基于統(tǒng)計分析的混凝土防滲墻成墻強(qiáng)度損失研究

陳 芳，熊煥淮，楊能輝

(1.江西省水利科學(xué)研究院，江西 南昌 330029；2.江西省水工安全工程技術(shù)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(zhì)量的控制盲點(diǎn)。用于檢測防滲墻混凝土物理力學(xué)性能的抗壓、抗?jié)B試件一般在混凝土攪拌機(jī)機(jī)口取樣或?qū)_(dá)到齡期后的墻體進(jìn)行鉆芯取樣，并以此檢測結(jié)果作為評判混凝土防滲墻質(zhì)量的重要依據(jù)，然而大量的工程檢測數(shù)據(jù)表明，機(jī)口取樣檢測結(jié)果都高于墻體鉆芯取樣檢測結(jié)果[1- 4]，為此，現(xiàn)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?jié)B配制強(qiáng)度等級進(jìn)行高配，即混凝土拌和物配制抗壓強(qiáng)度高于設(shè)計強(qiáng)度10～15 MPa， 混凝土拌和物配制抗?jié)B等級高于設(shè)計抗?jié)B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?jié)B性能滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

本文結(jié)合某工程實際，通過室內(nèi)外試驗，在大量試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，研究混凝土防滲墻實體抗壓、抗?jié)B強(qiáng)度相對混凝土攪拌機(jī)機(jī)口取樣抗壓、抗?jié)B強(qiáng)度損失程度和抗壓、抗?jié)B強(qiáng)度隨著其深度的變化規(guī)律，以期為改進(jìn)施工工藝、節(jié)約施工成本提供理論依據(jù)。

1 試驗依據(jù)及檢測結(jié)果來源

按SL352—2006《水工混凝土試驗規(guī)程》[5]對防滲墻攪拌機(jī)機(jī)口混凝土試塊抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B系數(shù)及成墻后混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B系數(shù)進(jìn)行了試驗。試驗采用了某工程檢測數(shù)據(jù)，對收集到的112組機(jī)口混凝土試塊強(qiáng)度及相同部位(槽孔)芯樣強(qiáng)度，42組機(jī)口混凝土試塊滲透系數(shù)及相同部位(槽孔)芯樣滲透系數(shù)進(jìn)行分析?？紤]到混凝土設(shè)計等級差異，現(xiàn)將收集到的結(jié)果按照3個等級分類(C10、C15、C20)，混凝土抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B系數(shù)檢測結(jié)果見表1～6?；炷量?jié)B設(shè)計系數(shù)為k≤1×10-6cm/s。

表1 C10混凝土抗壓強(qiáng)度MPa檢測結(jié)果 MPa

2 混凝土防滲墻抗壓、抗?jié)B資料定性分析

2.1 混凝土抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果分析

根據(jù)收集的數(shù)據(jù)繪制機(jī)口混凝土試塊抗壓強(qiáng)度與相同部位(槽孔)混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度相關(guān)關(guān)系見圖1，同時結(jié)合兩者變化率繪制混凝土抗壓強(qiáng)度變化區(qū)間(見圖2)。

表2 C10混凝土抗?jié)B系數(shù)檢測結(jié)果 10-7 cm/s

表3 C15混凝土抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果 MPa

表4 C15混凝土相對滲透性系數(shù)檢測結(jié)果 10-7 cm/s

由表1、3、5可知，C10、C15、C20混凝土機(jī)口混凝土試塊抗壓強(qiáng)度與相同部位(槽孔)芯樣強(qiáng)度變化規(guī)律基本一致，其中相同部位(槽孔)的芯樣強(qiáng)度均比機(jī)口試塊強(qiáng)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(jī)口混凝土試塊抗壓強(qiáng)度與相同部位(槽孔)芯樣抗壓強(qiáng)度變化相關(guān)系數(shù)分別為0.891、0.865、0.869 9。由圖2可知，C10混凝土抗壓強(qiáng)度變化區(qū)間主要集中在5～7 MPa，其中6～7 MPa區(qū)間百分比最大為38%；C15混凝土抗壓強(qiáng)度變化區(qū)間主要集中在8～10 MPa，其中9～10 MPa區(qū)間百分比最大為50%； C20混凝土抗壓強(qiáng)度變化區(qū)間主要集中在8～10 MPa，其中9～10 MPa區(qū)間百分比最大為42%。

表5 C20混凝土抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果 MPa

表6 C20混凝土相對滲透性系數(shù)檢測結(jié)果 10-7 cm/s

圖1 混凝土抗壓強(qiáng)度相關(guān)關(guān)系

圖2 混凝土抗壓強(qiáng)度變化

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

2.2 混凝土抗?jié)B性能檢測結(jié)果分析

根據(jù)收集的數(shù)據(jù)繪制機(jī)口混凝土試塊相對滲透性系數(shù)與相同部位(槽孔)混凝土芯樣相對滲透性系數(shù)相關(guān)關(guān)系見圖3。

圖3 相對滲透性系數(shù)相關(guān)關(guān)系

由表2、4、6可知，C10、C15、C20混凝土機(jī)口混凝土試塊相對滲透性系數(shù)與相同部位(槽孔)芯樣相對滲透性系數(shù)變化規(guī)律基本一致，成墻后相同部位(槽孔)芯樣相對滲透性系數(shù)均低于機(jī)口混凝土的相對滲透性系數(shù)，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(jī)口混凝土試塊相對滲透性系數(shù)與相同部位(槽孔)芯樣相對滲透性系數(shù)變化相關(guān)系數(shù)分別為0.857 3、0.910、0.851 6。

綜上，機(jī)口混凝土試塊相對滲透性系數(shù)與相同部位(槽孔)芯樣相對滲透性系數(shù)變化相關(guān)系數(shù)較好，混凝土相對滲透性系數(shù)變化幅度較大，且混凝土強(qiáng)度等級越高，相對滲透性系數(shù)下降幅度越大。

3 結(jié) 語

本文結(jié)合某工程的試驗數(shù)據(jù)，對機(jī)口混凝土試塊和相同部位混凝土芯樣的抗壓強(qiáng)度與抗?jié)B系數(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明混凝土攪拌機(jī)機(jī)口混凝土試塊與相同部位(槽孔)混凝土芯樣的混凝土強(qiáng)度變化趨勢基本一致。成墻后混凝土較機(jī)口混凝土抗壓強(qiáng)度降低約5～10 MPa，降低約30%，抗?jié)B系數(shù)降低5×10-7～9×10-7cm/s，且隨著混凝土強(qiáng)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(qiáng)、過程不振搗等因素影響，混凝土抗壓強(qiáng)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(jī)口混凝土小，從而導(dǎo)致墻體的抗?jié)B性差。試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果與實際相符合。受試驗條件的限制，試驗數(shù)據(jù)僅統(tǒng)計了C10、C15、C20混凝土強(qiáng)度等級的抗壓和抗?jié)B性能變化規(guī)律，今后可以擴(kuò)大混凝土強(qiáng)度等級范圍，進(jìn)一步研究成墻后混凝土其他性能的變化規(guī)律。