碾压混凝土芯样抗渗性检测探讨

刘 治

（山西省水利水电科学研究院，山西 太原 030002）

碾压混凝土坝是采用干硬性混凝土，大量掺加粉煤灰，通过振动碾分层碾压筑成的土坝。混凝土的施工质量控制过程从原材料检测开始，贯穿混凝土拌合、运输、平仓振捣、养护等环节。浇筑结束后，应进一步取样检测，如不符合要求应及时采取补救措施。目前针对碾压混凝土坝最普遍的方法是钻孔压水法，即通过地质钻机取样，进行抗压、抗渗等各种试验。

1 研究目的

研究混凝土的抗渗性可科学评定混凝土结构的耐久性。目前抗渗性检测基本依赖于施工现场制作的抗渗试件来判断该试件所代表的混凝土抗渗性能是否符合设计要求，而如果试件本身制作不规范，或施工养护不良，会影响对实体混凝土抗渗性的判断，因此进行实体混凝土抗渗性能检测十分必要。目前我国在该方面还没有正式的规范进行指导，结合龙华口水电站工程，依据《水工混凝土试验规程》，对钻芯取样的非标准抗渗性试验试件的抗渗性检测进行探讨。

龙华口水电站位于盂县北部，大坝为碾压混凝土重力坝，最大坝高63.2m。下面主要针对大坝碾压混凝土芯样的抗渗性试验进行分析。大坝碾压混凝土芯样分6个结构部位，分别为：11号坝段，高程545m以上，4号孔，二级配；6号坝段，高程545m以上，2号孔，二级配；5号坝段，高程545m以上，5号孔，二、三级配；11号坝段，高程545m以下，4号孔，二级配；6号坝段，高程545m以下，2号孔，二级配；10号坝段，高程530m以下，6号孔，三级配。

2 试验方法

依据《水工混凝土试验规程》，碾压混凝土抗渗性试验采用逐级加压法，抗渗混凝土试模规格为上口直径为175 mm、下口直径为185 mm、高度为150 mm的截头圆锥体，共6个。通过对混凝土试样逐级施加水压力来测定，以抗渗等级来表示混凝土的抗渗性。检测仪器设备包括主要检测仪器设备和辅助仪器设备。主要仪器设备为HS40型混凝土渗透仪；辅助仪器设备包括200T压力试验机（YE-2000A型）、测量用卷尺和钢直尺，混凝土芯样加工切削和磨平仪器设备DQ-2自动岩石切片机、SHM-200双端面磨石机等。

3 试样制作

依据《水工混凝土试验规程》，将钻取的混凝土芯样两端多余部分切除，并将芯样两端面打磨平整，在芯样切割及打磨过程中，应避免使试件产生裂缝或缺陷，加工后的圆柱体高度约为150 mm。

芯样加工成规范要求的抗渗试样，需采用合适的填充材料，填充材料要求硬化速度较快，硬化后本身不透水或经相应处理后不透水，填充材料与芯样黏结必须足够牢固。目前我国实验室多采用外涂液态石蜡材料填充水泥砂浆的方法，结合水泥砂浆抗渗性分析，为操作方便有效，本次试验采用试模内表面涂黄油，水泥砂浆填充配制。

在混凝土抗渗试模内表面均匀涂刷相对较多的一层黄油，将加工好的芯样侧面清洗简单刨毛，待芯样无明显水珠时，将芯样放入抗渗试模中，芯样应与抗渗试模基本保持同心，以使试模与芯样之间的缝隙厚度基本相同，倒入准备好的砂浆并捣实。砂浆应避免涂刷在上下表面，否则影响试验准确性。

制作完成的试样48 h脱模，脱模时不能破坏黏结材料和芯样的结合，标准养护7~14 d，然后将试件装模进行试验。按照试验要求，试件表面应平整，并用钢丝刷刷净两端面，装模采用200T压力试验机将试件装入S40型混凝土渗透仪的试验钢模。

参照《水工混凝土试验规程》，试模内密封采用专用橡皮圈。试验时水压从0.1 MPa开始，每隔8 h增加0.1 MPa，并随时注意观察试件端面情况。当6个试件中有3个试件表面出现渗水时，或加至规定压力（设计抗渗等级）在8 h内6个试件中表面渗水试件少于3个时，可停止试验，并记录此时的水压力。在试验过程中，当发现水从试件周边渗出时，应及时停止试验。

4 试验结果

龙华口水电站大坝六个部位混凝土芯样的抗渗性检测结果见表1。

表1 混凝土芯样抗渗性检测结果

通过对龙华口混凝土芯样进行抗渗性检测发现，试验效果良好。混凝土试件抗渗试验结束后，对每个试样进行劈裂，结合混凝土相对渗透性试验，对试件劈开后2~3 min形成的水痕分析，黏结材料未形成通道，该试验结果相对可靠，达到了预期的试验效果。

5 结语

参考《盂县龙华口水电站碾压混凝土大坝钻孔取芯及现场压水试验质量检查报告》，结合相对渗透性系数和压水试验结果分析，抗渗性结果相对可靠，达到了预期的试验效果。试验结果表明，芯样抗渗性结果略低于压水试验结果。

目前对碾压混凝土坝实体进行抗渗性检测并没有相关正式的规范文件，结合压水试验，采用钻取的碾压混凝土芯样进行加工处理，采用相对方便的填充材料和有效的试模止水方法，参考《水工混凝土试验规程》，为非标准的混凝土试件抗渗性检测试验提供具体的试验操作过程，从而为相关检测单位进行抗渗性研究提供借鉴。