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[摘 要]本试验利用攀西地区的特有建筑材料—高钛渣代替普通混凝土粗、细骨料制作无沙混凝土试件，通过自己设计的特殊渗透装置，观察在单位时间下水的渗透量，研究不同水灰比下的高钛渣混凝土的渗透系数。该实验对高太渣混凝土用于有抗渗要求的工程有较大的参考价值。
[关键词]高钛渣混凝土 渗透 试验
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0373-02
高钛型高炉渣无砂混凝土结构属于骨架孔隙结构，这种结构形式粗骨料较多，约占混凝土体积的70%，骨料间靠彼此之间的内摩阻力和水泥浆的胶结力形成强度，组成结构材料中不含或含有少量的细骨料，粗骨料之间形成的孔隙不足以用细骨料去填充，骨架结构中形成较大的孔隙率。本实验的实验方法和步骤如下：
一、原材料与试验方法
1、原材料
普通水泥：强度等级C32.5，表观密度=3.1g/m^3
高钛渣：粗骨料，攀西地区特有产物，表观密度=2.75g/m^2
砂：高太渣沙
水：普通自來水
渗透装置：自制渗透仪，普通玻璃胶。
2、配合比的确定
实验选取的混凝土等级为C25，根据《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）和《预拌混凝土》（GB/T14902-2012）等规范，配合比接近实际生产的配合比。
3、实验装置及实验方法
高钛渣无砂混凝土渗透系数通过自制渗透仪测定。根据达西定律原理自制渗透仪进行试验，自制渗透仪如图1所示。本试验采用 150mm×150mm×150mm 的标准立方体试块，试验过程中，将试块用透明塑料薄膜进行四面包裹，使试块与玻璃罩内侧接触密实，防止水从试块表面与玻璃罩内侧之间的空隙流过，透明塑料薄膜包裹试块如图 2 所示。高钛型高炉渣无砂混凝土渗透系数测定试验如图 3所示。
实验方法：试验开始时，打开控水阀门，将水由①号进水桶注入，水流经②号试块从试块中流过，由③号出水桶流出。
实验数据记录：记录试块两端测压管内的水位高度，③号出水桶水的体积，同时记录 t 时间内水流量的质量。根据达西定理算出试块的渗透系数。
4、实验步骤
（1）试件制作
高钛型高炉渣无砂混凝土不掺加细骨料，制作时先将搅拌工具用水润湿，按配合比设计将称量好的高钛型高炉渣粗骨料倒入，先将20%的水洒在高钛型高炉渣粗骨料表面，让高钛型高炉渣粗骨料充分润湿，搅拌30s后，掺入水泥，搅拌30s后，倒入剩余的水，搅拌180s，停止搅拌，最后将拌合好的混合料装进150mm×150mm×150mm 的标准试模中。
（2）试件养护
高钛型高炉渣无砂混凝土试块在成型24小时后脱模，按照标准养护方法：在相对湿度 95%、温度 20℃±2℃的环境中进行养护，养护时长28天。
（3）渗透系数的测定
高钛型高炉渣无砂混凝土的渗透系数是指单位水力梯度下水在高钛型高炉渣无砂混凝土孔隙中的渗流速度，渗透系数是衡量高钛型高炉渣无砂混凝土渗透能力大小的重要指标。根据国内外对无砂混凝土渗透系数的规定，无砂混凝土的渗透系数应大于 1.8cm/s。本试验采用 150mm×150mm×150mm 的标准立方体试块，试验过程中，将试块用透明塑料薄膜进行四面包裹，使试块与玻璃罩内侧接触密实，防止水从试块表面与 玻璃罩内侧之间的空隙流过。
测定试块两头的水头差，③号出水桶水的体积V，实验时间t，根据达西定律算出试件渗透系数。
I—水力梯度（两点之间水头差与两点间距之比）。
试验开始时，打开控水阀门，将水由①号进水桶注入，水流经②号试块套筒时受阻，水只能从试块中流过，因水压差的原因，安装在试块两端的测压管将产生水头差，水由③号出水桶流出，当进、出水桶内的水位保持稳定，同时试块两端测压管的水位保持稳定时开始试验，记录试块两端测压管内的水位高度，同时记录 t 时间内水流量的质量。根据试块的实际测量尺寸代入公式即可算出试块的渗透系数。
二、试验结果分析
在高钛型高炉渣无砂混凝土拌制中，水灰比对水泥浆的流动性起重要作用。水灰比越大，水泥浆的流动性越大，水泥浆由于重力作用会下沉，影响内部结构的均匀分布，同时水泥浆中的孔隙越多，水泥浆包裹粗骨料的浆层越薄，形成高钛型高炉渣无砂混凝土的孔隙率越大；水灰比越小，水泥浆的流动性越小，部分水泥得不到完全水化，同时，没有完全水化的水泥石中存在孔隙，影响高钛型高炉渣无砂混凝土的孔隙率。
观察折线图可知，无砂混凝土的渗透系数随着水灰比的增大呈现先减小后增大的趋势。当水灰比为0.5左右时，高钛型高炉渣无砂混凝土的防水性能最好。
三、结论
1、通过实验得知，水灰比越大，形成的水泥浆越稀，水泥浆的流动性越大，水泥浆在自重的作用下下滑，影响粗骨料表面包裹水泥浆的厚度，进而影响高钛型高炉渣无砂混凝土的孔隙率。
2、水灰比为0.5左右时，高钛型高炉渣无砂混凝土的渗透系数最小，防水性能最好。
参考文献
[1]建筑用卵石、碎石（GB/T14685-2011）.
[2]预拌混凝土（GB/T14902-2012）.
