水工混凝土

水工构筑物所用的混凝土

水工混凝土，经常性或周期性地受水作用的建筑物（或建筑物的一部分）所用的并能保证建筑物在上述条件下长期正常使用的混凝土，称为水工混凝土。

简介

经常或周期性地受环境水作用的水工构筑物所用的混凝土。根据构筑物的大小，可分为大体积混凝土（如大坝混凝土）和一般混凝土。大体积混凝土又分为内部混凝土和外部混凝土。水工混凝土常用于水上、水下和水位变动区等部位。因其用途不同，技术要求也不同：常与环境水相接触时，一般要求具有较好的抗渗性；在寒冷地区、特别是在水位变动区应用时，要求具有较高的抗冻性；与侵蚀性的水相接触时，要求具有良好的耐蚀性；在大体积构筑物中应用时，为防止温度裂缝的出现，要求具有抵热性和低收缩性；在受高速水流冲刷的部位使用时，要求具有抗冲刷、耐磨及抗气蚀性等。水工混凝土是水利工程中，尤其是大型水利工程中最主要的建筑材料。中国近30年来建成的大、中型混凝土闸、坝达数百座，其中有的混凝土用量多达1000万立方米以上，如长江的葛洲坝工程和台湾省的德基大坝（坝高达180米），河港、农田水利及地下防水工程中也都大量应用。

长期的施工实践证明，在水工混凝土中掺入具有减水、缓凝及增加耐久性的外加剂，如木质素磺酸盐减水剂、糖蜜塑化剂、松香皂引气剂（在有抗冻性要求的地区或部位必须掺入），以及掺入适量的优质掺合料，如粉煤灰等，对改善混凝土拌合物的和易性及提高耐久性都具有明显效果。

分类

1.按建筑物与水位的关系分类

经常位于水中的称为水下混凝土；处于水位变动区域的称为水位变动区混凝土；水位变动区域以上的称为水上混凝土。

2.按体积大小与位置分类

根据混凝土建筑物体积的大小及其在大体积建筑物中的位置，可分为大体积内部混凝土（断面最小尺寸在2. 5m以上）、大体积外部混凝土和非大体积混凝土三类。

所谓大体积混凝土，是指任何体积大的现浇混凝土，即指尺寸大到必须采取措施妥善处理所产生的热量及随后出现的体积变化，并要求减小裂缝到最小程度的混凝土。

3.按是否承受水压分类

按承受水压的情况可分为受水压混凝土和不受水压混凝土两类。

技术要求

由于水工混凝土经常暴露在大气与水之中，将受到水流的冲刷、日晒和雨、雪、风、霜、水的侵蚀以及冰冻、干湿、酸碱等作用。因此，除应满足混凝土的一般要求外，还要求具有一定的不透水性；同时应具有相当的耐久性（包括抵抗风化的能力和一定的抗冻性）；受水流冲刷的部位，要求具有一定的抗冲刷和抗磨损的能力。

对于大体积混凝土，应该要求发热量低，以免产生温度裂缝；如果建筑物环境水有侵蚀性，还应该要求具有抵抗侵蚀的能力。所以对于水工混凝土，不但要满足结构抗压强度的要求，还应根据混凝土所处的部位和环境，分别提出抗渗性、抗冻性、低热性、抗磨性、抗侵蚀性及抗拉强度等特殊要求。在不少情况下，水工混凝土的主要问题，往往不是设计要求的抗压强度而是受其他性能所控制，只要其他性能满足要求，设计要求的抗压强度一般是容易满足的。

由于水工混凝土所处部位不同，技术要求也不同。因此，在同一建筑物中，常常需要浇筑几种不同要求的混凝土，有时在同一浇筑块中，也可能同时浇筑两种不同的混凝土。

例如：大体积坝要求低热性，但外表部分又同时要求抗冻性。在这种情况下，只好内部浇筑低热性混凝土，外部浇筑抗冻性而同时具有低热性的混凝土。但是，为了施工上的方便，不应该把同一建筑物的混凝土种类分得太多太细，而应尽量能把不同要求的混凝土统一起来，以减少同一建筑中混凝土的种类。在同一浇筑块中，最多只能浇筑两种不同的混凝土；在同一构筑物中，混凝土的种类最好也不要超过3～4种。

为了能够对水工混凝土捉出合理的技术要求，首先应该对所处的环境（气温及环境水的化学成分等）进行分析。有条件的，调查一下在相似条件下已建成的混凝土建筑物的使用情况将更好。

根据水工混凝土的特点，大体积混凝土宜尽量使用最大粒径较大的骨料，石子最佳级配或组合比例应通过试验确定，一般以紧密堆积密度较大，用水量较小的级配为宜。

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