浅谈抗渗混凝土在地下工程中的应用

施磊 吴胜财

摘    要：随着我国的经济的快速发展以及城市用地的紧缺，所大量开发地下空间。而地下建筑物、构筑物的建造又离不开抗渗混凝土的应用。

关键词：抗渗;混凝土;地下结构

1  抗渗混凝土介绍

（1）抗渗混凝土是以调整混凝土的配合比、掺外加剂或使用新品种水泥等方法提高自身的密实性、憎水性和抗渗性，使其满足抗渗压力大于0.4MPa的不透水性混凝土。（2）混凝土的抗渗性用抗渗等级（P）或渗透系数来表示。我国标准采用抗渗等级。抗渗等级是以28d龄期的标准试件，按标准试验方法进行试验时所能承受的最大水压力来确定。（3）GB 50164《混凝土质量控制标准》根据混凝土试件在抗渗试验时所能承受的最大水压力，混凝土的抗渗等级划分为P4、P6、P8、P10、P12和大于P12等六个等级。相应表示混凝土抗渗试验时一组6个试件中4个试件未出现渗水时不同的最大水压力。

2  抗渗混凝土的分类

2.1  普通抗渗混凝土

普通抗渗混凝土，是以调整配合比的方法，提高混凝土自身密实性以满足抗渗要求的混凝土。其原理是在保证和易性前提下减小水灰比，以减小毛细孔的数量和孔径，同时适当提高水泥用量和砂率，在粗骨料周围形成质量良好和数量足够的砂浆包裹层，使粗骨料彼此隔离，一阻隔沿粗骨料相互连通的渗水孔网。

2.2  外加剂抗渗混凝土

外加剂抗渗混凝土，是在混凝土中掺入适宜品种和数量的外加剂，改善混凝土内部结构，隔断或堵塞混凝土中的各种孔隙、裂缝及渗水通道，以达到改善抗渗性的一种混凝土。常用的外加剂有引气剂、防水剂、膨胀剂、减水剂、或引气减水剂等。

2.3  膨胀水泥抗渗混凝土

膨胀水泥抗渗混凝土，是采用膨胀水泥配置而成的混凝土，由于这种水泥在水化过程中能形成大量的钙矾石，会产生一定的体积膨胀，在有约束的条件下，能改善混凝土的孔結构，使毛细孔径减小，总孔隙率降低，从而使混凝土密实度、抗渗性提高。

3  抗渗混凝土的优点

（1）兼有防水和承重两种功能，能节约材料，加快施工速度。（2）材料来源广泛，成本低廉。（3）在结构物造型复杂的情况下，施工简便、防水性能可靠，适用性强。（4）渗漏水时易于检查，便于修补。（5）耐久性好。（6）可改善劳动条件。

4  抗渗混凝土配合比设计

抗渗混凝土配合比经过理论计算后，要在试验室内反复试验，直至配出既符合设计要求的抗渗标号和抗压强度，又便于现场施工的抗渗混凝土。

4.1  选择最佳砂率

在相同水泥用量情况下，砂率的大小直接影响混凝土的抗渗性能，与普通混凝土相比，抗渗混凝土采用富砂率，因为水泥砂浆不仅起粘结填充作用，还要形成一定厚度的砂浆保护层。

4.2  选择量佳灰砂比

灰砂比表明了水泥砂浆中的水泥的浓度以及水泥砂浆包裹砂粒的情况，这与砂率所表明的概念不同，前者表明水泥砂浆的数量，后者表明水泥砂浆的质量，灰砂经对于混凝土的结构形成和混凝土的各项指标起着重要作用。

4.3  合理选择外加剂

混凝土在搅拌过程中所使用的水远远超过水泥水化所需要的水，多余的水使混凝土的抗渗性能下降，所以减水是抗渗的重要影响因素，因此合理是选择外加剂，从而改善混凝土某些预期性能是抗渗混凝土配合比设计的重要内容之一。

5  抗渗混凝土对原材料的要求

（1）水泥：①普通硅酸盐水泥，强度不低于32.5MPa;②采用低水化热水泥，水泥的7天水化热指标不高于275kJ/kg，不得使用带有R字样的早强水泥;③水泥的碱含量须满足每立方米混凝土中水泥的总碱量不大于2.25kg。

