水工混凝土抗渗试验密封新方法探讨

李颖哲，张楚琦，李向东

(1.东北农业大学 水利与土木工程学院，哈尔滨 150000； 2.黑龙江省水利科学研究院，哈尔滨 150080)

0 引 言

水工混凝土建筑物长期在有水环境中运行，对混凝土抗渗有较高的要求。国家标准规范《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)和《水工混凝土试验规程》(SL 352-2006)均提出了混凝土抗渗试验方法。混凝土的抗渗性是指混凝土在水、油等压力作用下抵抗渗透的能力，水工混凝土一般用抗渗等级(W)或渗透系数来表示。抗渗等级是以 28 d龄期的标准试件,按逐级加压法进行试验时所能承受的最大水压力来确定。渗透系数是测定混凝土在恒定水压下的渗水高度，计算相对渗透性系数，比较不同混凝土的抗渗性，适用于抗渗性能较高的混凝土。《水工混凝土试验规程》(SL 352-2006)给出了“混凝土抗渗性试验(逐级加压法)”和“混凝土相对渗透性试验”两种方法。

混凝土抗渗性试验要求混凝土抗渗试件安装到抗渗仪上时试件与抗渗仪试模必须密封严实，只有保证在受压条件下试件与抗渗仪试模周围不渗水的情况下，混凝土抗渗试验才能顺利进行，抗渗试验能否成功，试件和抗渗试模间隙的密封是最关键的一步[1]。但长久以来混凝土抗渗试验中的密封材料及方法一直是令人困扰的问题。《水工混凝土试验规程》(SL 352-2006)抗渗试验中的密封主要推荐了石蜡加松香、水泥加黄油两种方法，没有统一的规定必须采用哪种材料和方法，同时保留了采用其它密封方法的可行性，只要能够满足混凝土抗渗试验密封要求即可。本文提出一种以EPE聚乙烯材质珍珠棉卷材和氯丁胶相结合的经济实用新的密封方法。

1 常用抗渗试验密封材料及方法的特点

混凝土抗渗试验中所用的密封材料及方法主要有以下几种:

1.1 黄油和水泥混合成膏状涂抹密封法

由一定比例的黄油和水泥混合成膏状涂抹密封法，一般是水泥与黄油的质量比应在(2.5～3)∶1之间，用抹刀将密封材料均匀地刮涂到试件侧面上，厚度为1～2 mm[3]。其优点是技术成熟，应用广泛，强度高，韧性好。缺点是需考虑黄油和水泥的比例、拌和的均匀程度，过程操作耗时费力，且黄油与水泥拌和时对检测场所污染严重，耐压级别不高，加压到一定程度时旁侧易渗水。

1.2 石蜡加松香密封法

用石蜡填充试件和试模间隙，在试件侧面涂上一层加入少量松香的石蜡。用螺旋加速器将试件压入经过烘箱或电炉预热过的试模中，使试件与试模底部对齐，并在试模变冷后解除压力。试模的预热温度，应以石蜡接触试模即缓慢融化，但不流淌为准[3]。采用石腊加松香加热后密封，优点是密封效果较好，缺点是其入模时的温度和试件表面石蜡的厚度不易控制，试件与试模组合过程操作困难。

1.3 硅胶或树脂密封材料密封法

硅胶或树脂密封材料密封性能好，但需在试件侧面涂抹一定厚度，对时间有限制要求，试件表面需干燥，经济性差[1]。硅胶的吸附性强，操作时需要穿戴安全服，否则容易发生危险。

1.4 JS防水涂料法

原料为JS复合型防水涂料，属于聚合物水泥基防水涂料系列。用吸毛刷均匀地把涂料涂在试件侧面，大约30 min，待表面形成胶装薄膜后，涂第二遍；再形成薄膜后(40～50 min)，涂第三遍；再形成薄膜后(60～70 min)后，用加压器将试件压入试模，恒压150 kN保持1 min后解除压力。其优点是操作简单，工作效率高，密封效果好，环境无污染，清洗方便。缺点是对试件侧面的光滑度和平整度要求较高，原材料质量要好，涂抹要仔细[2]。

1.5 橡胶圈封堵法

用一定厚度的橡胶圈按试件尺寸套入，用螺旋加速器或压力机将抗渗试件压入试模。其优点是操作简单，工作效率高；缺点是橡胶圈尺寸不易把控，对橡胶圈尺寸、厚度及试件侧面的光滑度要求较高。

另外，还有密封膏法、玻璃硅胶法等常用方法。

2 密封新材料及方法介绍

针对常用混凝土抗渗试验密封材料及方法的优缺点，经过不断地试验和尝试，使用EPE聚乙烯材质珍珠棉卷材和氯丁胶相结合也可以很好地解决水工混凝土抗渗试验密封问题。

2.1 主要材料

EPE聚乙烯材质珍珠棉卷材(图1)、氯丁胶(其他相同效果黏合剂也可)。EPE聚乙烯材质珍珠棉卷材是一种新型的环保包装材料，由低密度聚乙烯脂经物理发泡产生无数的独立气泡构成，物理性质见表1。

表1 EPE聚乙烯珍珠棉物理性质

2.2 处理过程

1) 试件制作养护：根据混凝土抗渗试验要求成型试件，每组6块，成型24 h拆模，用钢丝刷刷去两端水泥浆膜，标养28 d后进行试验。

2) 准备好EPE聚乙烯材质珍珠棉及氯丁胶。因抗渗试件的上直径175 mm、下直径185 mm、高度150 mm，通过计算，要求EPE聚乙烯材质珍珠棉长630～650 mm、宽200 mm、厚8 mm。

3) 把氯丁胶刷到EPE聚乙烯材质珍珠棉表面以及抗渗试件的侧面(图2、图3)，风干20 min左右，待珍珠棉与试件表面氯丁胶无流动性后，将EPE聚乙烯材珍珠棉与试件紧密粘合(图4)，放置约2 h，将抗渗试件放入试模，使用压力机压入(图5)。

图3 抗渗试件侧面刷氯丁胶

图4 压入模具前抗渗试件

图5 抗渗试件压入试模

图6 混凝土抗渗试验

4) 最后将抗渗试件放到抗渗仪上进行抗渗试验，观察试件和抗渗试模间隙的密封情况(图6)。

2.3 注意事项

1) 要准确掌握氯丁胶风干时间，时间过早EPE聚乙烯材质珍珠棉与试件易形成滑层，不利于紧密黏合。

2) EPE聚乙烯材质珍珠棉厚度以8 mm为最佳，过厚将影响抗渗试件压入试模，过薄则封闭效果不好。

2.4 特 点

EPE聚乙烯材质珍珠棉卷材可塑性能好、韧性强、可压缩，价格便宜，易获得，厚度、宽度可定制。氯丁胶的使用广泛，黏合牢固，耐水耐老化，价格便宜，易获得。

3 几种常用密封方法的试验比较

选用常用的黄油和水泥混合成膏状涂抹密封法、石蜡加松香密封法、橡胶圈封堵法进行试验比较。试件设计抗渗等级W10，选用逐级加压法，每隔8 h增加0.1 MPa水压，从0.3 MPa加压到1.1 MPa。见表2。

表2 常用几种密封方法的试验比较

4 结 论

1) 使用EPE聚乙烯材质珍珠棉卷材和氯丁胶相结合的方式，对水工混凝土抗渗试验试件进行密封，可以有效防止试验中的结合部渗漏，密封效果好。

2) EPE聚乙烯珍珠棉密封法适用于抗渗性能较高的混凝土。