浅议抗渗混凝土技术性能和施工质量控制要点

沈 猛

（伊犁森磊工程建设监理公司，新疆 伊宁 835000）

通常情况下，工业与民用建筑工程位于室外地坪以下部分的混凝土结构体，为防止地下水或潮汽渗入，确保结构体正常使用，对该部位混凝土工程采用抗渗性较强的混凝土进行浇筑。所谓抗渗混凝土，就是在普通混凝土基础上，通过调整砂石级配、配合比、砂率等方法，以提高混凝土自身的密实性来达到提高抗渗能力的一种混凝土。在抗渗混凝土中的水泥砂浆，除了起到对粗骨料润滑、填充空隙和粘结作用外，还要在粗骨料周围形成密实的砂浆包裹层，以切断石子表面存在的毛细管渗水通道，从而提高混凝土的密实度和抗渗透能力，达到使地下混凝土工程安全而耐久使用的目的。

1 抗渗混凝土的基本要求

抗渗混凝土在工程中的应用已有数十年的成功经验，实践表明，混凝土抗渗性能的优劣不仅取决于粗细骨料级配是否合理，更重要的是取决于混凝土的施工密实度。由于混凝土是非匀质材料，从微观结构上分析它属于多孔性材料，其内部有众多大小不同的细微孔隙，其渗水就是通过众多细微孔隙或裂纹实现的；因此，混凝土的渗透能力与内部孔隙数量、大小及贯通程度有直接关系，混凝土内部游离水多、密实性差、孔隙多而大，其渗水率就高。因此，要提高混凝土的抗渗透能力，关键在于提高其密度性，切断和堵塞渗水通道。从理论分析可知，混凝土内孔隙的形成和孔径大小是与混凝土的水灰比、砂石级配和砂率密切相关；而施工实践表明，密实度与施工过程的质量控制特别是振捣和养护是否认真、到位直接有关。因此，应对防水混凝土的水灰比设计、砂石级配、水泥品种和用量、砂率等多方面实施严格的控制，以利于抑制其内部孔隙的形成，确保其抗渗性，达到抗渗混凝土所应具有的抗渗效果。为此，必须在保证施工和易性的前提下，尽量减少用水量，以减少多余游离水在向外蒸发时所形成的毛细孔数量和孔径，还应选择较富裕的水泥用量、砂率和灰砂比，以利于在粗骨料周围形成粘结力强的砂浆包裹层，使粗骨料之间有足够厚的砂浆隔离层来阻断石子外表面的滲水通道。在粗骨料的选择上应避免采用较大粒径石子，以减少在混凝土终凝前因石子自然沉降而产生的孔隙。此外，还必须加强对施工全过程的施工质量控制，从原材料准确计量、充分搅拌、入模温度、振捣，到后期多次抺压、保湿保温养护等，都应严格控制其施工质量，以确保其密实度和抗渗性能。

2 抗渗混凝土对原材料的质量控制要点

2.1 对水泥的质量要求

水泥是抗渗混凝土重要的胶凝材料，要求所采用的水泥抗水性好、不泌水、水化热低并具有一定的耐侵蚀性。一般抗渗混凝土多采用普通硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥，其强度等级可根据地下工程结构设计强度要求及地下水压力最大值要求择优选取，且不低于42.5MPa，抗渗等级不低于P10；水泥必须是有相应资质且产品质量稳定的大厂生产的合格产品；水泥进场时质检员应严格检查其各项技术指标是否符合国家标准、是否受潮结块和是否超过三个月的使用期。

2.2 对粗细骨料的质量要求

粗骨料应选择天然或机械加工的卵石或碎石，其外形、粒径、级配及杂质含量均应符合抗渗性及强度等级要求，石子应质地坚硬、级配连续、最大粒径不大于31.5mm，其中针片状颗粒含量小于10%，含泥量小于0.5%；细骨料应选用天然洁净的中粗砂，粒径为0.5～1.25mm，不含草根等有机杂质，含泥量小于1.5%。

