表 7. 各配合比各项性能指标
编号 膨润土掺量（％）
木钙掺量（％） 坍落度（ｃｍ） 扩散度（ｃｍ） 初凝时间（ｍｉｎ） 终凝时间（ｍｉｎ） Ｒ７ 强度（ＭＰａ）
防 －１ ２０ ０．５ ９ ２４ １０８０ １４２８
１２．９
防 －３ ２０ ０．５ １４ ２６ ／ ／ ９．８
防 －４ １８ ０．４
２１．５ ３６ ／ ／
关键词：防渗墙；塑性混凝土；配合比；步骤 随着水工施工技术的发展，混凝土防渗墙的应用越来越广 泛，从控制闸坝基础的渗流、坝体的防渗和加固、泄水建筑物下 游基础的防冲、水工建筑物基础的承重到地下水库的修筑等都 应用到了混凝土防渗墙，主要是由于它具有结构可靠、防渗效果 好，能适应多种不同的地层条件，施工方便，造价低等优点。防渗 墙混凝土多为塑性混凝土， 是在混凝土中掺加粘土或膨润土来 增加混凝土柔性，使之能适应较大变形而不致发生裂缝，提高混 凝土的抗渗性能。塑性混凝土的配合比设计到目前尚无具体的 设计规范，笔者通过对 Ｃ１０ 塑性混凝土配合比设计，积累了一些 塑性混凝土配合比设计方面的经验，供大家参考。 一、混凝土性能指标及原材料 ㈠C10 塑性混凝土性能指标要求 Ｃ１０ 塑性混凝土的抗压 强度等性能指标见表 １。
（责任编辑 张顺全）
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（上接第 82 页）探试验资料，做出覆盖冲积层的地质剖面图，进 一步查明各层颗粒级配、渗透系数和允许渗透坡降等。一般应满 足的四个条件：一是铺盖下卧冲积层内渗透坡降，不能超过冲积 层土沙的允许渗透坡降，达到地基渗透稳定；二是通过铺盖的渗 透坡降不能超过铺盖土的允许坡降，达到铺盖填土渗透稳定；三 是下游渗流出逸处的剩余水头不至于产生渗透破坏，达到渗流 出口渗透稳定；四是渗流量小于允许损失量，达到渗流损失量最 小。这四条中，以第一条最为重要。为了满足上述四条的要求，正 确的加固设计主要是确定补强的长度、厚度、密实性及渗透性。 铺盖长度应保持一定的水平渗径，防止接触冲刷及内部管涌，并 结合下游排水减压设施，使出逸坡降小于允许值。铺盖有效长度 是指增加铺盖长度虽然可以减少自铺盖前端进入坝基的渗流 量，但通过铺盖本身渗入坝基的渗流量却相应地增大，在达到有 效长度后，再增加长度就不再减少渗流量。铺盖有效长度是随铺 盖不透水性增加而减小，随铺盖厚度、坝基深度、坝基渗透性及 水头的增加而增长。铺盖长度一般为 ５ 倍～８ 倍水头，虽水头较 大、砂砾石层较深时则采用 ８ 倍～１０ 倍水头。均质坝底为不透 水轮廓的，铺盖长度可适当减短。对地质层次复杂的，最好根据 电拟试验来确定。铺盖厚度与密度应满足铺盖本身的渗透稳定 的要求，而不至于被水头渗透力穿破。一般采用碾压施工时，铺 盖前端厚度为 ０．５ｍ～１．０ｍ，末端与坝体结合处厚度为 １／６～ １／１０ 水头，均质坝体可稍薄些。如土料透水性大、密实度较低，
甘肃农业
２０１１ 年第 ０６ 期（总 ２９９ 期）
基础设施建设
防渗墙塑性混凝土配合比设计试验研究
张军 （甘肃省水利水电工程局，甘肃 兰州 730046）
摘 要：通过对 C10 防渗墙塑性混凝土的配合比设计，总结
表 5. 膨润土物理性能指标
