陳潔宇（新疆水利水電勘測設計研究院勘測總隊，新疆 昌吉 831100）

納米材料在水工混凝土中的應用研究

陳潔宇
（新疆水利水電勘測設計研究院勘測總隊，新疆 昌吉 831100）

【摘要】利用某種新型納米材料，針對水工混凝土的抗?jié)B性能的影響進行了一系列試驗研究，以期為其它試驗研究及工程人員在水工混凝土中應用納米材料提供參考借鑒。

【關鍵詞】納米材料；水工混凝土；抗?jié)B性能

從20世紀80年代起，人們對混凝土抗?jié)B性能越來越重視，混凝土抗?jié)B性能與其齡期、漿體水化程度和運行環(huán)境等因素密切相關。因為涉及的影響因素較多，目前人們在這方面獲知的研究成果較少，有必要進一步深入進行研究。

現(xiàn)階段提高混凝土的抗?jié)B性能主要方法是通過獲得混凝土的最小孔隙率和最大密實度，減少混凝土中的毛細管來實現(xiàn)。在外加材料方面除硅灰、粉煤灰等人造火山灰質材料外，還有其它可能影響混凝土抗?jié)B性能的組分。研究者對鋼纖維、合成纖維以及膨脹劑在混凝土硬化過程中對收縮開裂的影響進行了研究，研究結果證實：鋼纖維與膨脹劑混合增強混凝土，鋼纖維能夠對膨脹產生很大的內部限制，使得混凝土更加致密，混合增強的方式能夠取得很好的抑制硬化期間收縮裂紋的效果，從而極大地改進抗?jié)B性能。

伴隨科技與技術的進步，新型納米材料的問世，作者希望借助于納米材料的微粒結構能在水工混凝土中起到更好的作用與應用。

1　弱透水介質混凝土試塊抗?jié)B試驗

1.1原材料

采用美國引進的高分子聚合物納米微粒技術產品——Roadyes。為液狀，乳白色，成型后透明，有輕微氣味，密度為1.05~1.1，酸堿度為4.5~ 6.0，水溶性100%，沸點＞100℃，凝點＜0℃。含水量＜57%，為不可燃性?，F(xiàn)階段道路建設中應用較廣，其共聚長鏈接觸土壤后會形成持久的半柔性固體矩陣結構，使土壤永久固化。

1.2抗?jié)B涂料制作

根據(jù)試驗任務書，以路液為母料（43%濃度）加水，調制成濃度為5%、10%的路液溶液待用。

將石英砂 （800目）、525普通硅酸鹽水泥按1∶1，與已經調制好的路液溶液及水調試成三種可涂刷涂料，得出兩組配合比，檢測其相關性能如表1所示。

表1涂料相關試驗結果

1.3抗?jié)B試驗結果

抗?jié)B試件標準養(yǎng)護28d后將調制好的涂料涂于抗?jié)B試件底面，待7d后試件干透后進行抗?jié)B試驗，抗?jié)B水壓0.6MPa，恒壓8h。抗?jié)B試驗結果見表2。

1.4試驗結果分析

經過對0%、5%、10%的路液防滲性能測試，分別在0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6MPa水壓下，各恒壓8h后試件表面無水分滲出，隨即對試件劈裂觀察滲透狀況，并計算，其滲透系數(shù)如表2所示，可見5%、10%路液對混凝土試件的抗?jié)B系數(shù)無明顯改善。伴隨著路液濃度增加，混凝土試件的抗?jié)B系數(shù)有極其微小的增大趨勢，但其趨勢并不符合路液的特性，分析其原因一方面單個試件的差異性的存在，也有可能是其值增大的原因；另一方面，由于混凝土試件本身的滲透系數(shù)（W6的滲透系數(shù)約為10-9）遠遠小于路液涂料本身的滲透系數(shù)（經過測試其滲透系數(shù)約為10-5），混凝土的防滲效果已經遠遠超過了路液本身的的防滲效果，所以不能直觀的判斷路液涂料對混凝土的防滲性能的影響。綜上所述，現(xiàn)階段的試驗結果不足以說明路液涂料對混凝土抗?jié)B透性能起到特別積極的影響。

表2不同路液濃度試件防滲試驗結果

2　中等透水介質抗?jié)B試驗

為了更好了解路液的防滲性能，選擇紅磚和砂漿試件為介質，采用不同的滲透系數(shù)試件進行試驗對比。

2.1紅磚為介質抗?jié)B試驗結果

以紅磚試件，底面涂刷不同路液濃度的涂料，分別進行了滲透試驗，試驗結果如表3所示。

表3紅磚試件滲透試驗結果 cm/s

2.2砂漿試件為介質抗?jié)B試驗結果

以天然砂與水泥按1∶0.1制作滲透試件，齡期后底面涂刷5%路液，以天然砂與水泥按1∶0.1+5%路液制作試件，分別進行滲透試驗，數(shù)據(jù)如表4所示。

表4砂漿試件+5%路液試驗結果 cm/s

3　強透水介質抗?jié)B試驗

將正方體加氣塊6個面標記，從中選取4個面1、3、4、5共4個面涂刷5%路液，待自然風干后，將純凈水滴于加氣塊6個面，其表現(xiàn)如表5所示。

表5正方體加氣塊滲透試驗結果（60s）

將試件風干后，直接飽和于水中1h，觀察6個面的滲透現(xiàn)象，其結果如表6所示。

4　試驗結果分析

經過多種方式的比對試驗，試驗結果顯示出，當把路液作為涂刷材料使用在紅磚表面時時，能夠對抗?jié)B性能有所提高，但提高幅度不大；

【中圖分類號】TU528

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2015）-06-0033-03

收稿日期：2015-03-31

作者簡介：陳潔宇（1982—），男，助理工程師