浅谈影响普通防水混凝土抗渗性能的主要因素
关键词：防水混凝土；抗渗；配合比
防水混凝土是指抗渗标号大于0.6Mpa不透水混凝土。普通防水混凝土是在普通混凝土的基础上发展起来的。不同的是普通混凝土是根据所需的强度进行配制的，其中石子为骨架，砂子填充石子的空隙，水泥浆填充细骨料空隙并使骨料粘结在一起。而防水混凝土是根据工程所需抗渗等级配制的，其中石子的骨架作用减弱，水泥砂浆除满足填充粘结作用外，还要求其在粗骨料周围形成一定厚度、质量良好的砂浆包裹层，有效地阻隔沿粗集料界面互相联通的深水通道，从而提高混凝土的抗渗性。
对混凝土的抗渗性能起重要作用的因素有：水灰比及拌合物的和易性；水泥用量、砂率及其相应的灰砂比。此外，水泥品种、砂石颗粒级配、石子品种和最大粒径；养护条件及养护方式等，对混凝土的抗渗性能都产生不同程度的影响。
1、水泥品种的影响
配制普通抗渗混凝土的水泥，要求抗水性好，泌水性小，水化热低并具有一定的抗侵蚀性。
普通硅酸盐水泥，早期及后期强度较高，泌水性小，干缩性较小，抗冻耐磨性好，但耐水性和抗硫酸盐侵蚀能力较差。
火山灰硅酸盐水泥，耐水性好，水化惹低，抗硫酸盐侵蚀能力较好，但早期强度低，变形大，抗冻耐磨性差。
矿渣硅酸盐水泥，水化热较低，抗硫酸盐侵蚀能力好，但泌水性大，干缩性也较大，抗冻耐磨性差。
综上所述，普通防水混凝土应优先采用硅酸盐水泥，有硫酸盐侵蚀的地方可以选用火山灰硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。
普通防水混凝土严禁使用过期水泥和不合格水泥，特别是已受潮而成团、结块的水泥。否则将由于水泥水化作用不完全，而影响混凝土抗渗性和强度。
2、水灰比的影响
水灰比除了影响防水砼结构的抗压强度及抗渗性能外，还影响着砼结构的抗冻性能及耐久性，混凝土拌合物的水灰比对硬化混凝土孔隙率的大小、数量起决定性作用，直接影响混凝土结构密实性。
水灰比过小时，砼和易性不好，施工操作困难，影响砼的密实度和抗渗性，水灰比过大时，用水量太多，砼在施工时泌水现象严重，水泥在水化过程中，砼中的游离水蒸发，不可避免地在砼内部留下大量孔隙，这些孔隙相互贯通，形成开放性毛细管泌水通道，使砼结构抗渗性能降低、透水性增高。因此，水灰比是影响砼抗渗性能的重要因素，只有最适宜的水灰比才能使砼的防水性能达到最佳状态。目前国内外对防水砼的水灰比都规定了一些限值，有的国家还以水灰比来控制防水砼的防水等级，我国规范最大限值为0.6。有关资料证明，在0.5—0.6范围内都取得了令人满意的效果。
3、水泥用量、砂率及灰砂比的影响
在一定水灰比限值内，水泥用量和砂率对混凝土抗渗性的影响比较明显。足够的水泥用量和适宜的砂率，可以保证混凝土中水泥砂浆的数量和质量，使混凝土获得良好的抗渗性。因此，防水混凝土的水泥用量最低不得小于320kg／m3，水泥强度等级应不低于42.5Mpa。
砂率的大小直接影响混凝土的抗渗性能，与普通混凝土相比，防水混凝土采用富砂率，因为水泥砂浆不仅起粘结填充作用，还要形成一定厚度的砂浆保护层，这层砂浆保护层包裹在粗骨料的表面并使这些粗骨料颗粒相互离开一定距离，这样，一方面使砼达到了最大密实度，另一方面又能切断砼内部的毛细管道，从而提高了抗渗性。粗细骨料要有良好的级配，各组粒径要在筛分曲线范围内，砂率选择要得当，当砂率过大时，由于砂用量过多，水泥浆不能包裹砂表面，结构不密实，降低了砼的抗渗性和抗压强度。同时，砂率过大也必然要增加水泥用量和用水量，由此又导致砼的流动性增大，砼在施工振捣时，粗细骨料产生不均匀下沉，砼各组分离析，导致硬化后砼匀质性变差，结构上产生收缩裂缝，下部稀疏空洞，同样降低结构的抗渗性和强度。所以，在设计防水砼配合比时，选择最佳砂率对提高抗渗性至关重要，在满足规范要求条件下，砂率一般在0.36左右较为理想。
灰砂比表明了水泥砂浆中的水泥的浓度以及水泥砂浆包裹砂粒的情况，这与砂率所表明的概念不同，前者表明水泥砂浆的数量，后者表明水泥砂浆的质量，灰砂经对于砼的结构形成和砼的各项指标起着重要作用。灰砂比选择得当，就能得到密实度较高，符合设计要求的砼，当灰砂比偏大时，水泥和水的用量偏大，容易发生不密、不均匀和收缩大等现象，使砼抗渗性能下降，当灰砂比偏小时，水泥和水用量偏少，砼拌合物易出现干涩和粘结力不好等现象，使施工和易性变差，降低了密实度，导致抗渗性能下降，经研究与实践表明，抗渗效果较为理想的灰砂比为1：20一l：25。.
4、石子品种与最大粒径的影响
防水混凝土常用的粗骨科有卵石和碎石，对这两种骨料本身可以认为是密实的，不透水的。鉴于这两种骨料表面状态的不同，混凝土拌合物的和易性也不同。碎石表面粗糙，多棱角，与水泥的粘结比卵石要优越，对混凝土强度及抗渗性均有利。但由于碎石表面的特点，要求与卵石同样的和易性，每立方米混凝土需多用水泥约l0～20kg，用水量也随之增加，对抗渗性未必有利。因此，要想获得良好的施工和易性及抗渗性应适当增加水泥用量及砂率。
另外，石子粒径过大或过小，对混凝土抗渗性均不利。在防水混凝土中，允许采用的粗骨科最大粒径一般为40mm，具体的粒径限度尚应按结构厚度，钢筋稀密，振捣条件等因素来确定。
5、养护条件与养护方式的影响
首先，养护对防水混凝土极为重要，也是混凝土获得强度和抗渗性的必要条件。混凝土具有良好的组成，但也只有在良好的养护条件下才能充分发挥其防水作用，否则，由于养护不良也会大幅度降低其抗渗性。
此外，温度和湿度是水泥水化的必要条件，新浇混凝土在潮湿环境中或水中硬化，不但总孔隙率降低，而且孔径也较小。这就增加了混凝土密实性，提高了混凝土的抗渗性。因此，经过长时间在潮湿环境中养护的混凝土抗渗性提高很多。
6、结束语
影响普通防水混凝土抗渗性的因素很多，但只要掌握以下配制规律就不难配制出质量良好的防水混凝土，即：水灰比在0.6以下，最大不得超过0.65；坍落度以35～50mm为宜；水泥用量不小于320kg／m3（包括细掺料）；含砂率不小于35%—45%；灰砂比应不小于1：2.5～1：2；粗骨料最大粒径不超过40mm；细骨料最好采用中砂。
此外，抗渗混凝土宜掺用外加剂以增加其和易性和密实性，提高抗渗效果。
参考文献
人民交通出版社《公路工程试验工程师手册》
