【摘要】本文結合工程實際，詳細分析了高性能多孔混凝土配合比的選擇，以及影響其性能的因素。根據在核電站中的施工、應用情況表明多孔混凝土的合理利用對減小建筑物基礎厚度和防潮的明顯效果。

【關鍵詞】層狀排水；多孔混凝土；配合比；滲透系數；質量控制

1、工程概況

某核電站3號機組核島及一些重要廠房在基礎底板下均設計了多孔混凝土層狀排水系統(tǒng)，利用多孔混凝土的高滲透性能來減緩地下水對廠房基礎的壓力，減小了基礎滲水和漂移的可能性，有效降低了鋼筋混凝土基礎的厚度（層狀排水系統(tǒng)的組成見圖1）。

層狀排水系統(tǒng)主要由厚度超過300mm的多孔混凝土層組成。其中多孔混凝土強度等級為B7.5（驗收強度為9.6Mpa、相當于中國標準C10），滲透系數不小于600m/d。

2、B7.5多孔混凝土的配合比設計

2.1原材料選擇

2.1.1膠結料——水泥

多孔混凝土是骨料顆粒與水泥膠結而成的多孔堆聚結構。膠結料的活性、品種、數量是決定混凝土強度的關鍵因素，因此，為了提高骨料顆粒與膠結料界面間的強度，宜采用強度高、活性大的硅酸鹽水泥（有抗硫酸鹽侵蝕要求的優(yōu)選抗硫酸鹽水泥）。

多孔混凝土所需水泥用量以剛好完全包裹骨料的表面為宜。

2.1.2骨料——碎石

骨料是多孔混凝土的結構框架，為了提高與膠結料的粘結，宜使用碎石。

骨料的粒徑大小決定著骨料間的孔隙率和所配制的多孔混凝土強度。骨料粒徑愈小，骨料間的孔隙率愈小，配制的多孔混凝土強度越高。

另外，骨料的強度、外觀尺寸、含泥量等指標都影響著多孔混凝土的性能。通過大量試驗數據分析，配制高強度的多孔混凝土，其碎石強度不宜低于60MPa，針片狀顆粒含量不宜大于10%，含泥量不宜大于1%，泥塊含量不宜大于0.2%。

在骨料的選擇試驗中，通過對選用的10～20mm、5～20mm、5～16mm和2.5～10mm等幾種不同規(guī)格的碎石做多孔混凝土骨料的試驗結果分析（見表1），結果表明骨料粒徑較大時，多孔混凝土強度低、滲透系數大；骨料粒徑小時，多孔混凝土強度高、滲透系數降低。

結合工程技術要求（抗壓強度不低于10MPa、滲透系數不小于600m/d），田核層狀排水系統(tǒng)多孔混凝土宜選用最大粒徑不超過10mm的細碎石。

2.2B7.5多孔混凝土配合比試驗

2.2.1施工配合比的確定

選擇各種水灰比進行拌合物試驗和混凝土性能試驗，以確定滿足技術要求的配合比。

通過分析，當骨料最大粒徑超過16mm時，由于其孔隙率大，骨料比表面積小，所需水泥漿量小，多孔混凝土滲透性能好，但強度低，若僅靠增加水泥用量，其強度并沒有顯著增加且由于多孔混凝土內部漿體過多而流淌在多孔混凝土底部，嚴重影響了多孔混凝土的滲透性能，因此，配制較高的多孔混凝土易選用最大粒徑不超過10mm的細碎石，水灰比以水泥漿體剛好完全包裹住骨料且無多余漿體流淌為宜。基于此，選擇了表1中的配合比作為施工用配合比。通過對施工配合比的性能試驗最終確定配合比的正確性（試驗結果見表2）。

表1 施工配合比

原材料名稱P·Ⅱ5252.5～10mm粒徑碎石飲用水W/C

用量Kg/m330014801140.38

表2 施工配合比的性能試驗

砼拌合物性能28d抗壓強度MPa28d抗折強度MPa28d劈裂強度MPa60d彈性模量MPa滲透系數

m/d

骨料包裹好、無漿體流淌現(xiàn)象12.64.12.215800大于1600

3、多孔混凝土施工

由于多孔混凝土拌合物中水泥漿的稠度低，為了使水泥漿能夠保證均勻地包裹在骨料表面，宜采用強制式攪拌機攪拌，且攪拌時間比普通混凝土稍長。

多孔混凝土應分層澆筑，每層不超過30cm，拌合物自由下落度在1m以內。為了不破壞多孔混凝土內部孔隙結構，在澆筑過程中不宜劇烈振搗或夯實。新澆筑的混凝土以平板振搗器稍加振實（以不產生漿體流淌為宜）或人工用鐵鍬拍平壓實。

