水电工程塑性混凝土性能试验研究

金星

摘 要：从水电工程中塑性混凝土的性能试验入手，就塑性混凝土的特点、性能、研究和应用等方面进行了简单分析，并对塑性混凝土的工作性能、弹性模量、抗渗性和强度等典型特点进行了研究和分析。

关键词：塑性混凝土；工作性能；抗渗试验；弹性模量

中图分类号：TU528 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.125

混凝土是一种由胶凝材料、砂石骨料、水和外加剂等搅拌、浆体浇筑而凝结形成的混合材料。塑性混凝土更为特殊，它的原材料中掺入了适当的膨胀土，属于一种水泥用量较少的黏土混凝土，弹性模量更低、极限应变更大。目前，人们对混凝土新生材料的性能提出了更高的要求。因此，混凝土只有具备更强大的工作性能，才能满足人们生产、生活的需求。

20世纪50年代初期，混凝土防渗墙技术起源于意大利，最初用在土石坝基础的防渗中。随着经济的发展和国内外先进技术的交流、应用，塑性混凝土除了可广泛应用于水电工程、水工建筑的土石结构中外，还可应用于病险坝体的修复处理中。而对于其拌和物的工作性能、弹性模量、抗渗性和强度等重要特征，我们还需要进一步试验和研究。

1 塑性混凝土拌和物工作性能试验研究

为了满足水工建筑中坝基防渗墙的施工要求，必须保证抗压强度足够大，且易于泵送。塑性混凝土拌和物的流动性、黏聚性等均较强，不易离析、泌水。如果拌和物的性能达不到一定的要求，则无法使硬化后的塑性混凝土均匀，进而导致塑性混凝土耐久性降低、力学性能变差。以下举几个典型的拌和物实例，以说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胶凝材料，与混凝土的工作性能密切相关。水泥颗粒的细度、凝结时间、比表面积和颗粒分布等都会影响混凝土的相关性能，不合理使用水泥也会导致混凝土出现泌水、起粉等不良现象，进而影响使用。

1.2 骨料

骨料分为细骨料和粗骨料，其级配合理性影响着塑性混凝土的工作性能。在实验室中，运用了不同砂细度的混凝土的和易性进行坍落度试验后发现，细骨料颗粒过粗会导致混凝土的黏聚性下降，进而阻碍泵送，甚至出现离析、泌水等现象。

1.3 混凝土水灰比

混凝土的水灰比越大，则混凝土中的自由水越多，水与水泥的分离时间一长，塑性混凝土更易泌水，进而影响水泥的凝结、硬化，导致混凝土的保水质量和抗压强度明显下降。

1.4 塑性混凝土弹性模量试验研究

弹性模量是塑性混凝土的重要力学性能指标，它对防渗墙的变形能力有着重要的参考价值。在不同测试标距下进行了百分比或千分比测验后发现，只有增大水胶比、减少水泥用量、降低砂率、增加黏土量，才能使其分配更加合理，使塑性混凝土的弹性模量保持在较低水平，从而更好地保证混凝土在使用中的安全性和稳定性。

1.5 塑性混凝土抗渗性试验研究

我国的混凝土抗渗性标准主要根据水来评价混凝土的渗透性，即运用水压力法。只有适当减少水泥用量，保证膨润土的颗粒和较细的黏土颗粒能吸附大量水分，才能使混凝土中的大部分自由水分子变为化合水分子，从而提高混凝土的密实性、抗渗性，使混凝土单位体积内的空隙减少，足以抵抗一定的渗水压力。

随着大批工程的投入运行，塑性混凝土防渗墙作为一种20世纪80年代发展起来的新型防渗技术，已在国内外得到了广泛应用。目前，在我国，塑性混凝土防渗墙在施工围堰保护、老坝除险修复等方面得到了广泛运用，塑性混凝土防渗墙的施工过程也在逐步完善。

1.6 塑性混凝土强度试验研究

为了探讨不同因素对塑性混凝土抗压强度的影响，针对原材料的条件和比例对塑性混凝土的抗压强度进行了各种对比试验。由于塑性混凝土是一种介于土与普通混凝土之间的柔性材料，所以，其养护条件更加严格和独特。水泥、膨润土、骨料和外加剂等多种拌和物的配比都对塑性混凝土的强度有重要影响。比如，骨料在塑性混凝土中起着支撑和填充作用，其用量通常为塑性混凝土的50%，其强度对塑性混凝土强度的影响不大，但其比表面积和黏结强度对塑性混凝土的强度有着十分重要的影响。研究发现，骨料的粒径越小，塑性混凝土中形成的空隙就越小，混凝土的强度就越高。合理控制骨料的最大粒径和含沙量，适当增加水泥用量，并采用高强度等级的水泥控制骨料的级配是提高塑性混凝土强度的有效方法之一。此外，在条件允许的情况下，可适当掺入粉煤灰和外加剂，从而使混凝土的强度更高。

2 结束语

混凝土防渗墙作为一种有效的防护措施，已被广泛运用于我国水利水电工程及相关建筑和坝基的建设中。塑性混凝土在国内外的运用案例为我们提供了宝贵的经验。只有不断学习先进的科学技术，掌握更多关于混凝土性能和试验研究的资料，才能更加合理、有效地运用塑性混凝土。

在越来越多的坝体、坝基、水库和海港等建筑的基础工程中，塑性混凝土体现出了它独特、合理、有效的一面。在今后的发展过程中，我们应更加深入地分析和掌握塑性混凝土不同方面的工作性能，从而使其在水利水电等工程中得到进一步的推广和应用。

参考文献

[1]刘志红.浅谈塑性混凝土防渗墙在水利水电工程中的应用[J].水利技术监督，2000，8（3）.

[2]刘继昌.塑性混凝土防渗墙的开发与技术应用[J].水利水电技术，1993（8）.

[3]李家正，王迪友，杨华全.塑性混凝土配合比设计及试验方法探讨[J].长江科学院院报，2002，19（4）.

〔编辑：张思楠〕

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