出一种塑性混凝土配合比设计中水灰比的计算方法和膨润土掺 量的确定方法，阐明了塑性混凝土配合比设计的具体步骤。
第二，排水减压设施加固。排水减压设施一般采用导渗沟、 减压井及水平盖重压渗等设施。对导渗沟的加固应根据设计要 求，严格掌握层间关系，防止导水沟淤堵。
一旦发生淤堵情况或局部破坏，应及时清除和翻修。导渗沟 的断面应满足正常排除渗水的要求，不足者，予以扩大。导渗沟 还应有一定的纵坡和排水出路，如发现有积水，应及时加以整 修，使渗透水能够及时地排除。对减压井的加固主要解决井内淤 塞，起不到减压作用的问题，应及时冲水清理，但不要破坏井壁 反滤层，以免失去反滤作用。还要防止人为地向井内投小块石， 如已发现，应及时设法清除，并加强井口保护，以防再次发生。对 水平压渗盖重设施的加固，如发现反滤层失效或压渗厚度不够， 就及时翻修，满足设计厚度。
防 －４ ０．６５ ０．７７ ２３０ ３００ ５４７ １２１９
５４ １．２
防 －５ ０．６３ ０．７７ ２６８ ３５０ ５０１ １１６８
７６ １．４
三、试验结果分析 各配合比混凝土的各项性能指标见表 ７。 对于 １８ｃｍ～２２ｃｍ 的大坍落度、低弹性模量的塑性混凝土， 外加剂选用木钙可以满足要求，从试验结果可以看出掺量超过 ０．４％则减水率减小。
５～３１．５ ０．３
０
１７３５
２７２０
３．８
３．６
混凝土容重（ｋｇ／ｍ３）
２２８０ ２３１０ ２２９０ ２３４０
83 Gans uNongye
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甘肃农业 ２０１１ 年第 ０６ 期（总 ２９９ 期）
０．６５ 的水胶比，膨润土掺量从 １８％增长到 ２０％，混凝土强度 从 ２０．７ＭＰａ 降至 １７．０ＭＰａ，这说明混凝土强度随膨润土的掺量 的增加而降低，曲线符合线性变化规律（见图 １）。膨润土的掺量 对防渗墙塑性混凝土的性能影响较大，在选择膨润土掺量时，应 在同水胶比的条件下确定膨润土掺量与强度的关系。
ｆｃｕ．ｏ≥ｆｃｕ．ｋ＋１．６４５σ＝１０．０＋１．６４５×４．０＝１６．５８Ｍｐａ 水灰比：
Ｗ／Ｃ＝ａａ．ｆｃｅ／（ｆｃｕ．ｏ＋ａａ．ａｂ．ｆｃｅ） 粗骨料为 ５ｍｍ～３１．５ｍｍ 卵石：ａａ 取 ０．４８，ａｂ 取 ０．３３，ｆｃｕ．ｏ 取 １６．５８Ｍｐａ，ｆｃｅ 取水泥实测值 ３８．７Ｍｐａ。 计算水灰比为：Ｗ／Ｃ＝０．４８ ×３８．７／ （１６．５８＋０．４８ ×０．３３ × ３８．７）＝０．８２ 将计算水灰比上下波动 ０．０５ 为 ０．７７～０．８７，与从水灰比 与强度关系曲线上可查得实际所用水灰比为 ０．７９，试验结果正 好在范围之内。由此可以得出这样的结论，掺膨润土的混凝土在 配合比设计中水灰比的计算仍可参照普通混凝土进行设计。 塑性混凝土胶凝材料的含量较大，在粗、细骨料级配良好的 情况下和易性较易满足要求，应选用小砂率，减小用水量，节约 胶凝材料。 掺膨润土的混凝土，抗渗性能明显比普通混凝土高。 四、结语 防渗墙塑性混凝土在配合比设计中，水灰比的计算、配制过 程先按普通混凝土配合比进行设计，然后绘制水灰比与强度之 间的关系曲线。由关系曲线确定所用水灰比，在此过程中可假设 膨润土对混凝土强度无影响，视为掺合材料。 在水胶比相同情况下，采用不同的膨润土掺量配制混凝土， 确定出膨润土掺量与强度之间的关系。 综合考虑以上两个因素，确定塑性混凝土基准配合比，试配 成型，选出最优配合比。
