楊能輝，陳 芳，熊煥淮

(1.江西省水利科學研究院，江西南昌330029；2.江西省水工安全工程技術研究中心，江西南昌330029)

SL 174—2014《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規(guī)范》[1]規(guī)定，對于一期槽段長小于3.0 m的下一根導管，槽段長大于3.0 m，小于6.5 m的下二根導管；對于二期槽段長小于2.0 m的下一根導管，槽段長大于2.0 m，小于5.5 m的下二根導管。然而大量的實際澆筑過程發(fā)現(xiàn)[2-5]，泥漿密度比和粘度對槽段內(nèi)混凝土拌和物坍落度、擴散度影響較大，施工中盡管按規(guī)范規(guī)定下導管，仍然會出現(xiàn)混凝土拌和物堆積體在槽段內(nèi)崩塌，使得墻體出現(xiàn)不規(guī)則的夾泥層，從而影響防滲墻的施工質(zhì)量。

防滲墻在成槽及澆筑過程中均用到泥漿護壁工藝，護壁泥漿是保證槽壁穩(wěn)定最關鍵的因素[6-10]，不同密度比和粘度的泥漿對混凝土拌合物的坍落度、擴散度有沒有影響，影響有多大，目前尚無規(guī)范可查，也沒有對此方面的研究。因此有必要進行試驗研究，確定不同泥漿密度比對混凝土拌和物坍落度、擴散度的影響，以便指導施工，改進施工工藝。

1 試驗原材料及設備

1.1 試驗原材料

本文試驗中采用的水泥為南方牌P.O42.5通用硅酸鹽水泥，密度為3 060 kg/m3；粗骨料采用5～40 mm的碎石，表觀密度為2 740 kg/m3，且5～20 mm與20～40 mm的碎石質(zhì)量比為4∶6；細骨料經(jīng)水洗去除石粉后，測得細度模數(shù)為3.45，屬粗砂；膨潤土采用400目鈉質(zhì)膨潤土，顏色呈灰白色，主要成分是蒙脫石；試驗用水為生活飲用水，其性質(zhì)符合混凝土拌和用水的相關要求。

1.2 試驗設備

按照SL352—2006《水工混凝土試驗規(guī)程》的相關規(guī)定，所用試驗設備包括單臥軸強制式混凝土攪拌機、振動臺、TD型電子天平、泥漿密度計、泥漿粘度計、微機控制恒加載壓力試驗機、臺秤、坍落度測定儀、抹刀、搗棒、鋼尺等試驗用具。

2 試驗方案

2.1 混凝土配合比設計

為研究泥漿的密度比與粘度對混凝土擴散度的影響，需對混凝土進行配合比設計。本試驗配合比按照DL/T5330—2015《水工混凝土配合比設計規(guī)程》[11]中對防滲墻施工用泵送混凝土的要求，水膠比不宜大于0.6，膠凝材料用量不宜低于300 kg/m3，砂率宜在35%～45%。最終確定混凝土配合比見表1。

表1 混凝土配合比設計 kg/m3

2.2 試驗裝置設計

為測得泥漿作用下對混凝土擴散度的影響，設計有落差的泥漿池2處，其中地面上的為泥漿試驗池，地面以下的為泥漿循環(huán)池，并采用潛水泵將循環(huán)池中的泥漿抽到泥漿試驗池中。

2.3 泥漿的制備

在地下連續(xù)墻施工時，泥漿性能的優(yōu)劣直接影響到地下連續(xù)墻成槽施工時槽壁的穩(wěn)定性，表2為新配置泥漿和循環(huán)泥漿的質(zhì)量控制參數(shù)。試驗中采用400目鈉基膨潤土制備泥漿，分散劑選用工業(yè)碳酸鈉，并適當添加CMC，其配合比按表3所示進行控制。在施工過程中，如遇泥漿性能護壁功能不達標，需調(diào)整泥漿質(zhì)量控制參數(shù)。

