水電工程塑性混凝土性能試驗研究

金星

摘 要：從水電工程中塑性混凝土的性能試驗入手，就塑性混凝土的特點、性能、研究和應(yīng)用等方面進(jìn)行了簡單分析，并對塑性混凝土的工作性能、彈性模量、抗?jié)B性和強(qiáng)度等典型特點進(jìn)行了研究和分析。

關(guān)鍵詞：塑性混凝土；工作性能；抗?jié)B試驗；彈性模量

中圖分類號：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.125

混凝土是一種由膠凝材料、砂石骨料、水和外加劑等攪拌、漿體澆筑而凝結(jié)形成的混合材料。塑性混凝土更為特殊，它的原材料中摻入了適當(dāng)?shù)呐蛎浲粒瑢儆谝环N水泥用量較少的黏土混凝土，彈性模量更低、極限應(yīng)變更大。目前，人們對混凝土新生材料的性能提出了更高的要求。因此，混凝土只有具備更強(qiáng)大的工作性能，才能滿足人們生產(chǎn)、生活的需求。

20世紀(jì)50年代初期，混凝土防滲墻技術(shù)起源于意大利，最初用在土石壩基礎(chǔ)的防滲中。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的交流、應(yīng)用，塑性混凝土除了可廣泛應(yīng)用于水電工程、水工建筑的土石結(jié)構(gòu)中外，還可應(yīng)用于病險壩體的修復(fù)處理中。而對于其拌和物的工作性能、彈性模量、抗?jié)B性和強(qiáng)度等重要特征，我們還需要進(jìn)一步試驗和研究。

1 塑性混凝土拌和物工作性能試驗研究

為了滿足水工建筑中壩基防滲墻的施工要求，必須保證抗壓強(qiáng)度足夠大，且易于泵送。塑性混凝土拌和物的流動性、黏聚性等均較強(qiáng)，不易離析、泌水。如果拌和物的性能達(dá)不到一定的要求，則無法使硬化后的塑性混凝土均勻，進(jìn)而導(dǎo)致塑性混凝土耐久性降低、力學(xué)性能變差。以下舉幾個典型的拌和物實例，以說明塑性混凝土拌和物的工作性能。

1.1 水泥

水泥是塑性混凝土中最重要的膠凝材料，與混凝土的工作性能密切相關(guān)。水泥顆粒的細(xì)度、凝結(jié)時間、比表面積和顆粒分布等都會影響混凝土的相關(guān)性能，不合理使用水泥也會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)泌水、起粉等不良現(xiàn)象，進(jìn)而影響使用。

1.2 骨料

骨料分為細(xì)骨料和粗骨料，其級配合理性影響著塑性混凝土的工作性能。在實驗室中，運用了不同砂細(xì)度的混凝土的和易性進(jìn)行坍落度試驗后發(fā)現(xiàn)，細(xì)骨料顆粒過粗會導(dǎo)致混凝土的黏聚性下降，進(jìn)而阻礙泵送，甚至出現(xiàn)離析、泌水等現(xiàn)象。

1.3 混凝土水灰比

混凝土的水灰比越大，則混凝土中的自由水越多，水與水泥的分離時間一長，塑性混凝土更易泌水，進(jìn)而影響水泥的凝結(jié)、硬化，導(dǎo)致混凝土的保水質(zhì)量和抗壓強(qiáng)度明顯下降。

1.4 塑性混凝土彈性模量試驗研究

彈性模量是塑性混凝土的重要力學(xué)性能指標(biāo)，它對防滲墻的變形能力有著重要的參考價值。在不同測試標(biāo)距下進(jìn)行了百分比或千分比測驗后發(fā)現(xiàn)，只有增大水膠比、減少水泥用量、降低砂率、增加黏土量，才能使其分配更加合理，使塑性混凝土的彈性模量保持在較低水平，從而更好地保證混凝土在使用中的安全性和穩(wěn)定性。

1.5 塑性混凝土抗?jié)B性試驗研究

我國的混凝土抗?jié)B性標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)水來評價混凝土的滲透性，即運用水壓力法。只有適當(dāng)減少水泥用量，保證膨潤土的顆粒和較細(xì)的黏土顆粒能吸附大量水分，才能使混凝土中的大部分自由水分子變?yōu)榛纤肿樱瑥亩岣呋炷恋拿軐嵭浴⒖節(jié)B性，使混凝土單位體積內(nèi)的空隙減少，足以抵抗一定的滲水壓力。

隨著大批工程的投入運行，塑性混凝土防滲墻作為一種20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的新型防滲技術(shù)，已在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。目前，在我國，塑性混凝土防滲墻在施工圍堰保護(hù)、老壩除險修復(fù)等方面得到了廣泛運用，塑性混凝土防滲墻的施工過程也在逐步完善。

1.6 塑性混凝土強(qiáng)度試驗研究

為了探討不同因素對塑性混凝土抗壓強(qiáng)度的影響，針對原材料的條件和比例對塑性混凝土的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了各種對比試驗。由于塑性混凝土是一種介于土與普通混凝土之間的柔性材料，所以，其養(yǎng)護(hù)條件更加嚴(yán)格和獨特。水泥、膨潤土、骨料和外加劑等多種拌和物的配比都對塑性混凝土的強(qiáng)度有重要影響。比如，骨料在塑性混凝土中起著支撐和填充作用，其用量通常為塑性混凝土的50%，其強(qiáng)度對塑性混凝土強(qiáng)度的影響不大，但其比表面積和黏結(jié)強(qiáng)度對塑性混凝土的強(qiáng)度有著十分重要的影響。研究發(fā)現(xiàn)，骨料的粒徑越小，塑性混凝土中形成的空隙就越小，混凝土的強(qiáng)度就越高。合理控制骨料的最大粒徑和含沙量，適當(dāng)增加水泥用量，并采用高強(qiáng)度等級的水泥控制骨料的級配是提高塑性混凝土強(qiáng)度的有效方法之一。此外，在條件允許的情況下，可適當(dāng)摻入粉煤灰和外加劑，從而使混凝土的強(qiáng)度更高。

2 結(jié)束語

混凝土防滲墻作為一種有效的防護(hù)措施，已被廣泛運用于我國水利水電工程及相關(guān)建筑和壩基的建設(shè)中。塑性混凝土在國內(nèi)外的運用案例為我們提供了寶貴的經(jīng)驗。只有不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，掌握更多關(guān)于混凝土性能和試驗研究的資料，才能更加合理、有效地運用塑性混凝土。

在越來越多的壩體、壩基、水庫和海港等建筑的基礎(chǔ)工程中，塑性混凝土體現(xiàn)出了它獨特、合理、有效的一面。在今后的發(fā)展過程中，我們應(yīng)更加深入地分析和掌握塑性混凝土不同方面的工作性能，從而使其在水利水電等工程中得到進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕

Abstract： In this paper， the characteristics， properties， research and application of plastic concrete in the hydropower project are analyzed， and the typical characteristics of plastic concrete， such as working performance， elastic modulus， anti-permeability and strength are studied and analyzed.

Key words： plastic concrete； working performance； permeability test； elastic modulus