水電工程塑性混凝土性能試驗研究

金星

摘 要：從水電工程中塑性混凝土的性能試驗入手，就塑性混凝土的特點、性能、研究和應用等方面進行了簡單分析，并對塑性混凝土的工作性能、彈性模量、抗滲性和強度等典型特點進行了研究和分析。

關鍵詞：塑性混凝土；工作性能；抗滲試驗；彈性模量

中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.125

混凝土是一種由膠凝材料、砂石骨料、水和外加劑等攪拌、漿體澆筑而凝結形成的混合材料。塑性混凝土更為特殊，它的原材料中摻入了適當的膨脹土，屬于一種水泥用量較少的黏土混凝土，彈性模量更低、極限應變更大。目前，人們對混凝土新生材料的性能提出了更高的要求。因此，混凝土只有具備更強大的工作性能，才能滿足人們生產、生活的需求。

20世紀50年代初期，混凝土防滲墻技術起源于意大利，最初用在土石壩基礎的防滲中。隨著經濟的發展和國內外先進技術的交流、應用，塑性混凝土除了可廣泛應用于水電工程、水工建筑的土石結構中外，還可應用于病險壩體的修復處理中。而對于其拌和物的工作性能、彈性模量、抗滲性和強度等重要特征，我們還需要進一步試驗和研究。

1 塑性混凝土拌和物工作性能試驗研究

為了滿足水工建筑中壩基防滲墻的施工要求，必須保證抗壓強度足夠大，且易于泵送。塑性混凝土拌和物的流動性、黏聚性等均較強，不易離析、泌水。如果拌和物的性能達不到一定的要求，則無法使硬化后的塑性混凝土均勻，進而導致塑性混凝土耐久性降低、力學性能變差。以下舉幾個典型的拌和物實例，以說明塑性混凝土拌和物的工作性能。

1.1 水泥

水泥是塑性混凝土中最重要的膠凝材料，與混凝土的工作性能密切相關。水泥顆粒的細度、凝結時間、比表面積和顆粒分布等都會影響混凝土的相關性能，不合理使用水泥也會導致混凝土出現泌水、起粉等不良現象，進而影響使用。

1.2 骨料

骨料分為細骨料和粗骨料，其級配合理性影響著塑性混凝土的工作性能。在實驗室中，運用了不同砂細度的混凝土的和易性進行坍落度試驗后發現，細骨料顆粒過粗會導致混凝土的黏聚性下降，進而阻礙泵送，甚至出現離析、泌水等現象。

1.3 混凝土水灰比

混凝土的水灰比越大，則混凝土中的自由水越多，水與水泥的分離時間一長，塑性混凝土更易泌水，進而影響水泥的凝結、硬化，導致混凝土的保水質量和抗壓強度明顯下降。

1.4 塑性混凝土彈性模量試驗研究

彈性模量是塑性混凝土的重要力學性能指標，它對防滲墻的變形能力有著重要的參考價值。在不同測試標距下進行了百分比或千分比測驗后發現，只有增大水膠比、減少水泥用量、降低砂率、增加黏土量，才能使其分配更加合理，使塑性混凝土的彈性模量保持在較低水平，從而更好地保證混凝土在使用中的安全性和穩定性。

1.5 塑性混凝土抗滲性試驗研究

我國的混凝土抗滲性標準主要根據水來評價混凝土的滲透性，即運用水壓力法。只有適當減少水泥用量，保證膨潤土的顆粒和較細的黏土顆粒能吸附大量水分，才能使混凝土中的大部分自由水分子變為化合水分子，從而提高混凝土的密實性、抗滲性，使混凝土單位體積內的空隙減少，足以抵抗一定的滲水壓力。

隨著大批工程的投入運行，塑性混凝土防滲墻作為一種20世紀80年代發展起來的新型防滲技術，已在國內外得到了廣泛應用。目前，在我國，塑性混凝土防滲墻在施工圍堰保護、老壩除險修復等方面得到了廣泛運用，塑性混凝土防滲墻的施工過程也在逐步完善。

1.6 塑性混凝土強度試驗研究

為了探討不同因素對塑性混凝土抗壓強度的影響，針對原材料的條件和比例對塑性混凝土的抗壓強度進行了各種對比試驗。由于塑性混凝土是一種介于土與普通混凝土之間的柔性材料，所以，其養護條件更加嚴格和獨特。水泥、膨潤土、骨料和外加劑等多種拌和物的配比都對塑性混凝土的強度有重要影響。比如，骨料在塑性混凝土中起著支撐和填充作用，其用量通常為塑性混凝土的50%，其強度對塑性混凝土強度的影響不大，但其比表面積和黏結強度對塑性混凝土的強度有著十分重要的影響。研究發現，骨料的粒徑越小，塑性混凝土中形成的空隙就越小，混凝土的強度就越高。合理控制骨料的最大粒徑和含沙量，適當增加水泥用量，并采用高強度等級的水泥控制骨料的級配是提高塑性混凝土強度的有效方法之一。此外，在條件允許的情況下，可適當摻入粉煤灰和外加劑，從而使混凝土的強度更高。

2 結束語

混凝土防滲墻作為一種有效的防護措施，已被廣泛運用于我國水利水電工程及相關建筑和壩基的建設中。塑性混凝土在國內外的運用案例為我們提供了寶貴的經驗。只有不斷學習先進的科學技術，掌握更多關于混凝土性能和試驗研究的資料，才能更加合理、有效地運用塑性混凝土。

在越來越多的壩體、壩基、水庫和海港等建筑的基礎工程中，塑性混凝土體現出了它獨特、合理、有效的一面。在今后的發展過程中，我們應更加深入地分析和掌握塑性混凝土不同方面的工作性能，從而使其在水利水電等工程中得到進一步的推廣和應用。

參考文獻

[1]劉志紅.淺談塑性混凝土防滲墻在水利水電工程中的應用[J].水利技術監督，2000，8（3）.

[2]劉繼昌.塑性混凝土防滲墻的開發與技術應用[J].水利水電技術，1993（8）.

[3]李家正，王迪友，楊華全.塑性混凝土配合比設計及試驗方法探討[J].長江科學院院報，2002，19（4）.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： In this paper， the characteristics， properties， research and application of plastic concrete in the hydropower project are analyzed， and the typical characteristics of plastic concrete， such as working performance， elastic modulus， anti-permeability and strength are studied and analyzed.

Key words： plastic concrete； working performance； permeability test； elastic modulus