抗渗混凝土的配制与试验.docx
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抗渗混凝土的配制与试验
广东建材2007年第8期
1混凝土的抗渗性及工程结构的抗渗要求混凝土对液体或气体渗透作用的抵抗能力,称为混凝聚力的抗渗性,它直接影响混凝土的耐久性（从而影响工程结构的使用寿命。
例如,一些有害的液体或气体渗入混凝土后,将对混凝土产生侵蚀作用,使混凝土变质;压力水分的侵入,会使混凝土中的Ca（OH
2
不断被析击,最终导致混凝土崩溃;水分和空气的侵入,将使筋混凝土内的钢筋锈蚀而产生体积膨胀,造成混凝土保护层的开裂和剥落等等。
混凝土的抗渗性还决定混凝土饱水的难易程度,因此对混凝土的抗冻性也有重要意义:
抗渗性不良者易被水分饱和,气温低至零下时会遭受冻害。
因此,许多工程结构,例如混凝土储油罐、蓄水塔、压力管道以及地下建筑工程,对所用混凝土都有抗渗要求。
GB50108-2001《地下工程防水技术规范》就从地下工程的埋置深度,提出了抗渗混凝土（也称防水混凝土的设计要求:
工程实践中,混凝土的抗渗等级还应比表1的规定提高一个等级即0.1MPa。
例如,工程埋深为地下15m,设计要求混凝土抗渗等级为S8,即经受住0.9MPa的抗渗试验,但施工配合比要能经受1.0MPa的抗渗试验。
2抗渗混凝土的配制技术
配制抗渗防水混凝土,首先要选择适当的原材料,包括水泥、砂、石、外加剂和矿物掺合料。
GB50108-2001规定,抗渗防水混凝土使用的水泥,强度等级不应低于32.5MPa;水泥品种,在不受侵蚀性介质和冻融作用的地方,宜采用普通水泥、硅酸盐水泥,火山灰水泥、粉煤灰水泥,矿渣水泥等,但使用矿渣水泥时必须掺用高效减水剂。
在受到侵蚀性介质作用的地方,则应查明这些介质的性质,分别选用不同的水泥。
在受到冻融作用的地
方,则应选用普通水泥,而不宜采用火山灰水泥和粉煤灰水泥。
（特别是火山灰水泥,因为需水量较大,对抗冻性不利。
抗渗防水混凝土最忌混凝土开裂。
为了减少或防止开裂,应优先选用水化热低和早期强度稍低的水泥（不宜使用早强型水泥。
研究证明,水泥强度发展较慢时,形成的水泥石比较密实,有利于混凝土抗渗性能的提高。
抗渗防水混凝土所用的砂、石,石子最大粒径不宜超过40mm,泵送时还应满足不大于输送管径1/4的要求。
石子的含泥量应小于1.0%,泥块含量应小于0.5%。
砂宜采用中砂,含泥量应小于3.0%,泥块含量应小于1.0%。
因为使用细砂混凝土更容易产生裂缝,而砂、石中带入的泥土会严重削弱水泥与砂、石的粘结力,并且土粒体积不稳定,湿胀干缩过程对混凝土产生很大的破坏作用。
石子粒径对混凝土抗渗性的影响则是,石子粒径越大与水泥砂浆之间的干缩变形差值越大,越容易在界面产生微裂缝。
施工时也越容易在石子下方形成水囊,硬化后成为孔穴,这些都成为水渗透的通路,因此抗渗混凝土用的石子最大粒径必须限制。
在抗渗混凝土配制时,适当加入外加剂和活性矿物掺合料有利于提高抗渗性。
例如减水剂可以在维持必要的施工坍落度的条件下减小水灰比,而水泥浆体的水灰比越小,混凝土的渗透性越低（抗渗性越好;活性矿物掺合料则可以在后期与水泥水化过程中产生的Ca（OH
2
进行化学反应,生成具有胶凝性质的稳定的水化硅酸钙凝胶填充在早期形成的孔隙处,既提高混凝土的强度,又提高密实性、降低孔隙率和缩小孔径,这对提高混凝土抗渗性都十分有利。
因为混凝土中过多片状的Ca.（OH
2
结晶对强度与密实性都有害。
抗渗防水混凝土的配合比,应符合以下规定:
①水泥不得少于320kg/m3,掺有活性矿物掺合料（如符合相应规范和标准的粉煤灰、磨细矿渣粉,沸石粉等时,水泥用量不得少于280kg/m3。
