如何正确使用防水混凝土

孙永泰



如何正确使用防水混凝土

孙永泰

摘要：本文论述了混凝土各组成材料对提高混凝土防水性能的影响，提出了配制防水混凝土的技术途径和方法。

关键词：水灰比；坍落度；粗细骨料；外加剂

防水混凝土在地下工程及各类储水、输水构筑物等工程中应用广泛。近年来，有关方面为揭示防水混凝土的防水原理，确立我国自己的防水混凝土配制理论进行了大量的科学试验和工程实践，认为配制防水混凝土的技术关键在于提高砂浆质量，增加砂浆控制参数合理配合比，减少混凝土内部孔隙，改变孔隙特征，提高自身密实和抗渗性。然而在实践中我们发现不同砂石级配同样能配制出抗渗能力较高的防水混凝土。关键是应遵循防水混凝土的一些配制原则、方法。

一、控制坍落度，降低水灰比，采用外加剂

⒈控制坍落度

在相同水灰比和含砂率条件下，坍落度不同，泌水率有明显差异，也会导致抗渗性不同。坍落度越大，泌水率越大，骨料的沉降作用越强烈，混凝土内开放毛细孔也越多，必会对混凝土渗透性产生一定影响。因此，在要求选择适宜水灰比的同时，必须控制混凝土坍落度。从便于施工和确保混凝土的抗渗考虑，普通防水混凝土的坍落度以30～50mm为宜。

⒉降低水灰比

混凝土拌合物的水灰比对硬化混凝土孔隙的大小、质量起决定性作用，直接影响着混凝土结构的密实性。从理论上说，在满足水泥完全水化前提下，水灰比越小，混凝土密实性越好，抗渗及强度也越高。但水灰比过小，施工操作困难将影响混凝土密实性，对抗渗性不利。若水灰比过大，超过了水泥保水限度则会出现析水现象。考虑到施工现场和试验室的差别以及防水混凝土的抗渗压力不应小于P6强度等级的要求和耐久性的要求，防水混凝土最大水灰比不宜超过0.60。

⒊采用外加剂

⑴掺入减水剂和引气剂

塑性收缩是干燥收缩的一部分，对混凝土耐久性的危害极大，抑制塑性收缩的最重要的措施是应严格控制混凝土的水灰比。通常在配制防水混凝土时掺入以减水剂为主要成份的混凝土外加剂来降低混凝土的水灰比。使用减水剂可以在降低用水量10%～20%的情况下，满足混凝土对施工和易性的要求，而硬化混凝土可获得更好的力学性能与耐久性能。在常温下施工时也可使用引气型外加剂，如松香热聚物。在混凝土内加入适量引气剂，混凝土内产生大量均匀而微小的气泡，使混凝土的粘滞性增大，抑制沉降泌水作用。这些气泡是非开放性的。由于气泡的阻隔，改变了毛细管的数量和特性，减少了混凝土中的细管壁增水化。这也能阻止混凝土的吸水作用，提高混凝土结构的防水能力。引气剂还能提高混凝土结构的抗冻融性能，这也间接提高了混凝土的防水抗渗性能。

⑵掺入膨胀剂

由于硬化混凝土的体积变化通常是以体积收缩的形式表现出来，如果在水泥中加入某种膨胀组份，利用该组份产生一定程度的体积膨胀则可制成膨胀混凝土，以补偿混凝土的收缩。膨胀混凝土是一种密实的不收缩混凝土。膨胀混凝土一方面推迟了收缩的产生过程，另一方面抗拉强度在水泥的水化过程中可以获得大幅度增长。当混凝土的收缩开始时，混凝土的抗拉强度已增长到足以抵抗其收缩应力的程度，从而阻止收缩裂缝的出现。最常用的膨胀剂是氧化钙类膨胀剂、氧化镁类膨胀剂及U型膨胀剂。

二、准确掌握水泥用量、砂率及其相应的灰砂比

⒈水泥用量、砂率

在适宜的水灰比范围内，水泥用量和砂率对混凝土抗渗性有明显的影响。应采用合适的砂率和水泥用量，砂子和水泥的用量比例必须协调。砂子用量过多，混凝土结构不密实，不仅降低了抗压强度，且引起抗渗性的急剧下降。若水泥用量太大，不仅增加工程造价，而且混凝土拌合物流动太大，粗骨料容易产生不均匀沉降，以致硬化后的混凝土匀质性差，收缩较大，同样影响混凝土抗渗性。在一般水泥用量情况下，卵石防水混凝土砂率可选用35%左右，而碎石防水混凝土空隙率较大，砂率以35%～40%为宜。

⒉合适的灰砂比

砂浆本身的抗渗性优劣除水灰比外取决于灰砂比。灰砂比直接反映了水泥砂浆的浓度以及水泥包裹砂粒的情况，它对混凝土的结构生成和沉降过程起重要作用。从试验结果可以看出灰砂比偏大（即砂率偏低）及灰砂比偏小（即砂率偏高），混凝土的最终密实度增不高。只有当水泥与砂子用量基本适应，灰砂比量适宜，其抗渗性也较好，灰砂比以1：2～1：2.5较为适官。

三、控制石子最大粒径，重视掺和料的作用，保持良好养护条件

⒈控制石子最大粒径以减少沉降缝隙

为了抑制混凝土中的孔隙，减少分层离析，必须限制最大石子粒径。防水混凝土所用石子，粒径以不大于40mm为宜。采用较小粒径的石子，可以相对延长混凝土中沿石子周边的透水通路，增加对压力水渗透的阻力。

⒉重视掺和料的作用

防水混凝土中应用一定的掺和料，当天然砂中小于0.15mm的颗粒较少时，外加一部分掺和料可填充一部分微小空隙并间接降低混凝土的水灰比，从而使混凝土密度及抗渗性得到提高。

⒊保持良好养护条件

养护特别是早期养护对防水混凝土极为重要，也是混凝土获得良好抗渗性和强度的必要条件，新浇混凝土于潮湿环境中或水中硬化，水化作用完全，生成的晶态及胶态水化物阻塞毛细管孔道，降低了总孔隙率，增加了混凝土密实性。但如果混凝土过早暴露在大气中，游离水通过表面迅速蒸发形成彼此相连通的毛细管孔网，而成为渗水通路，使混凝土的抗渗性急剧降低，甚至完全失去防水能力。

影响防水混凝土抗渗性的因素较多，但只要切实掌握以下配制技术：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%；灰砂比为l：2～1：2.5；粗骨料最大粒径不超过40mm；细骨料最好采用中砂，合理使用各种外加剂、掺和料，加强养护，就不难配制出质量良好的防水混凝土。

（责任编辑：王春荣）

中图分类号：TU502

文献标识码：B

文章编号：1007- 3922（2016）02- 0033- 02

作者简介：孙永泰（1972～），男，满族，沈阳人，毕业于沈阳化工学院，沈阳近海开发区城建工程处高级工程师。