3.1工藝流程

攪拌—→運輸—→布料澆筑—→養(yǎng)護—→清理

3.2無砂多孔混凝土的攪拌

根據已確定的配合比配料，采用強制式攪拌機攪拌，在頭盤及第二盤中多加些水泥，頭盤多加70%，第二盤多加59%攪拌均勻為止。

3.3多孔混凝土的運輸

用混凝土攪拌運輸車及時運至施工現(xiàn)場，現(xiàn)場值班人員核對混凝土發(fā)貨單，核實混凝土種類和強度等級無誤后，盡快將混凝土從攪拌車中卸出，用翻斗車或吊斗運至澆筑點，在有條件的情況下，混凝土攪拌運輸車可直接在混凝土澆筑點卸料。

3.4多孔混凝土的澆筑

可利用溜槽使混凝土溜入澆筑區(qū)域，也可用吊斗由塔吊吊至澆筑區(qū)域，由于無砂多孔混凝土和易性差因而不能用混凝土泵輸送，將澆筑區(qū)的混凝土用鐵鍬攤鋪，達到設計標高后用鐵鍬整平，再用木抹子抹平，在轉角處用插桿輕輕插倒。

混凝土澆筑應連續(xù)進行，如需停歇，停歇時間應盡量縮短，并保證在混凝土初凝前澆筑完畢，間歇時間超過初凝時間則應按施工縫處理。

3.5施工縫留設

由于多孔混凝土為干硬性混凝土，垂直施工縫留設也不需要模板，用混凝土自然堆積形成即可，水平施工縫留設時表面整平壓實即可，下層混凝土澆筑前將施工縫清理干凈，無雜質、灰塵和松動石子，即可澆筑下一層混凝土。

3.6多孔混凝土的養(yǎng)護

多孔混凝土采用覆蓋灑水養(yǎng)護，即表面覆蓋兩層麻袋片，灑水保濕，養(yǎng)護時避免養(yǎng)護水直接沖洗混凝土表面，混凝土澆筑12小時后，開始灑水養(yǎng)護，若是干熱天氣，8小時后即可養(yǎng)護，以避免過早失水，保持混凝土表面濕潤，多孔混凝土的灑水養(yǎng)護不少于7天，根據氣候條件可適當調整。

4、質量控制

4.1控制要求

基層應穩(wěn)固，無松動石塊及大的裂縫，基坑清潔無積水、浮土、淤泥，雜物等，多孔混凝土水泥漿應均勻包裹骨料，無離析沉積現(xiàn)象，澆筑后混凝土無較大空洞、不密實等缺陷，混凝土運輸中應防止由于過于顛簸引起水泥漿沉積，產生離析，混凝土自由落下高度不易過高，一般不應超過1m，混凝土表面應抹壓平整。

4.2檢查和試驗

多孔混凝土滲透試驗，滲透系數不小于600m/天。多孔混凝土抗壓強度試驗，28天抗壓強度不小于B7.5（或滿足設計要求）。

5、應用情況

3號核島層狀排水系統(tǒng)多孔混凝土用量達2萬立方米，平均澆筑厚度近500mm，最厚達3m。經過檢驗，其各項技術指標均滿足工程設計要求。3號核島多孔混凝土部分試驗報告結果見表3。

表3

工程名稱試驗組數28d抗壓強度均值MPa最小值MPa滲透系數m/d

31UJE廠房1513.212.81780

31UKA廠房2112.912.51690

31UKD廠房2012.912.01880

31UCB廠房1914.311.61870

其它廠房2315.211.41850

6、結束語

經過工程應用證明：通過多孔混凝土的大滲透性，能夠有效降低地下水對建筑物地下基礎的壓力和浸蝕，因此在地下水位較高的大型建筑物下采用多孔混凝土排水系統(tǒng)，能夠大大減小混凝土底板的厚度，顯著地降低工程成本。

另外，在南方多雨潮濕地區(qū)與沿海地區(qū)，建筑物采用高強度、大滲透性的多孔混凝土作地下基礎下排水層或在地下停車場地坪下做多孔混凝土層（上鋪設防水層及其保護層、設排水溝）都能有效地防止地下水的反滲，使建筑物室內永久性地保持干燥。

參考文獻

[1]《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》（GB 50204-2002（2011版））