如何正確使用防水混凝土

孫永泰

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如何正確使用防水混凝土

孫永泰

摘要：本文論述了混凝土各組成材料對(duì)提高混凝土防水性能的影響，提出了配制防水混凝土的技術(shù)途徑和方法。

關(guān)鍵詞：水灰比；坍落度；粗細(xì)骨料；外加劑

防水混凝土在地下工程及各類(lèi)儲(chǔ)水、輸水構(gòu)筑物等工程中應(yīng)用廣泛。近年來(lái)，有關(guān)方面為揭示防水混凝土的防水原理，確立我國(guó)自己的防水混凝土配制理論進(jìn)行了大量的科學(xué)試驗(yàn)和工程實(shí)踐，認(rèn)為配制防水混凝土的技術(shù)關(guān)鍵在于提高砂漿質(zhì)量，增加砂漿控制參數(shù)合理配合比，減少混凝土內(nèi)部孔隙，改變孔隙特征，提高自身密實(shí)和抗?jié)B性。然而在實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)不同砂石級(jí)配同樣能配制出抗?jié)B能力較高的防水混凝土。關(guān)鍵是應(yīng)遵循防水混凝土的一些配制原則、方法。

一、控制坍落度，降低水灰比，采用外加劑

⒈控制坍落度

在相同水灰比和含砂率條件下，坍落度不同，泌水率有明顯差異，也會(huì)導(dǎo)致抗?jié)B性不同。坍落度越大，泌水率越大，骨料的沉降作用越強(qiáng)烈，混凝土內(nèi)開(kāi)放毛細(xì)孔也越多，必會(huì)對(duì)混凝土滲透性產(chǎn)生一定影響。因此，在要求選擇適宜水灰比的同時(shí)，必須控制混凝土坍落度。從便于施工和確?；炷恋目?jié)B考慮，普通防水混凝土的坍落度以30～50mm為宜。

⒉降低水灰比

混凝土拌合物的水灰比對(duì)硬化混凝土孔隙的大小、質(zhì)量起決定性作用，直接影響著混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性。從理論上說(shuō)，在滿(mǎn)足水泥完全水化前提下，水灰比越小，混凝土密實(shí)性越好，抗?jié)B及強(qiáng)度也越高。但水灰比過(guò)小，施工操作困難將影響混凝土密實(shí)性，對(duì)抗?jié)B性不利。若水灰比過(guò)大，超過(guò)了水泥保水限度則會(huì)出現(xiàn)析水現(xiàn)象?？紤]到施工現(xiàn)場(chǎng)和試驗(yàn)室的差別以及防水混凝土的抗?jié)B壓力不應(yīng)小于P6強(qiáng)度等級(jí)的要求和耐久性的要求，防水混凝土最大水灰比不宜超過(guò)0.60。

⒊采用外加劑

⑴摻入減水劑和引氣劑

塑性收縮是干燥收縮的一部分，對(duì)混凝土耐久性的危害極大，抑制塑性收縮的最重要的措施是應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的水灰比。通常在配制防水混凝土?xí)r摻入以減水劑為主要成份的混凝土外加劑來(lái)降低混凝土的水灰比。使用減水劑可以在降低用水量10%～20%的情況下，滿(mǎn)足混凝土對(duì)施工和易性的要求，而硬化混凝土可獲得更好的力學(xué)性能與耐久性能。在常溫下施工時(shí)也可使用引氣型外加劑，如松香熱聚物。在混凝土內(nèi)加入適量引氣劑，混凝土內(nèi)產(chǎn)生大量均勻而微小的氣泡，使混凝土的粘滯性增大，抑制沉降泌水作用。這些氣泡是非開(kāi)放性的。由于氣泡的阻隔，改變了毛細(xì)管的數(shù)量和特性，減少了混凝土中的細(xì)管壁增水化。這也能阻止混凝土的吸水作用，提高混凝土結(jié)構(gòu)的防水能力。引氣劑還能提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗凍融性能，這也間接提高了混凝土的防水抗?jié)B性能。

⑵摻入膨脹劑

由于硬化混凝土的體積變化通常是以體積收縮的形式表現(xiàn)出來(lái)，如果在水泥中加入某種膨脹組份，利用該組份產(chǎn)生一定程度的體積膨脹則可制成膨脹混凝土，以補(bǔ)償混凝土的收縮。膨脹混凝土是一種密實(shí)的不收縮混凝土。膨脹混凝土一方面推遲了收縮的產(chǎn)生過(guò)程，另一方面抗拉強(qiáng)度在水泥的水化過(guò)程中可以獲得大幅度增長(zhǎng)。當(dāng)混凝土的收縮開(kāi)始時(shí)，混凝土的抗拉強(qiáng)度已增長(zhǎng)到足以抵抗其收縮應(yīng)力的程度，從而阻止收縮裂縫的出現(xiàn)。最常用的膨脹劑是氧化鈣類(lèi)膨脹劑、氧化鎂類(lèi)膨脹劑及U型膨脹劑。

