略論混凝土防滲的運用

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1方法步驟

a.根據壩體應力分析，初步擬定防滲墻主要技術參數。

b.參照已建工程，確定所用原材料，擬定室內配合比試驗方案。

c.分析比較試驗結果，確定混凝土施工配合比及主要技術參數。

d.加強施工技術指導，檢測復核施工結果。

e.總結課題研究成果及經驗。

2原材料混凝土防滲墻所需的主要原材料

根據水庫工程的實際，立足于最大限度采用本地產原材料和工程區天然建筑材料，以降低工程造價，因此確定采用的原材料為:32.5普通硅酸鹽水泥;碎石及砂(碎石最大粒徑為20mm，一級配);品質達到Ⅱ級要求的粉煤灰;商品Ⅱ級膨潤土省外購進;拌和水采用水庫蓄水或自來水，滿足規范要求:黏土及膨脹土摻和料選用工程附近戈家屯1號土料場及窄溝巖2號土料場土料;外加劑采用相應生產廠家的合格產品QX—A緩凝高效減水劑、DH9引氣劑。室內配合比試驗分析防滲墻混凝土的性能指標包括力學性能、抗滲性能和施工性能。不同的原材料配合比，決定了混凝土的剛、柔性。黏土、粉煤灰、膨潤土的不同摻量以及不同的水膠比是影響混凝土防滲墻性能的主要指標。通過查閱有關資料在混凝土中摻加一定量的黏土，不僅可以節約水泥，還可降低混凝土的彈性模量，使混凝土具有很好的變形性能。同時也改善混凝土拌和物的和易性，便于施工。混凝土中摻入粉煤灰能提高混凝土的后期強度、改善混凝土的和易性、減少水量、減少骨料分離和泌水。由于防滲墻混凝土為非常規材料，無針對性的試驗規程可循。根據的統計分析，并參照類似工程的試驗資料，本項目決定參照黏土混凝土和塑性混凝土的配比進行試驗研究。摻土率和水膠比是影響混凝土防滲墻性能的重要指標，根據本工程的特點，初步擬定用工程區土料場膨脹土、黏土進行了摻量分別為30%和25%黏土+5%商品膨潤土與不同水膠比共12組混凝土配合比試驗，并試配摻量不同的粉煤灰、商品膨潤土各一組進行對比試驗。各土料場土料摻量為30%時，水膠比分別為0.65、0.70、0.75、0.80的情況下相對滲透系數均在10－7～10－9之間，滿足設計要求，且數值相差不大，但靜力受壓彈性模量在5200～8900MPa之間、混凝土抗壓強度在5.4～10.7MPa之間，均大于設計要求。而摻有5%的商品膨潤土時，在相應水膠比的情況下，滲透系數變化不大，靜力受壓彈性模量、混凝土抗壓強度有所降低。

3參照

參照云南省水電設計院試驗室對茶爾山水庫的配比試驗結果，共同分析用純商品膨潤土取代黏土摻量，在滲透系數變化不大的情況下，能有效降低靜力受壓彈性模量2900～5200MPa，混凝土抗壓強度也相應降低至4MPa左右，所有指標均能滿足設計要求。摻粉煤灰對照組，靜力受壓彈性模量仍大于設計要求，混凝土抗壓強度卻降低。在實際工程中，雖然摻商品膨潤土能夠有效降低靜力受壓彈性模量(目前大型水利工程塑性混凝土防滲墻廣泛采用的配方)，由于商品膨潤土價格較高920元/t，工程投資太大，不宜用于工程實際。摻粉煤灰對防滲墻的主要力學指標影響不大，對粉煤灰的質量要求較高，也會增加一定投資。因此，為有效地降低工程造價，確定以在膠凝材料中摻加工程區天然土料為主的配比，而從試驗結果看，現有土料場中的黏土、膨脹土的有關試驗數據相差不大，均可直接用做混凝土的摻和料，但膨脹土加工破碎較為困難，因此，本工程選定戈家屯1號土料場紅黏土作為混凝土防滲墻黏土摻和料。工程施工前，為進一步優化工程設計，在保證滲透系數、抗壓強度不變的情況下，盡量降低工程造價，第二次選定的紅黏土按30%、35%分別與0.75、0.80兩種水膠比做了四組配比試驗，最終確定水庫混凝土防滲墻施工配合比，黏土摻量為35%，水膠比為0.8有關設計指標調整為:單軸抗壓強度3～7MPa，初始受壓彈性模量為2000～7000MPa;滲透系數＜10－7cm/s，破壞比降≥80;施工參數:坍落度20cm，初凝時間大于10h，終凝時間小于24h。綜上所述，所選定的材料配比，受壓彈性模量雖然比塑性混凝土略高，但較之其他工程已顯著降低，混凝土各項指標介于塑性混凝土防滲墻與黏土防滲墻之間，稱為低彈模混凝土。性能指標優于黏土混凝土，經濟指標遠遠優于摻加膨潤土的塑性混凝土。對壩體應力進行復核計算，滿足水庫壩體防滲及安全設計要求，可應用于工程實際。

作者：龐建平董麗單位：云南省曲靖市麒麟區水務局