表2 泥漿質(zhì)量控制參數(shù)

表3 新制泥漿配合比(質(zhì)量比)

3 試驗結果及分析

試驗時，在空氣中與泥漿試驗池中同時測定混凝土塌落度及擴散度，以此來對比不同密度比、不同粘度泥漿作用下對不同等級混凝土坍落度與擴散度的影響。本次試驗共配置了5種不同密度比和粘度的泥漿，根據(jù)SL352—2006《水工混凝土試驗規(guī)程》[12]測定不同等級的混凝土坍落度及擴散度，其中混凝土拌和物擴散度以拌和物擴散后的2～4個直徑測值的平均值作為結果，見表4。

3.1 混凝土拌和物坍落度成果分析

從混凝土的和易性來看，4組混凝土的和易性都較好，滿足工程施工的需要。圖1為不同強度混凝土坍落度與泥漿密度比之間的關系。從圖1a～d可以看出，在泥漿密度比達到1.075時，不同強度的混凝土坍落度均較小，C20、C25混凝土坍落度為40 mm，且隨著泥漿密度比增加，C15、C20、C25混凝土坍落度明顯下降。從兩者相關性系數(shù)來看，不同強度等級(C10、C15、C20、C25)混凝土與混凝土坍落度變化表現(xiàn)出明顯的指數(shù)變化規(guī)律，兩者相關系數(shù)區(qū)間為[0.917，0.975]。此外，4組不同強度混凝土在泥漿中與空氣中坍落度有較大差異，對比試驗可以看出，泥漿對混凝土的坍落度有很大的影響，隨著泥漿密度比增加，混凝土坍落度逐漸減??；隨著混凝土強度等級增加，泥漿對于混凝土坍落度的影響也逐漸增加。

3.2 混凝土拌和物擴散度成果分析

圖2為不同強度混凝土擴散度與泥漿密度比關系。從圖2a～2d可以看出，對同一強度等級混凝土，隨著泥漿密度比、粘度的增加，混凝土擴散度逐漸減小。其中，C10混凝土當泥漿密度比為1.05時，坍落度最大為375 mm；當泥漿密度比為1.075時，各強度等級混凝土坍落度均為200 mm，與坍落度桶直徑相同。從兩者相關系數(shù)來看，4種不同強度等級混凝土擬合曲線當采用指數(shù)函數(shù)擬合時，表現(xiàn)出明顯的相關性，兩者相關系數(shù)區(qū)間為[0.916，0.995]。此外，4組不同強度混凝土在泥漿中與空氣中擴散度有較大差異，對比試驗可以看出，泥漿對混凝土的擴散度有很大的影響，隨著泥漿密度比增加，混凝土擴散度逐漸減??；隨著混凝土強度等級增加，泥漿對于混凝土擴散度的影響也逐漸增加。

表4 泥漿作用下混凝土坍落度與擴散度成果

圖1 不同強度混凝土坍落度與泥漿密度比關系

圖2 不同強度等級混凝土擴散度與泥漿密度比關系

4 結 語

本文通過對不同強度等級混凝土在泥漿中的坍落度和擴散度室內(nèi)試驗對比分析得到如下結論：

(1)對于不同強度等級混凝土，混凝土坍落度、擴散度隨泥漿密度比變化的規(guī)律基本一致，均受到比較大的影響，且隨著泥漿密度比的增加，呈先減小后趨于穩(wěn)定的趨勢。

(2)對于不同強度等級混凝土，泥漿作用下混凝土坍落度、擴散度的變化并不是單獨產(chǎn)生的，而是受兩者協(xié)同作用，共同影響的結果。

(3)在混凝土防滲墻施工中應根據(jù)混凝土強度、泥漿密度比以及槽段的長度的不同，合理選擇施工所用的導管，以確?；炷练罎B墻的施工質(zhì)量。