一種自防水混凝土的研制

段旭陽(yáng) 孫利強(qiáng) 陳天橋

西安培華學(xué)院建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院 陜西 西安 710125

引言

混凝土是工程中應(yīng)用最多的建筑材料，也是主要的結(jié)構(gòu)材料。由于混凝土的物理、結(jié)構(gòu)特性，使混凝土存在其自身難以彌補(bǔ)的缺陷，在混凝土內(nèi)部會(huì)形成一定的孔隙和微裂縫。水分及其它有害物質(zhì)通過(guò)孔隙和微裂縫侵入混凝土內(nèi)部，會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低、滲漏、碳化、鋼筋銹蝕等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重影響了混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性，使結(jié)構(gòu)的可靠度降低。

本項(xiàng)目旨在調(diào)整混凝土配合比及外加摻料，研究一種自防水混凝土，該自防水混凝土中的硅化物能與混凝土中的氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng)生成一種凝膠材料，隨著凝膠不斷的生成，堵塞混凝土中的孔隙和微裂縫，在提高混凝土的密實(shí)性、增強(qiáng)混凝土的耐久性的同時(shí)達(dá)到防水防滲。

1 試驗(yàn)概述

試驗(yàn)所用材料：P·O 42.5；細(xì)骨料：河砂，連續(xù)級(jí)配；粗骨料：5-25mm碎石；自行調(diào)整水灰比（0.4、0.45、0.5、0.55、0.6）、砂率（20%、25%、30%、35%、40%）、礦渣粉煤灰（10%、15%、20%、25%、30%）、拌合使用自來(lái)水。

試驗(yàn)所用儀器：TYE-2000B 型電液式壓力機(jī)數(shù)顯測(cè)力儀；混凝土抗?jié)B儀；溫度20±2℃，濕度為95%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室；

試驗(yàn)方案：試驗(yàn)中的混凝土試塊采用不同配合比，以尋求不同條件對(duì)混凝土防水性能的影響，各試件均采用P·O 42.5普通硅酸鹽水泥。此次試驗(yàn)共制作45個(gè)尺寸為100mm×100mm×100mm混凝土試塊。對(duì)制作的混凝土試塊在20±2℃與濕度95%的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)28天后，試塊具備70%的抗壓強(qiáng)度繼續(xù)后期的實(shí)驗(yàn)。取不同配合比的混凝土試塊15個(gè)作為一組，將試塊分成3組分別放置在干燥環(huán)境，水中環(huán)境，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)環(huán)境分別養(yǎng)護(hù)10天，之后取水中試樣和干燥試樣置于液壓機(jī)壓力臺(tái)，使其側(cè)面受壓，以緩慢勻速加載，直至液壓機(jī)數(shù)據(jù)不再升高時(shí)卸載，記錄數(shù)據(jù)用于計(jì)算軟化比，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的試件養(yǎng)護(hù)至試驗(yàn)前一天取出，將表面晾干，然后在其側(cè)面涂一層厚度約1-2mm的密封材料，將試件壓入試件套中，恒壓5-10min即可解除壓力，連同試件套安在抗?jié)B儀上進(jìn)行試驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

2.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比

從上面的表格可以看出在此試驗(yàn)中當(dāng)其他條件相同時(shí)。

（1）隨水灰比的增加，混凝土的軟化系數(shù)和抗?jié)B性能均增加，在水灰比0.5時(shí)兩者均達(dá)到最大，此時(shí)混凝土試塊軟化系數(shù)高且抗?jié)B性能最好。

（2）隨礦渣摻量的變化，混凝土的軟化系數(shù)變化幅度不大，但是當(dāng)?shù)V渣摻量到30%時(shí)其軟化比減小較多，礦渣摻量15%時(shí)抗?jié)B性能最好。

（3）隨砂率的增加混凝土抗?jié)B性能增加，其軟化系數(shù)變化趨勢(shì)不穩(wěn)定。

3 試驗(yàn)結(jié)論

砂率的提高改變了混凝土中細(xì)顆粒的表面積，使混凝土更加密實(shí)。但增加混凝土砂率時(shí)為了保證混凝土的和易性，必須增加用水量，從而水灰比變大。而水灰比的增大會(huì)使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量的孔隙，影響混凝土的抗?jié)B性。因此在對(duì)抗?jié)B性能要求高的混凝土進(jìn)行配合比計(jì)算時(shí)，要選擇合理的砂率，一般選用較高的砂率，本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)混凝土抗?jié)B最佳砂率為40% 。

混凝土水灰比過(guò)小時(shí)不易密實(shí)成型，水灰比過(guò)大時(shí)容易產(chǎn)生流漿，均不利于混凝土強(qiáng)度的提高?；炷恋乃冶却嬖谝粋€(gè)最佳值，本次試驗(yàn)中水灰比為0.45 時(shí)混凝土的強(qiáng)度最高。水灰比為0.5時(shí)，混凝土試件的抗?jié)B性最高。綜合考慮抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B性，本次試驗(yàn)中水灰比為 0.5時(shí)，混凝土的性能較好。

礦渣能優(yōu)化混凝土孔結(jié)構(gòu)，提高抗?jié)B性能，降低氯離子擴(kuò)散速度，減少體系Ca(OH)2，抑制堿集料反應(yīng)，提高抗硫酸鹽腐蝕能力，使混凝土耐久性得到較高改善。水泥混凝土中水泥被礦渣部分取代后,隨礦渣摻量增加混凝土強(qiáng)度增加。在本文研究中,礦渣摻量為30%時(shí)混凝土強(qiáng)度最大。本文認(rèn)為水灰比0.5砂率40%礦渣15%時(shí)混凝土的抗?jié)B性能及軟化比最好。