一种自防水混凝土的研制

段旭阳 孙利强 陈天桥

西安培华学院建筑与艺术设计学院 陕西 西安 710125

引言

混凝土是工程中应用最多的建筑材料，也是主要的结构材料。由于混凝土的物理、结构特性，使混凝土存在其自身难以弥补的缺陷，在混凝土内部会形成一定的孔隙和微裂缝。水分及其它有害物质通过孔隙和微裂缝侵入混凝土内部，会造成混凝土结构强度降低、渗漏、碳化、钢筋锈蚀等一系列问题，严重影响了混凝土结构的正常使用和耐久性，使结构的可靠度降低。

本项目旨在调整混凝土配合比及外加掺料，研究一种自防水混凝土，该自防水混凝土中的硅化物能与混凝土中的氢氧化钠进行反应生成一种凝胶材料，随着凝胶不断的生成，堵塞混凝土中的孔隙和微裂缝，在提高混凝土的密实性、增强混凝土的耐久性的同时达到防水防渗。

1 试验概述

试验所用材料：P·O 42.5；细骨料：河砂，连续级配；粗骨料：5-25mm碎石；自行调整水灰比（0.4、0.45、0.5、0.55、0.6）、砂率（20%、25%、30%、35%、40%）、矿渣粉煤灰（10%、15%、20%、25%、30%）、拌合使用自来水。

试验所用仪器：TYE-2000B 型电液式压力机数显测力仪；混凝土抗渗仪；温度20±2℃，湿度为95%以上的标准养护室；

试验方案：试验中的混凝土试块采用不同配合比，以寻求不同条件对混凝土防水性能的影响，各试件均采用P·O 42.5普通硅酸盐水泥。此次试验共制作45个尺寸为100mm×100mm×100mm混凝土试块。对制作的混凝土试块在20±2℃与湿度95%的环境下养护28天后，试块具备70%的抗压强度继续后期的实验。取不同配合比的混凝土试块15个作为一组，将试块分成3组分别放置在干燥环境，水中环境，标准养护环境分别养护10天，之后取水中试样和干燥试样置于液压机压力台，使其侧面受压，以缓慢匀速加载，直至液压机数据不再升高时卸载，记录数据用于计算软化比，标准养护的试件养护至试验前一天取出，将表面晾干，然后在其侧面涂一层厚度约1-2mm的密封材料，将试件压入试件套中，恒压5-10min即可解除压力，连同试件套安在抗渗仪上进行试验，并记录实验数据。

2 试验数据分析

2.1 试验数据对比

从上面的表格可以看出在此试验中当其他条件相同时。

（1）随水灰比的增加，混凝土的软化系数和抗渗性能均增加，在水灰比0.5时两者均达到最大，此时混凝土试块软化系数高且抗渗性能最好。

（2）随矿渣掺量的变化，混凝土的软化系数变化幅度不大，但是当矿渣掺量到30%时其软化比减小较多，矿渣掺量15%时抗渗性能最好。

（3）随砂率的增加混凝土抗渗性能增加，其软化系数变化趋势不稳定。

3 试验结论

砂率的提高改变了混凝土中细颗粒的表面积，使混凝土更加密实。但增加混凝土砂率时为了保证混凝土的和易性，必须增加用水量，从而水灰比变大。而水灰比的增大会使混凝土内部产生大量的孔隙，影响混凝土的抗渗性。因此在对抗渗性能要求高的混凝土进行配合比计算时，要选择合理的砂率，一般选用较高的砂率，本试验中发现混凝土抗渗最佳砂率为40% 。

混凝土水灰比过小时不易密实成型，水灰比过大时容易产生流浆，均不利于混凝土强度的提高。混凝土的水灰比存在一个最佳值，本次试验中水灰比为0.45 时混凝土的强度最高。水灰比为0.5时，混凝土试件的抗渗性最高。综合考虑抗压强度和抗渗性，本次试验中水灰比为 0.5时，混凝土的性能较好。

矿渣能优化混凝土孔结构，提高抗渗性能，降低氯离子扩散速度，减少体系Ca(OH)2，抑制碱集料反应，提高抗硫酸盐腐蚀能力，使混凝土耐久性得到较高改善。水泥混凝土中水泥被矿渣部分取代后,随矿渣掺量增加混凝土强度增加。在本文研究中,矿渣掺量为30%时混凝土强度最大。本文认为水灰比0.5砂率40%矿渣15%时混凝土的抗渗性能及软化比最好。