2.3 对外加剂的质量要求

对普通混凝土掺用外加剂是为了在确保设计强度的前提下减少用水量、降低水灰比、提高和改善混凝土的和易性，以及调整混凝土拌和物的凝结时间、减少水泥用量、提高混凝土的早期强度和耐久性能；对抗渗混凝土通常采用的外加剂是防水剂，其主要成分是萘系减水剂、多羟基减水剂及多种辅助成分，它们具有掺量少、减水效果好、塌落度损失小、和易性好、粘聚性和保水性提高较多等特性，同时，还对混凝土的抗压、抗折、抗渗性能都有明显的提高和改善。抗渗混凝土中防水剂的掺量一般按水泥重量的3%左右来控制，过少不起作用，过多则会适得其反。如能同时掺入适量的加气剂，使之与防水剂复合使用，混凝土的抗渗效果会更好；加气剂的掺量可按该产品使用说明书中资料选用。

2.4 对掺合料的质量要求

掺合料在混凝土中已被广泛使用，特别是对于有特殊要求的混凝土，加入某种掺合料对结构更为有利。抗渗混凝土最常用的掺合料以磨细矿粉和粉煤灰为主。大量工程实践表明，掺合料的适量掺入，对提高混凝土的强度、改善混凝土的性能、减少水泥用量和降低水化热效果十分显著。但由于掺入掺合料后混凝土的早期强度增长较慢，因此，对结构早期强度要求较高的混凝土，应慎用掺合料，或掺量应相对少一些。

2.5 对拌和用水和养护用水的质量要求

混凝土的拌和及养护用水均必须是清洁的饮用水，抗渗混凝土当然也不例外；即使用水有困难，也不允许使用有侵蚀性化学成分的工业废水去拌制和养护混凝土；对有怀疑的不洁河（渠）水，需经处理并检验合格后方可用于拌和及养护混凝土用。

3 抗渗混凝土的主要技术性能要求

3.1 抗渗混凝土的抗渗性能

抗渗性能是抗渗混凝土的主要技术指标。在建筑工程实践中，抗渗混凝土的抗渗能力是通过抗渗试验来确定的。混凝土结构体在外部环境水长期压力渗透作用下，不仅不会降低其抗渗强度，还会不断地有所提高，这是因为混凝土在水或潮湿环境中继续得到了较好的养护，水泥石中的细微颗粒逐渐堵塞了自由水蒸发后留下的孔隙，切断了混凝土中毛细管通道，水泥石的体积也发生了微膨胀；此外，混凝土结构中产生的微裂纹也会自然愈合。

3.2 抗渗混凝土的抗压强度和抗拉强度

抗渗混凝土的抗压强度与普通混凝土的抗压强度基本相同，当水泥用量和砂率不变时，其抗压强度随水灰比的变化而增减；而抗拉强度又随抗压强度的提高而增加，两者之间的比值波动在1/8～1/10之间。

3.3 抗渗混凝土的弹性模量

混凝土的弹性模量是反映抗渗混凝土变形性能的主要技术指标，它与组成混凝土的粗细骨料的变形性能有关。抗渗混凝土的弹性模量较普通混凝土的稍低，为确保其应具备的最低弹性模量，应在抗渗混凝土的粗细骨料选择上严加控制，即优选弹性模量较高的石英石（砂）、玄武岩（砂）等作为抗渗混凝土的粗细骨料。

3.4 抗渗混凝土的耐热性

试验表明：在常温下抗渗混凝土的抗渗性能是较高的，但当环境温度升至100℃时，其抗渗性能有所降低；当环境温度超过250℃时，则抗渗性能急剧下降；常温状态抗渗混凝土的抗渗压力为1.8MPa，温度升至100℃时抗渗压力为1.1MPa，200℃时抗渗压力则降至0.7MPa，当温升至300℃时，抗渗强度仅为0.4MPa。因此，抗渗混凝土的正常使用温度为100℃以内。