二、準(zhǔn)確掌握水泥用量、砂率及其相應(yīng)的灰砂比

⒈水泥用量、砂率

在適宜的水灰比范圍內(nèi)，水泥用量和砂率對(duì)混凝土抗?jié)B性有明顯的影響。應(yīng)采用合適的砂率和水泥用量，砂子和水泥的用量比例必須協(xié)調(diào)。砂子用量過(guò)多，混凝土結(jié)構(gòu)不密實(shí)，不僅降低了抗壓強(qiáng)度，且引起抗?jié)B性的急劇下降。若水泥用量太大，不僅增加工程造價(jià)，而且混凝土拌合物流動(dòng)太大，粗骨料容易產(chǎn)生不均勻沉降，以致硬化后的混凝土勻質(zhì)性差，收縮較大，同樣影響混凝土抗?jié)B性。在一般水泥用量情況下，卵石防水混凝土砂率可選用35%左右，而碎石防水混凝土空隙率較大，砂率以35%～40%為宜。

⒉合適的灰砂比

砂漿本身的抗?jié)B性?xún)?yōu)劣除水灰比外取決于灰砂比。灰砂比直接反映了水泥砂漿的濃度以及水泥包裹砂粒的情況，它對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)生成和沉降過(guò)程起重要作用。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出灰砂比偏大（即砂率偏低）及灰砂比偏?。瓷奥势撸?，混凝土的最終密實(shí)度增不高。只有當(dāng)水泥與砂子用量基本適應(yīng)，灰砂比量適宜，其抗?jié)B性也較好，灰砂比以1：2～1：2.5較為適官。

三、控制石子最大粒徑，重視摻和料的作用，保持良好養(yǎng)護(hù)條件

⒈控制石子最大粒徑以減少沉降縫隙

為了抑制混凝土中的孔隙，減少分層離析，必須限制最大石子粒徑。防水混凝土所用石子，粒徑以不大于40mm為宜。采用較小粒徑的石子，可以相對(duì)延長(zhǎng)混凝土中沿石子周邊的透水通路，增加對(duì)壓力水滲透的阻力。

⒉重視摻和料的作用

防水混凝土中應(yīng)用一定的摻和料，當(dāng)天然砂中小于0.15mm的顆粒較少時(shí)，外加一部分摻和料可填充一部分微小空隙并間接降低混凝土的水灰比，從而使混凝土密度及抗?jié)B性得到提高。

⒊保持良好養(yǎng)護(hù)條件

養(yǎng)護(hù)特別是早期養(yǎng)護(hù)對(duì)防水混凝土極為重要，也是混凝土獲得良好抗?jié)B性和強(qiáng)度的必要條件，新澆混凝土于潮濕環(huán)境中或水中硬化，水化作用完全，生成的晶態(tài)及膠態(tài)水化物阻塞毛細(xì)管孔道，降低了總孔隙率，增加了混凝土密實(shí)性。但如果混凝土過(guò)早暴露在大氣中，游離水通過(guò)表面迅速蒸發(fā)形成彼此相連通的毛細(xì)管孔網(wǎng)，而成為滲水通路，使混凝土的抗?jié)B性急劇降低，甚至完全失去防水能力。

影響防水混凝土抗?jié)B性的因素較多，但只要切實(shí)掌握以下配制技術(shù)：即控制水灰比在0.6以下，坍落度30～50mm；水泥用量不低于320kg/m3，不高于400kg/m3；含砂率不小于35%；灰砂比為l：2～1：2.5；粗骨料最大粒徑不超過(guò)40mm；細(xì)骨料最好采用中砂，合理使用各種外加劑、摻和料，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，就不難配制出質(zhì)量良好的防水混凝土。

（責(zé)任編輯：王春榮）

中圖分類(lèi)號(hào)：TU502

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1007- 3922（2016）02- 0033- 02

作者簡(jiǎn)介：孫永泰（1972～），男，滿(mǎn)族，沈陽(yáng)人，畢業(yè)于沈陽(yáng)化工學(xué)院，沈陽(yáng)近海開(kāi)發(fā)區(qū)城建工程處高級(jí)工程師。