摘要：将膨润土、粘土等材料代替平常混凝土中的一些水泥材质，最终可形成塑性混凝土，它具有强度低，弹性模量小的特点，在其他国家，从2006年末期开始在使用防渗墙体材料时，便选用塑性混凝土材料，对比我们国家，在这一方面他们就显得稍微不足，大约在十九世纪八十年代末期，我国的福建水口水电站第一次在围堰防渗墙上使用塑性混凝土材料，与此同时也取得了一定的成效，之后便扩大了应用范围，在很多的中型、大型水电工程中都能见到它们的身影，譬如小浪底主坝、水口水电站二期上围堰、丹江口水库副坝、隔河岩电厂围堰等。本文对塑性混凝土材料的选择以及配合比设计的方法进行了研究。
关键词：塑性混凝土；配合比；渗透系数；弹性模量
在上世纪九十年代，三峡工程中的大江成功截流，随后在二期围堰防渗墙的试验段开始用防渗墙塑性混凝土实施试验施工，通过取样获得的结果可知，推荐施工配合比的塑性混凝土完全满足相关的性能要求因此确定在同一年对塑性混凝土防渗墙进行施工，三峡工程二期围堰从运行到现在，通过观察的数据可知，防渗墙在水平位置上最大的偏移量为0.5m，具有优异的防渗性能。在长江地区经历过一次洪水之后，建设提防隐蔽工程普遍选用价格经济实惠、性能可靠优质的材料。
一、塑性混凝土的组成配比
1.构成材料
对比其他普通的混凝土，构成塑性混凝土的材料中不仅有水、水泥、粉煤灰、砂、石粒、减水剂，还有膨润土、粘土，有时两者都有，有时只含有其中一种。膨润土主要的组成成分为蒙脱石，占据总结构的五分之四，其次是石英，含量最少的为方解石，它最主要的化学成分是氧化硅，含量在总量的一半以上，接着是氧化铝，虽然只占总量的0.2，但它要比含量最少的氧化钙、氧化镁多。选取湖南某个地方的膨润土，对比实验数据中的矿化指标以及物理性能可发现，它满足国家二级膨胀土的相关指标。
2.原材料组成
水泥：应选择强度等级适中的普通硅酸盐材质水泥或者是矿渣硅酸盐材质的水泥，当然也可以使用粉煤灰硅酸盐材质的水泥。
粉煤灰：应选择二级或二级以上的粉煤灰，结合实际情况，确定是否添加。
细集料：应选择配置较好的河砂或者人工砂，通常来说，将人工砂添加到塑性混凝土中，混凝土将获得较高的弹性模量。
粗集料：选择直径在0.005m和0.02m之间的石子，根据具体的情况决定是否添加。
膨润土：对于膨润土来说，达到二级或二级以上的要求，才能运用于工程设计中，除此之外还要注意保证选择的粘土中粘粒含量占据总含量的一半或者更多。
水：选择最为常见的生活用水即可。
外加剂：选用普通的减水剂。
3.塑性混凝土的组成配比
同普通的混凝土相比，塑性混凝土和它存在极大的差异，主要从以下几个方面进行说明：
（1）塑性混凝土对水的需求量很大，当添加了膨润土或粘土材料，由于膨润土自身的吸水量较高，分散性能不好，普通的减水剂无法实现分散膨润土和粘土的作用，从而使得对水的需求量直线上升，与此同时在塑性混凝土中，含有较多的砂石，这也会导致水量变多。
（2）塑性混凝土中的砂石量较大，超过了总含量的一半，在三峡工程二期围堰的施工初期会大量使用砂石，其组成配比多于百分之九十五，但其中石块的含量相对来说较低，如果将砂石替换成古树岭石屑砂，这种情况下不再添加石块，砂石的组成配比升高那么塑性混凝土的弹性模量会变小，也会使得单位体积的塑性混凝土的用水量增加，降低塑性混凝土的强度，或者使每一单位体积的混凝土报价增高。
（3）塑性混凝土中，胶材使用的频率很少，实际情况中，砂石量、膨润土掺量以及用水量与胶材的使用量息息相关，胶材量会影响塑性混凝土的弹性模量，通过对三峡工程二期围堰塑性混凝土进行研究可知：胶材量在增加的同时，塑性混凝土的弹性模量相应地减少，可以使用这种方法降低塑性混凝土的弹性模量，但它会耗费更多的经费。
