， 其抗渗等级可达到为P8。

4 采取合理的施工方法

4.1 减少浇筑施工间隔

在混凝土浇筑作业的安排上， 应保证混凝土从搅拌机卸出经过运输浇筑到下层混凝土压茬的间隔时间， 不得超过规范的规定。 中间的间隔时间应按以下标准控制： 当气温低于25℃， 不应超过3h； 气温高于25℃时， 不应超过2.5h。 大面积底板或顶板应分组浇筑， 池壁应分层连续浇筑。

4.2 采取合理的振捣方式

振捣密实才能保证混凝土的抗渗性， 按规范规定进行机械振捣， 一般都可以满足这一要求。但预留孔、 预埋管、 预埋件及止水带等处的结构形状不直顺， 尺寸也较小， 一方面振捣不方便，一方面振捣时混凝土中的空气不容易完全排出， 因此这些部位在施工时， 应在机械振捣的基础上， 再辅以人工插捣， 这样有助于空气的排出， 有利于振捣密实。

4.3 加强混凝土养护

湿养护有利于水泥的充分水化， 以降低混凝土的孔隙率和切断毛细孔的连续性。 因此， 混凝土浇筑完毕后， 应根据现场气温条件及时覆盖和洒水， 实践证明， 混凝土养护14d， 可以大大提高其抗渗性能。

5 做好季节性的施工措施

5.1 应尽量避免在冬季及热天施工

冬季施工时由于需要对混凝土原材料进行加热， 而热天（气温高于30℃时）施工由于气温和混凝土材料温度都比较高， 这都会使混凝土的入模温度及凝结温度提高。 混凝土刚凝结时是无应力的， 此后温度升降， 混凝土涨缩， 在约束条件下就要产生温差应力， 其应力值超过抗拉强度时， 混凝土就产生裂缝， 以至严重渗水或漏水， 因此在可能的条件下尽量避开冬季及热天施工。

5.2 不得不进行冬季、 热天施工时， 应采取相应的控制措施

由于工程投产的需要， 或整体工程混凝土作业平衡的需要，抗渗混凝土完全避开冬季或热天施工常常是不可能的。 不可能避开时， 应尽量降低入模温度， 也就是降低凝结温度， 降低温差，降低温差应力。 混凝土热天施工时， 应根据气温的情况， 采取降低材料温度， 掺用缓凝剂及增加养护浇水次数等措施。

6 采取必要的组织措施

6.1 建立明确的岗位责任制

施工技术人员应负责向工人贯彻施工技术规范、 规程和技术组织措施， 让操作者懂得一些施工技术理论，某种操作的实际意义， 树立质量意识， 明确责任， 自觉认真操作， 确保工程质量。

6.2 建立完整的质量检查系统

从混凝土选料、 配比、 浇筑、 养护以至满水试验、 竣工，每一施工环节都要有质量检验工作， 成为一个完整的质量检验系统。 操作人员与质检人员对确保工程质量， 目标是一致的。 质检人员应协助操作人员认真执行规范和规程， 认真执行为施工制订的技术组织措施， 质量才更有保证， 使抗渗混凝土达到设计的抗渗要求。

参考文献：

[1] GB 50164—2011， 混凝土质量控制标准[S].

[2] JTJ 053—94， 公路工程水泥混凝土试验规程[S].

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。