巖土工程師輔導(dǎo)：防水混凝土配合比設(shè)計(jì)

　　一、嚴(yán)格控制水灰比水灰比除了影響防水砼結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度及抗?jié)B性能外，還影響著砼結(jié)構(gòu)的抗凍性能及耐久性，滿足水泥完全水化及侵潤砂石表面所需要的水灰比為0.20—0.25，但考慮到施工和易性要求及其它因素，水灰比都取得較大，例如對塑性砼，水灰比在0.4—0.7之間。

　　水灰比小于0.4的砼屬于干硬性或半干硬性砼。水灰比過小時(shí)，砼和易性不好，施工操作困難，影響砼的密實(shí)度和抗?jié)B性，水灰比過大時(shí)，用水量太多，砼在施工時(shí)泌水現(xiàn)象嚴(yán)重，水泥在水化過程中，砼中的游離水蒸發(fā)，不可避免地在砼內(nèi)部留下大量孔隙，這些孔隙相互貫通，形成開放性毛細(xì)管泌水通道，使砼結(jié)構(gòu)抗?jié)B性能降低、透水性增高。因此，水灰比是影響砼抗?jié)B性能的重要因素，只有最適宜的水灰比才能使砼的防水性能達(dá)到最佳狀態(tài)。目前國內(nèi)外對防水砼的水灰比都規(guī)定了一些限值，有的國家還以水灰比來控制防水砼的防水等級，我國規(guī)范最大限值為0.6.有關(guān)資料證明，在0.5—0.6范圍內(nèi)都取得了令人滿意的效果。

　　二、選擇最佳砂率

　　在相同水泥用量情況下，砂率的大小直接影響砼的抗?jié)B性能，與普通砼相比，防水砼采用富砂率，因?yàn)樗嗌皾{不僅起粘結(jié)填充作用，還要形成一定厚度的砂漿保護(hù)層，這層砂漿保護(hù)層包裹在粗骨料的表面并使這些粗骨料顆粒相互離開一定距離，這樣，一方面使砼達(dá)到了最大密實(shí)度，另一方面又能切斷砼內(nèi)部的毛細(xì)管道，從而提高了抗?jié)B性。粗細(xì)骨料要有良好的級配，各組粒徑要在篩分曲線范圍內(nèi)，砂率選擇要得當(dāng)，當(dāng)砂率過大時(shí)，由于砂用量過多，水泥漿不能包裹砂表面，結(jié)構(gòu)不密實(shí)，降低了砼的抗?jié)B性和抗壓強(qiáng)度。同時(shí)，砂率過大也必然要增加水泥用量和用水量，由此又導(dǎo)致砼的流動(dòng)性增大，砼在施工振搗時(shí)，粗細(xì)骨料產(chǎn)生不均勻下沉，砼各組分離析，導(dǎo)致硬化后砼勻質(zhì)性變差，結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生收縮裂縫，下部稀疏空洞，同樣降低結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和強(qiáng)度。所以，在設(shè)計(jì)防水砼配合比時(shí)，選擇最佳砂率對提高抗?jié)B性至關(guān)重要，在滿足規(guī)范要求條件下，砂率一般在0.36左右較為理想。

　　三、選擇量佳灰砂比

　　灰砂比表明了水泥砂漿中的水泥的濃度以及水泥砂漿包裹砂粒的情況，這與砂率所表明的概念不同，前者表明水泥砂漿的數(shù)量，后者表明水泥砂漿的質(zhì)量，灰砂經(jīng)對于砼的結(jié)構(gòu)形成和砼的各項(xiàng)指標(biāo)起著重要作用。灰砂比選擇得當(dāng)，就能得到密實(shí)度較高，符合設(shè)計(jì)要求的砼，當(dāng)灰砂比偏大時(shí)，水泥和水的用量偏大，容易發(fā)生不密、不均勻和收縮大等現(xiàn)象，使砼抗?jié)B性能下降，當(dāng)灰砂比偏小時(shí)，水泥和水用量偏少，砼拌合物易出現(xiàn)干澀和粘結(jié)力不好等現(xiàn)象，使施工和易性變差，降低了密實(shí)度，導(dǎo)致抗?jié)B性能下降，經(jīng)研究與實(shí)踐表明，抗?jié)B效果較為理想的灰砂比為1：20一l：25. .

　　四、合理選擇外加劑

　　砼在攪拌過程中所使用的水遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水泥水化所需要的水，多余的水使砼的抗?jié)B性能下降，所以減水是抗?jié)B的重要影響因素，因此合理是選擇外加劑，從而改善砼某些預(yù)期性能是防水砼配合比設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。

　　這一類外加劑品種很多，如作為引氣使用的松香酸納和松香熱聚物，微沫劑，有能加快水泥水化作用并使結(jié)晶致密的三乙醇胺，有能與水泥水化生成物反應(yīng)而生成膠體的氯化鐵等，在設(shè)計(jì)抗?jié)B標(biāo)號要求不高時(shí)，也可采用普通減少劑。

　　松香酸納和松香熱聚物屬于引氣型外加劑，加入砼中以后，砼內(nèi)將產(chǎn)生大量微小而均勻的氣泡，使砼粘滯性增大，不易松散離開，抑制沉降和泌水作用，這些氣泡是非開放性的，由于它們的存在，使毛細(xì)管性質(zhì)發(fā)生了改變，有效地提高了抗?jié)B性，抗凍性也有所提高，但使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制用量。 則將降低強(qiáng)度，在試配時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高試配標(biāo)號以彌補(bǔ)強(qiáng)度損失。

　　水泥在水化過程中生成氫氧化鈣，加入氯化鐵防水劑后，則生成難溶于水的氫氧化鐵膠體，這種膠體充滿砼或砂漿中的毛細(xì)孔道，從而堵塞滲水通路，增加了密實(shí)性，提高了抗?jié)B性，達(dá)到防水目標(biāo)，摻量為水泥重量的3%為宜。

　　三乙醇胺防水劑對水泥水化有加強(qiáng)作用，因而作用常溫下的早強(qiáng)劑，另外三乙醇胺還能使水泥水化生成物增多，水泥石結(jié)晶變細(xì)，因而砼更趨密實(shí)，提高了結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能。三乙醇胺的摻量，在常溫下可摻入水泥用量的0.05%，三乙醇胺防水劑摻量少、施工工藝簡單，應(yīng)用中不損傷機(jī)具，一般都使用此方法。

　　各種因素對防水砼質(zhì)量的影響是互相牽制的，不能孤立地強(qiáng)調(diào)某一因素而忽視另一因素，如坍落度的大小與用水量有關(guān)，而用水量的確定又與所使用的粗骨料的最大粒徑和水泥用量有關(guān)，還與水泥的品種有關(guān)，當(dāng)摻用外加劑時(shí)用水量還得在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。

　　防水砼配合比經(jīng)過理論計(jì)算后，要在試驗(yàn)室內(nèi)反復(fù)試驗(yàn)，直至配出既符合設(shè)計(jì)要求的抗?jié)B標(biāo)號和抗壓強(qiáng)度，又便于現(xiàn)場施工的防水砼。

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