普通防水混凝土
普通防水混凝土
普防水混凝土是以调整配合比的方法，来达到提高自身密实度和抗渗性要求的一种混凝土。
混凝土是一种非匀质性材料，其内部有许多大小不同的微细孔隙，水的渗透就是通过这些孔隙和裂隙进行的。混凝土的透水性与孔隙大小，孔隙的连通程度（即造成毛细管通路）有关。这些孔隙按成因不同可分为施工孔隙和结构孔隙两大类，见下表。
防水混凝土孔隙的分类
| 类别 | 产生原因 | |
| 结构 | 毛细孔 | 在水泥水化过程中多余水分蒸发后在遗留下的孔隙，其数量和大小与水灰比、水泥水化程度和养护条件有直接关系 |
| 孔隙 | 沉降孔隙 | 在混凝土结构形成时由于钢筋的阻力或因集料与水泥各自密度和颗粒大小不一致，在重力作用下产生不同程度的相对沉降而引起 |
| 接触孔 | 由于砂浆和集料变形不一致，以及集料颗粒表面存有水膜，水分蒸发后残留的孔隙 | |
| 余留孔 | 由于混凝土配合比不当，水泥贫瘠，不足以填满粗细集料的间隙而出现的孔隙 | |
| 施工孔隙 | 由于浇灌、振捣不良引起 |
普通防水混凝土的技术 原理是通过材料和施工两个方面来抑制和减少混凝土内部孔隙的生成，改变孔隙的特征（形态和大小），堵塞漏水通路，从而使之不依赖其它附加防水措施，仅靠提高混凝土自身的密实性达到防水的目的。
1. 原材料
（1）水泥：配制普通防水混凝土用的水泥必须满足国标GB 175--92规定；此外还应符合下列要求：
1）抗水性好、泌水性小、水化热低，并具有一定的抗侵蚀性；
2）防水混凝土选用的水泥标号不应低于425号，当采用325号水泥时，必须掺外加剂并经试验合格后方可使用；
3）过期、受潮结块及掺入有害杂质的水泥均不得使用，并不得将不同品种或标号的水泥混合使用。
4）在不受侵蚀性介质和冻融作用时，宜采用普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥，如采用矿渣硅酸盐水泥，则必须掺用外加剂以降低泌水率；
5）在受冻融作用时应优先选用普通硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。
6）根据不同使用要求选用的不同品种水泥，其优缺点及适用范围见下表。
防水混凝土水泥品种选择
| 水泥品种 | 普通硅酸盐水泥 | 火山灰质硅酸盐水泥 | 矿渣硅酸盐水泥 |
| 优点 | 早期及后期强度都较高，在低温下强度增长比其它水泥快，泌水性小，干缩率小，抗冻耐磨性好 | 耐水性强，水化热低，抗硫酸盐侵蚀能力较好 | 水化热低，抗硫酸盐侵蚀性能也优于普通硅酸盐水泥 |
| 缺点 | 抗硫酸盐侵蚀能力及耐水性比火山灰水泥差 | 早期强度低，在低温环境中强度增长较慢，干缩变形大，抗冻耐磨性差 | 泌水性和干缩变形大，抗冻和耐磨性均较差 |
| 适用范围 | 一般地下和水中结构及受冻融作用及干湿交替的防水工程，应优先采用本品种水泥，含硫酸盐地下水侵蚀时不宜采用 | 适用于有硫酸盐侵蚀介质的地下防水工程，受反复冻融及干湿交替作用的防水工程不宜采用 | 必须采取提高水泥研磨细度或掺入外加剂的办法减少或消除泌水现象后，方可用于一般地下防水工程 |
（2） 集料：防水混凝土用的砂、石材质要求除应符合现行《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》和《普通混凝土用卵石质量标准及检验方法》的规定外，对砂石颗粒组成不作特殊要求，可参照普通混凝土的规定。矿渣碎石的坚固性，应符合原冶金工业部制定的《矿渣应用规程》的规定，见下表。
矿渣碎石的坚固性要求
|
混凝土强度等级 |
经硫酸钠溶液5次浸泡烘干循环后的重量损失（%） |
|
C40 C20～C30 C15 |
≯3 ≯5 ≯10 |
（3） 水：不含有害物质的洁净水
（4）其它材料
1）防水混凝土可根据工程需要掺入引气剂、减水剂、密实剂等外加剂，其掺量和品种应经试验确定。
2）防水混凝土可掺入一定数量的磨细粉煤灰或磨细砂、石粉等，粉煤灰掺量不应大于20%；磨细砂、石粉的掺量不宜大于5%。粉细料应全部通过0.15mm筛孔。
2.防水混凝土配制
（1）配制原则
普通防水混凝土的配制原则是：提高砂浆不透水性，增大石子拨开系数在混凝土粗集粒周边形成足够数量和良好质量的砂浆包裹层，并使粗集料彼此隔离，有效地阻隔沿粗集料互相连通的渗水孔网。
（2）防水混凝土配合比设计
普通防水混凝土配合比一般采用绝对体积发法设计。设计时应考虑以下要求：
1）首先满足抗渗性要求，同时考虑抗压强度、施工和易性和经济性等方面要求。必要时还应满足抗侵蚀性、抗冻性或其它特殊要求。
2）根据工程要求，由混凝土的抗渗性、耐久性、使用条件及材冤情况确定水泥品种。由混凝土强度决定水泥标号，但水泥标号不宜低于425号，水泥用量不应小于320kg/m3。当掺用活性粉细料时，水泥用量不得少于280kg/m3。
