1、1塑性混凝土所用材料及配合比设计探讨摘要：塑性混凝土是一种掺有粘土并相对减少水泥用量的混合结构物，由水泥、水、粘土（膨润土） 、砂、石子和外加剂等配制而成。由于粘土（膨润土）代替了大部分的水泥，使之与普通混凝土相比，具有以下主要特征：一、弹性模量低，与周围土体的变形模量相近，因而能很好地适应地形的变化；二、节省水泥，降低工程造价；三、抗压强度低，仍具有较好的抗渗性。所以它被广泛应用在大坝防渗结构、堤防防渗加固的连续墙中。许多大中型水库除险加固工程及淄河等河道治理工程中，其防渗结构都采用了塑性混凝土，从目前运行状况看，防渗效果相当好。关键词：塑性混凝土材料配合比设计探讨 中图分类号：TU37 文
2、献标识码： A 文章编号： 一、前言 塑性混凝土在弹性模量、抗拉强度、抗压强度、含气量、抗渗性、和易性和凝结时间上都有其特定的要求，要满足上述性能指标要求，关键是要选定合适的材料及其土配合比。这不仅关系到工程造价和施工难易，更重要的是它与结构物的安全和耐久性密切相关。在参与水库除险加固工程和淄河治理工程塑性混凝土的配合比设计过程中，做了大量的对比试验，因而对塑性混凝土所用材料和配合比设计有一些浅见，概要2如下。 二、主要材料的选择 1、水泥 目前已建工程中使用的水泥品种是普通水泥。由于塑性混凝土施工时要求凝结时间长，所使用水泥必须经过检验合格，方能使用。水泥对塑性混凝土性能的影响主要体现在：
3、1）强度 水泥是决定塑性混凝土强度的最主要材料。一般来说，水泥用量越高，强度越高。对比试验如下： 2）弹性模量 水泥对塑性混凝土的弹模影响相当大，随着水泥用量的增加，塑性混凝土的弹模也随着增加。要想降低弹模，其中重要的措施就是减少水泥用量。对比试验如下： 3）渗透性水泥用量对塑性混凝土的抗渗性能影响很大，用量越多，渗透系数越小。 4）和易性 水泥属于胶凝材料，用量的多少影响混凝土的和易性。用量越多，混凝土的和易性也越好。 32、粘土和膨润土 粘土和膨润土是塑性混凝土必不可少的材料，是决定塑性混凝土强度和弹模及渗透性能的重要因素。为此，粘土和膨润土必须含有足够的粘粒和胶粒。一般来说，含粘量应大于
4、 50%。 粘土和膨润土对混凝土性能影响主要体现在： 1）强度 因为粘土和膨润土的凝胶强度低，其用量增加，塑性混凝土的强度下降。对比试验如下： 2）弹性模量 粘土和膨润土用量增加，弹模下降。对比试验如下： 3）和易性 粘土和膨润土的掺加，大大改善了塑性混凝土的和易性。 3、砂石骨料 砂石在塑性混凝土起骨架作用，要求和普通混凝土基本相同，但也有不同的地方。第一，由于塑性混凝土要在混凝土中掺加粘土和膨润土，所以对砂子的含泥量要求可放宽到 8%，对石子的含泥量要求也可适当放宽；第二，塑性混凝土应有足够的变形能力，对强度的要求相对低些，而石子的粒径对此影响较大。试验证明，骨料粒径大的塑性混凝土所承4受
5、的强度比骨料粒径小的要大，而变形能力却要小得多，所以塑性混凝土应使用较小粒径的骨粒。结合我省实际情况，可以使用 5-20mm 的碎石。三、配合比设计 1、配合比设计原则 影响塑性混凝土物理力学指标的因素主要有：水泥用量、膨润土用量、水胶比、骨料等，这些因素相互制约、相互影响。因此，塑性混凝土设计是一项复杂的工作。为了配制出的塑性混凝土满足所要求的强度、弹模、抗渗等级，同时方便施工，坍落度和扩散度指标符合要求，造价低。在设计时应遵循下述原则。 1）正确选择水胶比。水胶比即水与细料总和之比，细料包括水泥、膨润土、粘土在内的材料用量之和。水胶比对塑性混凝土的许多性能都有影响，水胶比越大，其强度和弹模
6、降低，渗透系数越大，流动性越好。但总的来说，随着水胶比的增大带来的负面影响较多，有利影响较小。因此在满足施工要求的前提下，应尽量选择较小的水胶比。 2）合理确定水泥用量。水泥用量不仅影响塑性混凝土的物理力学指标，还直接影响到工程总造价，必须通过配合比试验综合分析研究确定。一般每立方米塑性混凝土水泥用量为 80-170 千克。 3）在有条件的前提下，可同时掺入适量的粘土和膨润土。单纯加入其中一种土料的塑性混凝土的性能不如两种都加入的好。 4）砂率。一般塑性混凝土设计要求的弹模都较小，增加砂率可有效地降低弹模。因些，塑性混凝土的砂率一般较高，约为 40%-50%。 55）选择合适的掺土量。膨润土用
7、量约为水泥用量的 5-20%，一般为20-50kg/m3。粘土用量 150-300 kg/m3，含粘量多的少用。 6）合理选择外加剂品种。由于塑性混凝土要求有较高的防渗性，而且要有较大的流动性及其满足其它力学指标，需在塑性混凝土中掺加引气剂，来降低渗透系数；掺加减水剂以减少水胶比。 2、配合比设计及试验程序 1）根据设计确定的和易性要求及 28 天的抗压强度、弹模、抗渗指标等，选用合适的原材料，按照上述设计原则，以水泥用量、粘土、膨润土用量、砂率和水胶比进行正交设计和试验。注意：试验搅拌时采用强制式搅拌机，搅拌机及搅拌方法与工地一致。 2）分析试验成果，在满足设计要求的前提下，综合考虑结构安全性，耐久性、施工方便和降低造价等要求，进行技术经济比较，最后选定合理的经济的配合比。 四、结束语 由于塑性混凝土的防渗墙属于隐蔽工程，将关系到防渗效果及大坝的安危，除了通过周密的设计外，还要有严谨的施工和有效的监督，来共同达到设计目的。以上是在试验过程和施工及管理过程中的一些浅显的认识。