１２．２
防 －５ ２１．７ ０．４ ２０ ３４
／ ／ １４．９
粒级 含泥量 泥块含量 堆积密度 表观密度 针片状 压碎指 （ｍｍ） （％） （％） （ｋｇ／ｍ３） （ｋｇ／ｍ３） 含量（％） 标（％）
Ｒ２８ 强度（ＭＰａ） 抗渗标号
１７．０ ＞Ｓ１６
１４．４ ＞Ｓ１０
２０．７ ＞Ｓ１０
１８．９ ＞Ｓ１０
膨润土掺量在 ２０％时，水灰比从 ０．７８ 升至 ０．９０，混凝土强 度从 １７．０Ｍｐａ 降至 １４．４Ｍｐａ，这符合随水灰比减小而增大的规 律（见图 ２）。
图 1. 膨润土掺量与抗压强度关系 图 2. 水灰比与抗压强度关系 将膨润土看做掺合材料，依据 ＪＧＪ５５－２０００《普通混凝土配
合比设计规程》、ＧＢ５０２０４－９２ 《混凝土结构工程施工及验收规 范》，强度标准差 σ 取 ４．０，试配强度：
细度 模数
级配 区属
２．３
０．３
１４００
２６７０
２．５
Ⅱ区
表 4. 粗骨料物理性能指标
φ６００ 读 滤失量 动切力 湿度 湿筛分析
干筛分析
值 ／Ｔ （ｍｌ） （Ｐａ） （％） （２００ 目筛余） （２００ 目筛余）
１２０ ２３．０ ４．４ ６．７
１．０
９５．０
二、混凝土配合比设计 防渗墙混凝土一般采用 Ｃ８～Ｃ１５ 砼，抗渗 ＞Ｓ６，坍落度 １８ｃｍ～２２ｃｍ，水泥用量 ３００ｋｇ／ｍ３～３５０ｋｇ／ｍ３，膨润土掺量不大于 ２０％。依据以上原则初步拟定以水泥用量 ３００ｋｇ／ｍ３ 为基准，上下 浮动后进行配合比试验设计（见表 ６）。
表 6. 配合比试验设计
编号 水胶比 水灰比 水（ｋｇ／ｍ３） 水泥（ｋｇ／ｍ３） 砂（ｋｇ／ｍ３） 石子（ｋｇ／ｍ３） 膨润土（ｋｇ／ｍ３） 木钙（ｋｇ／ｍ３）
防 －１ ０．６５ ０．７８ ２３４ ３００ ５６３ １１４３
６０ １．５
防 －３ ０．７５ ０．９０ ２３４ ２６０ ５２９ １１７５
５２ １．３
（责任编辑 张顺全）
84 GannssuuNNoonngygeye
还应加厚。铺盖透水愈小、厚度愈大，防渗作用愈好。一般应是地 基的几百分之一，甚至上千分之一。铺盖加固应严格控制质量， 特别是接触部位，更要保证质量。铺盖与地基接触处，如地基透 水性大，级配差的砂砾石层则应加铺反滤层，以免水库蓄水后加 固的铺盖重复发生裂缝、塌坑等。在加固铺盖时，应采用碾压法 施工。在特殊情况下，如不能放空水库时，也可利用水中倒土、深 水抛土、冰上凿孔抛土及人工放淤等方法，但只能作为加固的辅 助手段。
表 2. 水泥物理性能指标
细度 初凝时间 终凝时间
（％） （ｍｉｎ） （ｍｉｎ）
４．８ ２６４
３５７
安定 性 合格
抗折强度（ＭＰａ） 抗压强度（ＭＰａ） ３ｄ ２８ｄ ３ｄ ２８ｄ ３．６ ７．５ １８．８ ３８．７
表 3. 细骨料物理性能指标
含泥量 泥块含量 堆积密度 表观密度
（％）
（％）
（ｋｇ／ｍ３） （ｋｇ／ｍ３）
表 1. C10 塑性混凝土性能指标
初凝 终凝
抗压强度 渗透系数 坍落度 扩散度
密度
时间 时间