基于統計分析的混凝土防滲墻成墻強度損失研究

陳 芳，熊煥淮，楊能輝

(1.江西省水利科學研究院，江西 南昌 330029；2.江西省水工安全工程技術研究中心，江西 南昌 330029)

0 引 言

混凝土防滲墻施工過程中存在諸多施工質量的控制盲點。用于檢測防滲墻混凝土物理力學性能的抗壓、抗滲試件一般在混凝土攪拌機機口取樣或對達到齡期后的墻體進行鉆芯取樣，并以此檢測結果作為評判混凝土防滲墻質量的重要依據，然而大量的工程檢測數據表明，機口取樣檢測結果都高于墻體鉆芯取樣檢測結果[1- 4]，為此，現場配制防滲墻混凝土摻合物時，總是將混凝土拌和物的抗壓、抗滲配制強度等級進行高配，即混凝土拌和物配制抗壓強度高于設計強度10～15 MPa， 混凝土拌和物配制抗滲等級高于設計抗滲等級2～3級，只有這樣才能使混凝土防滲墻成墻后的混凝土抗壓、抗滲性能滿足設計及規范要求。

本文結合某工程實際，通過室內外試驗，在大量試驗數據統計分析的基礎上，研究混凝土防滲墻實體抗壓、抗滲強度相對混凝土攪拌機機口取樣抗壓、抗滲強度損失程度和抗壓、抗滲強度隨著其深度的變化規律，以期為改進施工工藝、節約施工成本提供理論依據。

1 試驗依據及檢測結果來源

按SL352—2006《水工混凝土試驗規程》[5]對防滲墻攪拌機機口混凝土試塊抗壓強度、抗滲系數及成墻后混凝土芯樣抗壓強度、抗滲系數進行了試驗。試驗采用了某工程檢測數據，對收集到的112組機口混凝土試塊強度及相同部位(槽孔)芯樣強度，42組機口混凝土試塊滲透系數及相同部位(槽孔)芯樣滲透系數進行分析。考慮到混凝土設計等級差異，現將收集到的結果按照3個等級分類(C10、C15、C20)，混凝土抗壓強度和抗滲系數檢測結果見表1～6。混凝土抗滲設計系數為k≤1×10-6cm/s。

表1 C10混凝土抗壓強度MPa檢測結果 MPa

2 混凝土防滲墻抗壓、抗滲資料定性分析

2.1 混凝土抗壓強度檢測結果分析

根據收集的數據繪制機口混凝土試塊抗壓強度與相同部位(槽孔)混凝土芯樣抗壓強度相關關系見圖1，同時結合兩者變化率繪制混凝土抗壓強度變化區間(見圖2)。

表2 C10混凝土抗滲系數檢測結果 10-7 cm/s

表3 C15混凝土抗壓強度檢測結果 MPa

表4 C15混凝土相對滲透性系數檢測結果 10-7 cm/s

由表1、3、5可知，C10、C15、C20混凝土機口混凝土試塊抗壓強度與相同部位(槽孔)芯樣強度變化規律基本一致，其中相同部位(槽孔)的芯樣強度均比機口試塊強度要低，分別降低了26.7%、31.9%、26.94%。由圖1可知，C10、C15、C20混凝土機口混凝土試塊抗壓強度與相同部位(槽孔)芯樣抗壓強度變化相關系數分別為0.891、0.865、0.869 9。由圖2可知，C10混凝土抗壓強度變化區間主要集中在5～7 MPa，其中6～7 MPa區間百分比最大為38%；C15混凝土抗壓強度變化區間主要集中在8～10 MPa，其中9～10 MPa區間百分比最大為50%； C20混凝土抗壓強度變化區間主要集中在8～10 MPa，其中9～10 MPa區間百分比最大為42%。

表5 C20混凝土抗壓強度檢測結果 MPa

表6 C20混凝土相對滲透性系數檢測結果 10-7 cm/s

圖1 混凝土抗壓強度相關關系

圖2 混凝土抗壓強度變化

綜上，機口混凝土試塊抗壓強度與相同部位(槽孔)芯樣抗壓強度變化相關性較好，抗壓強度降低幅度均在30%附近，變化區間比較集中，主要分布在5～6、6～7、7～8、8～9、9～10 MPa 5個區域范圍內。

2.2 混凝土抗滲性能檢測結果分析

根據收集的數據繪制機口混凝土試塊相對滲透性系數與相同部位(槽孔)混凝土芯樣相對滲透性系數相關關系見圖3。

圖3 相對滲透性系數相關關系

由表2、4、6可知，C10、C15、C20混凝土機口混凝土試塊相對滲透性系數與相同部位(槽孔)芯樣相對滲透性系數變化規律基本一致，成墻后相同部位(槽孔)芯樣相對滲透性系數均低于機口混凝土的相對滲透性系數，分別減小了6.18×10-7、9.02×10-7、9.43×10-7cm/s。由圖3可知，C10、C15、C20混凝土機口混凝土試塊相對滲透性系數與相同部位(槽孔)芯樣相對滲透性系數變化相關系數分別為0.857 3、0.910、0.851 6。

綜上，機口混凝土試塊相對滲透性系數與相同部位(槽孔)芯樣相對滲透性系數變化相關系數較好，混凝土相對滲透性系數變化幅度較大，且混凝土強度等級越高，相對滲透性系數下降幅度越大。

3 結 語

本文結合某工程的試驗數據，對機口混凝土試塊和相同部位混凝土芯樣的抗壓強度與抗滲系數進行了研究，結果表明混凝土攪拌機機口混凝土試塊與相同部位(槽孔)混凝土芯樣的混凝土強度變化趨勢基本一致。成墻后混凝土較機口混凝土抗壓強度降低約5～10 MPa，降低約30%，抗滲系數降低5×10-7～9×10-7cm/s，且隨著混凝土強度等級的增加，下降幅度敏感性更大。

混凝土防滲墻在成形的過程中受溫度、壓強、過程不振搗等因素影響，混凝土抗壓強度必然會減小，而且在施工過程中受拔管法施工、過程不振搗等影響，墻體的密實度必然會比機口混凝土小，從而導致墻體的抗滲性差。試驗數據統計結果與實際相符合。受試驗條件的限制，試驗數據僅統計了C10、C15、C20混凝土強度等級的抗壓和抗滲性能變化規律，今后可以擴大混凝土強度等級范圍，進一步研究成墻后混凝土其他性能的變化規律。