防滲墻塑性混凝土抗壓性能的影響因素研究

賈 佳

（遼寧省康平縣水利局，遼寧康平 110500）

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防滲墻塑性混凝土抗壓性能的影響因素研究

賈 佳

（遼寧省康平縣水利局，遼寧康平 110500）

【摘 要】塑性混凝土防滲墻具有較低的彈性模量、較好的防滲性能和較大的變形能力，其抗滲性能已經接近甚至超過普通剛性混凝土，因而在水利防滲工程中發揮著重要的作用。但是，由于塑性混凝土中添加了黏土、膨潤土，因此其抗壓強度較低，這對墻體的變形是不利的。因此，塑性混凝土抗壓強度試驗研究，是塑性混凝土防滲墻研究的關鍵，可為工程中的應用提供可靠的依據。

【關鍵詞】塑性混凝土；水膠比；水泥用量；養護齡期；抗壓強度

水利工程防滲通常采用混凝土防滲墻。自20世紀50年代以來，混凝土防滲墻技術逐步發展成熟。隨之也帶來一些問題，其中最突出的是：普通混凝土作為防滲墻的墻體材料時，因其具有剛性，與周圍巖土體變形協調存在較大的差異，導致墻體產生裂縫，防滲效果降低，嚴重時會失效。為了解決這一問題，近年來對塑性混凝土技術進行了較多的研究和應用，能很好地解決防滲墻的開裂問題。塑性混凝土由黏土、膨潤土等替代部分水泥，與砂、石子、水等經攪拌、澆筑、凝結而成，是一種柔性材料，具有良好的和易性、較低的彈性模量和較好的防滲性能。塑性混凝土的和易性好，擴散度較大，凝結時間較長，在澆筑時不易堵塞輸漿管道；其彈性模量較低，并且可以人為進行一定程度的改變；其抗滲性能已經接近甚至超過普通剛性混凝土。但是，由于塑性混凝土中添加了黏土、膨潤土，因此其抗壓強度較低，這對墻體的變形是不利的。因此，塑性混凝土抗壓強度研究是塑性混凝土防滲墻研究的關鍵，可為工程應用提供可靠的依據。

1　混凝土配合比設計

黏土和膨潤土具有吸水性強、不易分散的特點，加入到塑性混凝土中，就需要更多的水來使其均勻分散，不形成團塊；將更多的砂加入到塑性混凝土中，可以降低其彈性模量，但是也需要更多水量；由于黏土和膨潤土替代了部分水泥，因此塑性混凝土中水泥用量較少，水膠比較大，加入適當的外加劑可以減少水的用量和降低彈性模量。要達到塑性混凝土防滲墻與周圍巖土體協調變形的要求，塑性混凝土應具有低強度、低彈性模量、大坍落度和大擴散度的特點。為進行塑性混凝土的配合比設計，首先要對混凝土達到的技術參數進行規定，見表1。

表1　配合比設計技術參數

根據表1的設計技術參數，對塑性混凝土按照三個配合比進行試驗，對7d和28d的試件進行標準養護，在達到試驗齡期時對相關參數進行測定，并對試驗結果進行分析，以確定合適的配合比，結果見表2。

表2　塑性混凝土配合比設計結果

2　混凝土的抗壓強度試驗

2. 1試驗流程

試驗按《水工混凝土試驗規程》（SL 352—2006）要求進行，試件是邊長為15cm的正方體試塊，試驗流程如下：

a.將試塊放到養護室中，直到達到試驗要求的齡期，并用濕布等覆蓋保濕。

b.將養護后的試件擦拭干凈，測量其長、寬、高，測量精度為mm量級。對于有嚴重缺陷、承壓面與相鄰面不垂直度超過±1°或者承壓面的不平整度大于試件邊長0. 05%的試件，應廢棄。

c.將試件放置在壓板中央，為保證試驗的準確性，在試件與壓板間放置鋼墊層，當試件的承壓面與頂面相互垂直時，啟動試驗設備，如果鋼墊板和壓板接觸時發生明顯偏斜，應立刻調整球座，保證試件均勻受壓。

d.設備施加的載荷均勻增加，試件發生破壞的表現形式為：試件出現迅速變形，此時應該停止加載，當試件徹底破壞時，記錄下破壞荷載值。

e.抗壓強度試驗結果由混凝土抗壓強度公式計算得到：

式中 fcc——混凝土的抗壓強度，MPa；

P——徹底破壞對應的荷載，N；

A——混凝土試件的承壓面積，mm2。為保證試驗結果的準確性，每個試件進行3次測量，取3次試驗結果平均值作為最終試驗結果。當單次結果與最終結果間的誤差超過±20%時，認為該次試驗數據無效，需補做第四次試驗，直到得出有效試驗結果。

