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防水混凝土:配制方法、特点与适用范围(土木工程材料)

时间:2023-08-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:防水混凝土又称抗渗混凝土,是一种通过提高自身抗渗性能,以达到防水目的的混凝土。防水混凝土的抗渗能力以抗渗等级表示。按其配制方法不同,可分为普通防水混凝土、外加剂防水混凝土和膨胀水泥防水混凝土3类。为配制防水混凝土,常掺入的外加剂有引气剂。各种防水混凝土具有不同特点,应根据使用要求合理选择,各类防水混凝土的适用范围见表4.38。

防水混凝土:配制方法、特点与适用范围(土木工程材料)

防水混凝土又称抗渗混凝土,是一种通过提高自身抗渗性能,以达到防水目的的混凝土。防水混凝土主要用于地下建筑和水工结构物,如隧道涵洞、地下工程、储水输水构筑物及其他要求防水的结构物。

防水混凝土的抗渗能力以抗渗等级表示。抗渗等级分为P4、P6、P8、P10、P12、P16、P20等,通常防水混凝土的抗渗等级多采用P8,重要工程宜采用P10~P20,在实际工程中应根据水压力的大小和构筑物的厚度合理地确定混凝土的抗渗等级。

提高防水混凝土自身的抗渗性能,可通过提高混凝土密实度或改善孔隙结构两个途径来实现。按其配制方法不同,可分为普通防水混凝土、外加剂防水混凝土和膨胀水泥防水混凝土3类。

1.普通防水混凝土

普通防水混凝土是在普通混凝土基础上通过调整配合比,以提高自身的密实度和抗渗能力。采取的具体措施如下:

(1)水灰比不宜大于0.60,以减少毛细孔的数量及减小其孔径。

(2)适当提高胶凝材料数量,水泥用量不小于320 kg/m3

(3)砂率以35%~40%为宜,灰砂比以0.5~2.5为宜,可在粗集料周围形成品质良好和足够的砂浆包裹层,使粗集料彼此隔离,以隔断沿粗集料与砂浆界面互相连通的毛细孔。

(4)坍落度不超过30~50 mm,对于厚度不小于250 mm的结构,坍落度应为20~30 mm。

(5)对砂石的质量要求更加严格,加强搅拌、浇筑、振捣和养护,以防止和减少施工孔隙,达到防水目的。

2.外加剂防水混凝土

外加剂防水混凝土是在普通混凝土拌和物中掺入一些外加剂,隔断或堵塞混凝土中各种孔隙及渗水通道,以改善混凝土的内部结构,提高抗渗防水能力。这种方法对原材料没有特殊要求,也不需要增加水泥用量,比较经济,具有防水效果好、施工简单易行的特点,因此使用广泛。

(1)引气剂防水混凝土。为配制防水混凝土,常掺入的外加剂有引气剂。掺入引气剂后,可在混凝土内形成一定数量的封闭、微小气泡。在这些气泡周围形成一层封闭的憎水性薄膜,它们自身不进水,并能够隔断混凝土的渗水通道,使外界水分不易进入混凝土内部,从而大大增强混凝土的抗渗性能。目前,常用的引气剂主要有松香热聚物和松香酸钠。由于形成的气泡会降低混凝土强度,所以应严格控制引气剂的掺量,在保证混凝土既能满足抗渗要求的同时,又能符合强度要求。通过大量实践证明,松香热聚物的掺量为水泥质量的0.01% 左右,松香酸钠的掺量为水泥质量的0.01%~0.03%。

搅拌是生成气泡的必要条件,搅拌时间对混凝土含气量有明显影响。一般搅拌时间以2~3 min 为宜。搅拌时间过短,不能形成均匀分散的微小气泡;搅拌时间过长,则会使小气泡破裂,降低抗渗性能。(www.xing528.com)

由于引气剂防水混凝土同时具有很强的抗冻性能,因而适合于有抗渗和抗冻要求的混凝土工程,如铁路的隧道、涵洞常采用这种防水混凝土。

(2)三乙醇胺防水混凝土。在混凝土拌和物中掺入微量的早强防水剂三乙醇胺,可以加速水泥的水化,使早期生成的水化产物较多,水泥凝胶体膨胀致密,减少毛细孔隙,从而提高混凝土的抗渗性能,抗渗压力可提高3倍以上,抗渗等级可达P16~P20。

三乙醇胺防水剂的掺量以掺入三乙醇胺0.05%(水泥质量)为宜,常用的三种配方和配制比例见表4.37。冬季施工宜加入适量氯化钠亚硝酸钠复合使用,选用表中2、3号配方;常温或夏季施工宜选1号配方,重要防水工程选用1、3号配方。

表4.37 三乙醇胺早强防水剂配料及掺量

注:① 掺量百分比为水泥质量的百分比。
② 比例A为采用100% 纯度三乙醇胺时的用量;比例B为采用75% 工业品三乙醇胺时的用量。

(3)密实剂防水混凝土。在混凝土拌和物中掺入一定数量的密实剂,可以提高混凝土的密实性,增强防水性能。常用的密实剂是氯化铁、氢氧化铁或氢氧化铝溶液。氯化铁与混凝土中的氢氧化钙反应生成氢氧化铁胶体,堵塞于混凝土的孔隙中,从而提高混凝土的密实性。氢氧化铁和氢氧化铝溶液是不溶于水的胶状物质,能沉淀于毛细孔中,使毛细孔的孔径变小;或填塞毛细孔隙,从而提高混凝土的密实性和抗渗性。

密实剂的掺量约为水泥质量的3%,所配制混凝土的抗渗等级可达P40,使用时,混凝土的水灰比不宜大于0.55,水泥用量不应小于310 kg/m3,混凝土坍落度为30~50 mm。

3.膨胀水泥防水混凝土

采用膨胀水泥拌制的混凝土,因水泥水化产物中存在膨胀成分,填充孔隙空间,使混凝土内部结构更为密实,从而提高混凝土的抗裂和抗渗性能。

各种防水混凝土具有不同特点,应根据使用要求合理选择,各类防水混凝土的适用范围见表4.38。

表4.38 防水混凝土的适用范围

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