因为水泥用量过低难以拌制出密实性良好的混凝土。
水泥用量也不宜过高（不宜超过400kg/m3,因为水泥量过高时,水化热高,收缩也大,都不利于抗渗性的提高。
②砂率宜为35%~40%,泵送施工的抗渗混凝土可达45%。
因为砂浆的抗渗性比混凝土
抗渗混凝土的配制与试验
梁必通（云浮市建设工程质量检测站
表1地下工程防水混凝土的设计抗渗等级
工程埋置深度（m设计抗渗等级
<10S6
10~20S8
20~30S10
30~40S12
水泥与混凝土45--
广东建材2007年第8期
表3抗渗防水混凝土（允许的最大水灰比
抗渗等级最大水灰比（W/C
C20~C30混凝土C30以上的混凝土
P6
0.600.55P8~P120.550.50P12以上
0.500.45
好,适当提高砂率改善和易性,可使拌合物获得最大的流动性并保持良好的粘聚性和保水性。
确定最佳砂率,可按选定的水灰比保持水泥用量不变的条件下调整砂率,坍落度最大的配比,其所用砂率为最佳砂率。
③灰砂
比宜为1:
1.5~1:
2.5,水灰比不得大于0.55。
研究试验证明,灰砂比1:
1~1:
1.5的时候,水泥用量尽管较大,
但砂子含量不足,混凝土因水泥浆过多而收缩过大,开裂倾向较大。
反这,灰砂比达1:
3时,砂率偏高,拌合物较干而粘结性能差,混凝土密实性下降。
至于水灰比,对
混凝土的密实性影响更大,它决定混凝土内毛细管网的数量、孔径和分布。
在其它条件相同的情况下,水灰比越大,混凝土抗渗性越差。
因为水化反应剩余的过多游离
水会在混凝土硬化阶段逐渐蒸发,形成大量通道,使混凝土的吸水性与渗透性增大。
只有采用较小的水灰比混凝土硬化后内部才密实,孔隙率（尤其是孔径变小,抗渗性提高。
④防水抗渗混凝土宜使用外加剂,尤其是减
水剂、引气剂或引气型减水剂,此外还可用膨胀剂、防水
剂等。
掺引气剂或引气型减水剂时,应注意控制混凝土的含气量在3%~5%的范围内。
过低,效果不明显;过高,使混凝土强度下降。
适量掺入引气剂提高混凝土抗渗性的原理是:
这种憎水性表面活性剂能显著降低水的表面张力,在混凝土中（经过搅拌过程会产生大量密闭、稳定而均匀的微小汽泡。
这些微小气泡互不连通而体积微
细、数量众多（间隔约0.1mm就有一个,使得混凝土中的毛细管变细小,曲折而且分散,渗水阻力大大增加（抗
渗性明显提高。
引气剂对混凝土抗渗性的影响见表2:
抗渗混凝土配比设计时,先按常规计算满足强度要求所必需的水灰比,再按表3检验是否满足抗渗要求。
试配的三个水灰比都应小于表中规定限值。
使用减水剂时,这个要求应是容易满足的。
3抗渗防水混凝土的试验
为了确保施工效果（尤其是重要工程,抗渗混凝土试配时应进行抗渗试验。
但在试配时我们采用了三个不同的水灰比,如果都做抗渗试验,工作量太大,也没有必
要,只要用水灰比最大的配合比进行抗渗试验就行。
若
水灰比最大的配比,抗渗性能满足设计要求,则其它配
合比就都能满足要求。
另外要注意,
抗渗性能满足设计
要求,则其它配合比就都能满足要求。
另外要注意,抗渗混凝土试配时所取的抗渗等级应比设计要求提高
0.2MPa,
即具有必要的富余才能保证所确定的配比在工
程验收时有足够的质量保证率。
混凝土抗渗试验通常采用顶面直径175mm、底面直径185mm、高150mm的圆台型试件（将受试的配比制成这样的试件。
试件成型后标准养护至规定龄期后用HS-40型混凝土抗渗仪试验透水压力。
对试件进行加压的方法有两种:
一是“逐级加压法”,二是“一次加压法”。
前者的试验水压从0.1MPa开始,每持压8小时后,增加