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（4）塑性混凝土中水质和胶材的比值较大，设计强度会对其产生影响，强度越大，初期的弹性模量就越大，这时水质与胶材的比值将减小，影响这一比值的因素除上述之外，还包括塑性混凝土的刚性部分与柔性部分的比值、膨润土的比例以及砂石量等。
（5）在塑性混凝土中掺杂减水剂，能实现减水功能，同样地添加气，能有效降低塑性混凝土的弹性模量。
4.设计组成配比
设计塑性混凝土应注意其与普通混凝土的差别，普通混凝土使用的是逐级填充的方法，换句话说水和胶材组成水泥浆，砂浆是水泥浆填充砂石的间隙部分，在石块的间隙处用砂浆填补形成混凝土，设计中遵循假定体积的方法，塑性混凝土的组成配比要求为：组合材料形成最实惠的一种形式，满足不同的设计需求。
设计混凝土的组成配比时，需注意以下几点：
（1）应通过膨润土产量、减水剂量确定塑性混凝土的用水量，将其控制于一个固定的范围内。
（2）塑性混凝土中的砂石量较大，高达百分之六十，设计组成配比时可以不用再添加石块。
（3）在固定的抗压强度下，胶材的用量确定在一个具体的范围之间，胶材用量随着抗压强度的减小而减小。
（4）塑性混凝土的水质和胶材的比值较高，譬如抗压强度为2时，比值为0.7。
（5）塑性混凝土中的减水剂、气量与普通混凝土保持一致。
二、塑性混凝土的性能
1.塑性混凝土混合物的性能
塑性混凝土具有较好的流动性和粘合性，难以发生离析的情况，不需要振捣，可以通过自身实现流动、紧实的功能，混合物坍塌不易造成较大的损失，但组成配比不合理就容易产生泌水。
2.塑性混凝土的强度
塑性混凝土本身具有较低的强度，只有提高强度值才能有效抵抗外界的干扰，将破坏程度降至最低。塑性混凝土的弹性模量不高，增加塑性混凝土的强度可以使它更加坚硬，有较好的形变性能，这也是塑性混凝土区别于其他土质的特征，调整组成配比，这时可以将弹性模量固定在一个具体的值域内变化，组成配比占有重要的地位，它关乎塑性混凝土的弹性模量是否达到既定要求以及价格是否经济实惠。塑性混凝土拥有较好的抗渗透性，渗透系数很小，基本都保持在10-7至10-9的范围内，究其在各类工程中，譬如三峡工程、长江核心堤防隐性防渗工程等得以广泛运用的原因，我们可知这都归功于塑性混凝土，得益于它具有较低的弹性模量、渗透性能以及较好的变形性能。
3.塑性混凝土的实验方式
在这一方面，塑性混凝土和普通混凝土具有较大的差异，塑性混凝土的实验方式采用长江科学院、中国天津基础工程公司实验室、清华大学土木工程研究系共同决议的形式，并没有出台相关的规章制度对其进行规范。
结语
综上所述，在工程的施工中，塑性混凝土配合比设计占据重要的地位，它和设计要求息息相关，关系到工程是否具有较好的施工性能以及实惠的成本费用，在塑性混凝土的配合比设计中，应注意粘土的使用，因为粘土本身的分散性不好，容易产生不均匀的混合物，虽然粘土造价比膨润土低，但耗费的施工成本过高。与此同时还需注意环境对塑性混凝土强度、弹性模量的作用力。
参考文献
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论文作者:洪海忠
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/25
标签：塑性论文; 混凝土论文; 弹性模量论文; 防渗墙论文; 围堰论文; 砂石论文; 粘土论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;