3）依据工程要求的抗渗性和施工和易性及强度要求确定水灰比。具体设计时可参照下表选择水灰比。
普通防水混凝土的水灰比选择
|
抗渗等级（N/m㎡) |
水灰比 | |
|
C20～C30级混凝土 |
>C30级混凝土 | |
|
P6～P8 P8～P12 >P12 |
0.6 0.55～0.6 0.5～0.55 |
0.55～0.6 0.50～0.55 0.45～0.5 |
4）根据结构条件（如结构截面大小、钢筋布置的稀密等）和施工方法（运输、浇捣方法等）综合考虑决定用水量。可参照下表选择塌落度通过试拌来确定混凝土用水量。
普通防水混凝土塌落度的选择
| 结构种类 | 塌落度（mm） | 结构种类 | 塌落度（mm） |
|
厚度≥25cm结构 厚度<25cm或钢筋稠密的结构 |
20～30 30～50 |
厚度大的少筋结构 大体积混凝土或立墙 |
<30 沿高度逐渐减少塌落度 |
5）防水混凝土的砂率不得小于35%，具体数值可根据砂、石粒径、石子孔隙率下表加以选定。
普通防水混凝土砂率的选择
|
砂子细度模数 |
砂率（%） | ||||
|
石子孔隙率（%） | |||||
|
30 |
35 |
40 |
45 |
50 | |
|
0.70 |
35 35 35 35 35 36 |
35 35 35 35 36 37 |
35 |
35 35 36 37 38 39 |
35 36 37 38 39 40 |
对于钢筋稠密，厚度较小，埋设件较多等不易浇捣施工的混凝土工程，亦可将砂率提高到40%左右。
6）在防水混凝土砂率及最小水泥用量均已确定的情况下，还应对灰砂比进行验证，此时灰砂比对抗渗性的影响更为直接，它可直接反映水泥砂浆的浓度以及水泥包裹砂粒的情况，灰砂比以1：2--1：2.5为宜。
7）配制防水混凝土的各项技术要求，见下表
配制普通防水混凝土的技术要求
|
项 目 |
技 术 要 求 |
|
水灰比 |
05～0.6 |
|
塌落度 |
≯55cm,如掺外加剂或采用泵送混凝土时可不受此限 |
|
水泥用量 |
水泥标号为325号以上时水泥用量≮300kg/m3；水泥标号为425号以上，并掺有活性粉细料时水泥用量≮280kg/m3 |
|
含砂率 |
≮35%，对于厚度较小、钢筋稠密、埋设件较多等不易浇捣施工的工程可提高到40%。 |
|
灰砂比 |
1：2～1：2.5 |
|
集料 |
粗集料最大粒径≯40批；采用中砂或细砂，级配5～20：20～40=30：70～70：30 |
矿渣碎石防水混凝土的配制技术要求
|
项 目 |
要 求 |
|
水泥用量（kg/m3） |
最低用量普通硅酸盐水泥≮330 矿渣水泥≮360 |
|
水灰比 |
05～0.6，另增加矿渣，润湿水应以控制适宜塌落度为宜 |
|
塌落度(mm) |
10～30 |
|
砂率(%) |
37～42 |
|
灰砂比 |
1：2～1：2.5 |
|
集料 |
大小矿渣搭配使用，适当掺用部分5～25mm小粒径矿渣 |
3. 防水混凝土的主要性能
（1）反复承受压力水作用下的抗渗性
普通防水混凝土在反复经受水压作用下仍能保持良好的抗渗性能，见下表。
通防水混凝土在反复经受水压作用下的抗渗性
|
水灰比 |
水泥用量 （kg/m3) |
砂率(%) |
透水试件顺序 |
试件总龄期（d) |
两次抗渗试验间隔日期(d) |
同一试件抗渗压力 | ||
|
（N/m㎡) | ||||||||
|
0.6 |
320 |
45 |
第一次 第二次 第一次 第二次 |
60 74 74 101 |
-- 14 -- 27 |
0.4 0.8 0.8 1.3 |
0.6 1.0 0.8 2.0 |
0.4 0.6 0.6 >2.0 |
由表可以看出，普通防水混凝土的第二次抗渗性的并不比第一次抗渗性低，且有随两次试验时间间隔的延长，抗渗性随之提高的趋向。普通防水混凝土工程中的细小裂缝的自愈，潮点及轻微渗漏现象的消失，均说明普通防水混凝土具有稳定可靠的抗渗性。此外，在一定压力水作用下，当外部压力与混凝土内部阻力平衡或渗水量等于蒸发量时，透水高度并不随时间延长而增加。因此在压力水中持续6个月的试件，其透水高度并不比持3个月的抗渗试件高。
（2）耐热性
在常温下具有较高抗渗性的普通防水混凝土，加热至100℃后，其抗渗性会降低。当温度超过250℃时，混凝土的抗渗能力急剧下降，见下表。因此，普通防水混凝土的使用温度不宜超过100℃。
普通防水混凝土的水灰比选择
|
0.4温度（℃） |
抗渗压力（N/m㎡) |
温度（℃） |
抗渗压力（N/m㎡) |
|
常温 |
1.8 |
200 |
0.7 |
|
100 |
1.1 |
250 |
0.6 |
|
150 |
0.8 |
300 |
0.4 |
- 关键词：
-
上一篇：外加剂防水混凝土
下一篇：防水混凝土的种类、特点及适用范围
