一種自防水混凝土的研制

段旭陽 孫利強 陳天橋

西安培華學院建筑與藝術(shù)設(shè)計學院 陜西 西安 710125

引言

混凝土是工程中應用最多的建筑材料，也是主要的結(jié)構(gòu)材料。由于混凝土的物理、結(jié)構(gòu)特性，使混凝土存在其自身難以彌補的缺陷，在混凝土內(nèi)部會形成一定的孔隙和微裂縫。水分及其它有害物質(zhì)通過孔隙和微裂縫侵入混凝土內(nèi)部，會造成混凝土結(jié)構(gòu)強度降低、滲漏、碳化、鋼筋銹蝕等一系列問題，嚴重影響了混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性，使結(jié)構(gòu)的可靠度降低。

本項目旨在調(diào)整混凝土配合比及外加摻料，研究一種自防水混凝土，該自防水混凝土中的硅化物能與混凝土中的氫氧化鈉進行反應生成一種凝膠材料，隨著凝膠不斷的生成，堵塞混凝土中的孔隙和微裂縫，在提高混凝土的密實性、增強混凝土的耐久性的同時達到防水防滲。

1 試驗概述

試驗所用材料：P·O 42.5；細骨料：河砂，連續(xù)級配；粗骨料：5-25mm碎石；自行調(diào)整水灰比（0.4、0.45、0.5、0.55、0.6）、砂率（20%、25%、30%、35%、40%）、礦渣粉煤灰（10%、15%、20%、25%、30%）、拌合使用自來水。

試驗所用儀器：TYE-2000B 型電液式壓力機數(shù)顯測力儀；混凝土抗?jié)B儀；溫度20±2℃，濕度為95%以上的標準養(yǎng)護室；

試驗方案：試驗中的混凝土試塊采用不同配合比，以尋求不同條件對混凝土防水性能的影響，各試件均采用P·O 42.5普通硅酸鹽水泥。此次試驗共制作45個尺寸為100mm×100mm×100mm混凝土試塊。對制作的混凝土試塊在20±2℃與濕度95%的環(huán)境下養(yǎng)護28天后，試塊具備70%的抗壓強度繼續(xù)后期的實驗。取不同配合比的混凝土試塊15個作為一組，將試塊分成3組分別放置在干燥環(huán)境，水中環(huán)境，標準養(yǎng)護環(huán)境分別養(yǎng)護10天，之后取水中試樣和干燥試樣置于液壓機壓力臺，使其側(cè)面受壓，以緩慢勻速加載，直至液壓機數(shù)據(jù)不再升高時卸載，記錄數(shù)據(jù)用于計算軟化比，標準養(yǎng)護的試件養(yǎng)護至試驗前一天取出，將表面晾干，然后在其側(cè)面涂一層厚度約1-2mm的密封材料，將試件壓入試件套中，恒壓5-10min即可解除壓力，連同試件套安在抗?jié)B儀上進行試驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)。

2 試驗數(shù)據(jù)分析

2.1 試驗數(shù)據(jù)對比

從上面的表格可以看出在此試驗中當其他條件相同時。

（1）隨水灰比的增加，混凝土的軟化系數(shù)和抗?jié)B性能均增加，在水灰比0.5時兩者均達到最大，此時混凝土試塊軟化系數(shù)高且抗?jié)B性能最好。

（2）隨礦渣摻量的變化，混凝土的軟化系數(shù)變化幅度不大，但是當?shù)V渣摻量到30%時其軟化比減小較多，礦渣摻量15%時抗?jié)B性能最好。

（3）隨砂率的增加混凝土抗?jié)B性能增加，其軟化系數(shù)變化趨勢不穩(wěn)定。

3 試驗結(jié)論

砂率的提高改變了混凝土中細顆粒的表面積，使混凝土更加密實。但增加混凝土砂率時為了保證混凝土的和易性，必須增加用水量，從而水灰比變大。而水灰比的增大會使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量的孔隙，影響混凝土的抗?jié)B性。因此在對抗?jié)B性能要求高的混凝土進行配合比計算時，要選擇合理的砂率，一般選用較高的砂率，本試驗中發(fā)現(xiàn)混凝土抗?jié)B最佳砂率為40% 。

混凝土水灰比過小時不易密實成型，水灰比過大時容易產(chǎn)生流漿，均不利于混凝土強度的提高。混凝土的水灰比存在一個最佳值，本次試驗中水灰比為0.45 時混凝土的強度最高。水灰比為0.5時，混凝土試件的抗?jié)B性最高。綜合考慮抗壓強度和抗?jié)B性，本次試驗中水灰比為 0.5時，混凝土的性能較好。

礦渣能優(yōu)化混凝土孔結(jié)構(gòu)，提高抗?jié)B性能，降低氯離子擴散速度，減少體系Ca(OH)2，抑制堿集料反應，提高抗硫酸鹽腐蝕能力，使混凝土耐久性得到較高改善。水泥混凝土中水泥被礦渣部分取代后,隨礦渣摻量增加混凝土強度增加。在本文研究中,礦渣摻量為30%時混凝土強度最大。本文認為水灰比0.5砂率40%礦渣15%時混凝土的抗?jié)B性能及軟化比最好。