水压0.1MPa,直到所有的六个试件中有三个试件的端面出现渗水现象为止。
混凝土的抗渗标号以这六个试件
中有四个试件尚未出现渗水时的最大水压计算,即S=10H-1式中:
S—抗渗标号;
H—六个试件中有三个渗水时的水压,MPa。
后者（“一次加压法”则是一次就加压到0.8MPa,
然后持压24小时卸压。
卸压后将试件从模套中取出,用
压力机平均劈开,再将劈开面作10等分,在这10个分点处量出渗水高度,以10个分点渗水高度的平均值作为该试件的渗水高度,然后将六个试件渗水高度再平均作为该组试件的渗水高度。
依据渗水高度,可按以下公式计算相对渗透系数Sk:
Sk=MDm
2
式（1式中:
Sk—相对渗透系数（cm/s;Dm—平均渗水高度（cm;
H—水压力,以水柱高度表示（cm;
T—持压时间,（h;M-混凝土的吸水率,一般取为0.03也可以计算抗渗标号:
引气剂名称、掺量
（×10-4
含气量
（%吸水率（%抗渗压力（MPa透水高度（cm110.11.4-4.59.3>2.212.05.59.2>2.211.56.5
9.1
>2.2
11.0
松
香
酸
钠0
1.03.05.0
表2引气剂对混凝土抗渗性的影响
水泥与混凝土
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表4混凝土抗渗标号与相对渗透系数的关系
抗渗标号相对渗透系数
S
k
（cm/s抗渗标号
相对渗透系数S
k
（cm/s
S10.391×10-7S80.261×10-8S20.196×10-7S100.177×10-8S40.783×10-8S120.129×10-8S60.419×10-8S160.767×10-9S300.236×10-9表5混凝土抗渗标号与相对渗透系数的关系（修正抗渗标号相对渗透系数
S
k
（cm/s
抗渗标号相对渗透系数S
k
（cm/sS10.316×10-7S80.211×10-8S20.158×10-7S100.144×10-8S40.663×10-8S120.104×10-8S60.339×10-8S160.621×10-9S300.191×10-9
S=1+
D
m
-1
-1式（2
式中:
H、T、Dm的意义与式（1相同;
S为抗渗标号;
∑HT表示逐级加压时各级的时间与水压乘积的总和。
显然,采用“一次加压法”比采用“逐级加压法”更方便、快捷,尤其是试件的抗渗标号高时。
抗渗试验最关键之处在于:
试件在套入抗渗仪的模套时,要保证两者连接处的密封良好,否则水会从侧面流出使试验失败。
此时只有停止试验,重新密封。
混凝土抗渗标号与相对渗透系数的关系见表4,但有人对这一问题进行深入的研究和试验之后,对表4数据进行了修正（见表5。
具体计算公式如下:
S
K
=
0.03×D
m
2
S
1
×1×5.76×107
式中S
1
=S+1,其余符号意义同前。
●
1概述
当前水泥混凝土路面在高速公路、城市快速路的建设中应用比较普遍。
但因工程质量控制方面的欠缺,在运营使用中常出现混凝土路面的裂缝、断板等问题,造成维护费用的增加,为了更好的控制混凝土路面的质量,针对在施工中常见的混凝土路面质量问题及其预防,总结作者多年来在施工管理监理工作的经验与大家共同探讨。
2混凝土路面的质量病害及产生原因2.1裂缝
裂缝主要是在施工过程中产生,其原因:
从时间上可分为硬化前、硬化后两个过程。
硬化前,混凝土处于流塑性状态由于各种组成材料的密度不同、内部自由水析出,在未抹面前引起沉降收缩裂纹;
硬化后,主
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