（2）粉煤灰：粉煤灰的级别不低于II级，不得使用高钙粉煤灰。

（3）粗骨料：粗骨料宜采用连续级配，其最大粒径不宜大于40mm，含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%。

（4）细骨料：含泥量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%。

（5）外加剂：①宜采用防水剂，膨胀剂，引气剂，减水剂或引气减水剂。②具有早强性能。③采用高效减水剂。

（6）抗渗混凝土宜掺用矿物掺合料。

6  抗渗混凝土施工方法

（1）做好施工前的技术准备工作：混凝土厂家将配比单上报给参与方进行审核，包括材料状况等情况;掌握气候情况，尽量避开雨季浇筑。

（2）坍落度的控制：在第一车混凝土到达现场后，试验员应及时进行复核配比单和坍落度的测试，并经过监理的认证达到要求的配合比时方可浇注，发现不符坚决退场。

（3）落实振捣人员：振捣人员挑选以往进行操作过的，并且有振捣知识、振捣经验和工作责任心的职工，并在浇注前由施工员进行认真的技术交底（严格分层、逐层振捣密实，且在混凝土终凝前将给予二次振捣）。

（4）混凝土表面处理：混凝土表面处理在混凝土浇捣后2小时左右进行，板面先按标高用刮尺刮平，在初凝前用滚筒来回碾压数遍并二次振捣后，用木蟹打磨，待混凝土收水后，再二次用木蟹搓，以闭合收水裂缝，木蟹的纹路与房子纵向一致，待终凝后马上采取养护措施。

（5）模板的拆除时间：混凝土在硬过程中，早期由于混凝土内部水化热升温，混凝土内外温差会形成混凝土温度梯度，产生很大的拉应力，而混凝土早期强度低，极限拉伸小，处于不利的温度条件下，极易形成裂缝，因此采用延迟拆模时间，7天后方可拆除外墙侧模板，模板的保温作用可以减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土内外温差，防止表面裂缝，同时可以延长散热时间。

7  混凝土抗渗试验方法

试件制备：每组试件为六个，如用人工插捣成型时，分两层装入混凝土拌合物，每层插捣25次，在标准条件下养护，如结合工程需要，则在浇筑地点制作，每单位工程制件不少于两组，其中至少一组应在标准条件下养护，其余试件与构件相同条件下养护，试块养护期不少于28d，不超过90d。试件成型后24h拆模，用钢丝刷刷净两端面水泥浆膜，标准养护龄期为28d。

试验步骤：试件到期后取出，擦干表面，用钢丝刷刷净两端面，待表面干燥后，在试件侧面滚涂一层溶化的密封材料（黄油掺滑石粉）装入抗渗仪上进行试验。如在试验中，水从试件周边渗出，说明密封不好，要重新密封。试验时，水压从0.2MPa开始，每隔8h增加水压0.1MPa，并随时注意观察试件端面情况，一直加至6个试件中3个试件表面发现渗水，记下此时的水压力，即可停止试验。

注：当加压至设计抗渗标号，经过8h后第三个试件仍不渗水，表明混凝土以满足设计要求，也可停止试验。

试验结果计算：混凝土的抗渗标号以每组6个试件中4个未发生渗水现象的最大压力表示。抗渗标号按下列计算：

S=10H-1

式中S——混凝土抗渗标号： H——第三个试件顶面开始有渗水时的水压力（MPa） 注：混凝土抗渗标号分级为：S2、S4、S6、S8、S10、S12、若压力加至1.2MPa，经过8h，第三个试件仍未渗水，则停止试验，试件的抗渗标号以S12表示。

8  结论

抗渗混凝土在城市地下工程建设中的应用极为重要，而起到抗渗混凝土作用的前提是：①抗渗混凝土配合比设计要符合要求;②抗渗混凝土材料的选用应符合相关要求标准;③抗渗混凝土施工过程要按部就班不得野蛮施工进行;④抗渗混凝土养护方法及养护时间应满足相关规定要求。

作者简介：

施磊（1987—）男，汉族，籍贯辽宁省大连市，2012年毕业于大连海洋大学土木工程专业，现主要从事市政及建筑工程施工管理工作。

吴胜财（1982—）男，汉族，籍贯辽宁省大连市，于2006年7月毕业于沈阳建筑大学，现从事工程项目管理工作。