[3]施惠生.土木工程材料[M]重庆大学出版社 2011.10.
[4]翟红侠.土木工程材料[M]合肥工业大学出版社 2009.7.
[关键词]高钛渣混凝土 渗透 试验
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0373-02
高钛型高炉渣无砂混凝土结构属于骨架孔隙结构，这种结构形式粗骨料较多，约占混凝土体积的70%，骨料间靠彼此之间的内摩阻力和水泥浆的胶结力形成强度，组成结构材料中不含或含有少量的细骨料，粗骨料之间形成的孔隙不足以用细骨料去填充，骨架结构中形成较大的孔隙率。本实验的实验方法和步骤如下：
一、原材料与试验方法
1、原材料
普通水泥：强度等级C32.5，表观密度=3.1g/m^3
高钛渣：粗骨料，攀西地区特有产物，表观密度=2.75g/m^2
砂：高太渣沙
水：普通自來水
渗透装置：自制渗透仪，普通玻璃胶。
2、配合比的确定
实验选取的混凝土等级为C25，根据《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）和《预拌混凝土》（GB/T14902-2012）等规范，配合比接近实际生产的配合比。
3、实验装置及实验方法
高钛渣无砂混凝土渗透系数通过自制渗透仪测定。根据达西定律原理自制渗透仪进行试验，自制渗透仪如图1所示。本试验采用 150mm×150mm×150mm 的标准立方体试块，试验过程中，将试块用透明塑料薄膜进行四面包裹，使试块与玻璃罩内侧接触密实，防止水从试块表面与玻璃罩内侧之间的空隙流过，透明塑料薄膜包裹试块如图 2 所示。高钛型高炉渣无砂混凝土渗透系数测定试验如图 3所示。
实验方法：试验开始时，打开控水阀门，将水由①号进水桶注入，水流经②号试块从试块中流过，由③号出水桶流出。
实验数据记录：记录试块两端测压管内的水位高度，③号出水桶水的体积，同时记录 t 时间内水流量的质量。根据达西定理算出试块的渗透系数。
4、实验步骤
（1）试件制作
高钛型高炉渣无砂混凝土不掺加细骨料，制作时先将搅拌工具用水润湿，按配合比设计将称量好的高钛型高炉渣粗骨料倒入，先将20%的水洒在高钛型高炉渣粗骨料表面，让高钛型高炉渣粗骨料充分润湿，搅拌30s后，掺入水泥，搅拌30s后，倒入剩余的水，搅拌180s，停止搅拌，最后将拌合好的混合料装进150mm×150mm×150mm 的标准试模中。
（2）试件养护
高钛型高炉渣无砂混凝土试块在成型24小时后脱模，按照标准养护方法：在相对湿度 95%、温度 20℃±2℃的环境中进行养护，养护时长28天。
（3）渗透系数的测定
高钛型高炉渣无砂混凝土的渗透系数是指单位水力梯度下水在高钛型高炉渣无砂混凝土孔隙中的渗流速度，渗透系数是衡量高钛型高炉渣无砂混凝土渗透能力大小的重要指标。根据国内外对无砂混凝土渗透系数的规定，无砂混凝土的渗透系数应大于 1.8cm/s。本试验采用 150mm×150mm×150mm 的标准立方体试块，试验过程中，将试块用透明塑料薄膜进行四面包裹，使试块与玻璃罩内侧接触密实，防止水从试块表面与 玻璃罩内侧之间的空隙流过。
测定试块两头的水头差，③号出水桶水的体积V，实验时间t，根据达西定律算出试件渗透系数。
I—水力梯度（两点之间水头差与两点间距之比）。
试验开始时，打开控水阀门，将水由①号进水桶注入，水流经②号试块套筒时受阻，水只能从试块中流过，因水压差的原因，安装在试块两端的测压管将产生水头差，水由③号出水桶流出，当进、出水桶内的水位保持稳定，同时试块两端测压管的水位保持稳定时开始试验，记录试块两端测压管内的水位高度，同时记录 t 时间内水流量的质量。根据试块的实际测量尺寸代入公式即可算出试块的渗透系数。
二、试验结果分析
在高钛型高炉渣无砂混凝土拌制中，水灰比对水泥浆的流动性起重要作用。水灰比越大，水泥浆的流动性越大，水泥浆由于重力作用会下沉，影响内部结构的均匀分布，同时水泥浆中的孔隙越多，水泥浆包裹粗骨料的浆层越薄，形成高钛型高炉渣无砂混凝土的孔隙率越大；水灰比越小，水泥浆的流动性越小，部分水泥得不到完全水化，同时，没有完全水化的水泥石中存在孔隙，影响高钛型高炉渣无砂混凝土的孔隙率。
观察折线图可知，无砂混凝土的渗透系数随着水灰比的增大呈现先减小后增大的趋势。当水灰比为0.5左右时，高钛型高炉渣无砂混凝土的防水性能最好。
三、结论
1、通过实验得知，水灰比越大，形成的水泥浆越稀，水泥浆的流动性越大，水泥浆在自重的作用下下滑，影响粗骨料表面包裹水泥浆的厚度，进而影响高钛型高炉渣无砂混凝土的孔隙率。
2、水灰比为0.5左右时，高钛型高炉渣无砂混凝土的渗透系数最小，防水性能最好。
参考文献
[1]建筑用卵石、碎石（GB/T14685-2011）.
[2]预拌混凝土（GB/T14902-2012）.
[3]施惠生.土木工程材料[M]重庆大学出版社 2011.10.
[4]翟红侠.土木工程材料[M]合肥工业大学出版社 2009.7.