2. 2抗壓性能的影響因素

塑性混凝土的材料及用量、試驗條件等均對其抗壓強度有影響。為了找到不同材料及其用量、試驗條件等對塑性混凝土抗壓強度的影響規律，進行了抗壓試驗，并對試驗結果（見表3）進行了相關的分析。

表3　抗壓強度試驗結果

2. 2. 1水膠比的影響

根據表3中前三組的試驗結果，進行回歸分析，得到塑性混凝土7d齡期和28d齡期的抗壓強度與水膠比關系，如圖1所示。

圖1　塑性混凝土抗壓強度與水膠比的線性關系

由圖1可知：隨著塑性混凝土水膠比的增大，其抗壓強度逐漸減小，兩者呈線性關系。其機理是：由于水膠比的增大，超過了混凝土水化反應的需要，混凝土中自由水增多，在硬化過程中，水分蒸發，從而在混凝土內部形成空隙，使其抗壓強度降低。

對表3中后三組的結果用式（2）和式（3）進行線性回歸分析，結果見表4。

表4　抗壓強度與水膠比線性回歸方程驗證結果

由表4可知：DZ-1試樣7d和DZ-3試樣28d的線性回歸結果與實際結果差異較大，其他的結果較接近。要進一步推導出比較完善的回歸方程，則應通過增加試驗組數等方法來實現。

2. 2. 2水泥的影響

根據表3中的試驗結果，進行回歸分析，得到塑性混凝土7d齡期和28d齡期的抗壓強度與水泥用量關系，如圖2所示。

由圖2可知：隨著水工混凝土中水泥含量的增大，其抗壓強度逐漸增大。其機理是：由于水泥用量的增加，水泥發生水化反應，形成了

圖2　混凝土抗壓強度與水泥用量的關系

C-S-H等膠凝物質，從而形成硬化漿體，使混凝土中膠體強度增加，抗壓強度提高。當然，在塑性混凝土中需控制水泥用量，否則會影響塑性混凝土的塑性。

2. 2. 3養護齡期的影響

根據表3中的試驗結果可知：隨著養護齡期的增長，塑性混凝土的抗壓強度逐漸增大。其機理是：在養護前期，塑性混凝土發生塑化反應，黏土中的蒙脫石和高嶺石等礦物吸水膨脹，這一階段混凝土的強度增加很慢，甚至會有所降低，隨著齡期的增長，塑化作用減弱，固化作用增強，混凝土的強度逐漸增加。

3　結 語

為了找到不同材料及其用量、試驗條件等對塑性混凝土抗壓強度的影響規律，進行了抗壓試驗，并對試驗結果進行了相關分析。結果表明：隨著塑性混凝土水膠比的增大，其抗壓強度逐漸減小，兩者呈線性關系；隨著塑性混凝土中水泥用量的增加，其抗壓強度逐漸增大；隨著養護齡期的增長，塑性混凝土的抗壓強度逐漸增大。■

參考文獻

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Research on the influence factors of Plastic concrete comPressive ProPerty in cut-off Wall

JIA Jia
（Liaoning Kangping Vounty Water Vonservancy Bureau，Kangping 110500，Vhina）

Abstract：Plastic concrete cut-off wall has lower elastic modulus，better anti-seepage performance and larger deformation ability. Its anti-permeability performance has been closer to or even higher than ordinary rigid concrete，thereby playing an important role in water conservancy anti-seepage project. However，since plastic concrete is mixed with clay and bentonite，the compressive strength is lower，which is adverse to wall deformation. Therefore，research on compressive strength of plastic concrete is critical for studying plastic concrete cut-off wall，which can provide reliable basis for the application in project.

Key Words：plastic concrete；water-cement ratio；cement content；curing period；compressive strength

DOI：10.16617／j.cnki.11-5543／TK.2016.02.013

中圖分類號：TV431

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8241（2016）02-0041-03