1.2 水工混凝土的分類

水工混凝土主要分為水工大體積混凝土、水工結(jié)構(gòu)混凝土與水工特種混凝土等三種。

1.2.1 水工大體積混凝土

關(guān)于大體積混凝土的定義，美國混凝土學(xué)會(huì)ACI 207委員會(huì)對(duì)于大體積混凝土的定義是，“任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要求采取措施解決水泥水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度地減少開裂”^［1-1］。對(duì)水利水電工程用的水工大體積混凝土，是指現(xiàn)場(chǎng)澆筑的混凝土體積很大，必須采取措施，解決水泥水化熱引起溫度變形的混凝土問題，以盡量減少混凝土裂縫。

水工大體積混凝土一般為四級(jí)配或三級(jí)配混凝土，主要用于大壩、基礎(chǔ)等無配筋的素混凝土結(jié)構(gòu)。水工大體積混凝土強(qiáng)度等級(jí)較低，一般為C₉₀10、C₉₀15、C₉₀20、C₉₀25，膠材用量相對(duì)較低，而摻合料摻量較高，水泥宜選用低熱或中熱水泥，例如長江三峽大壩混凝土選用中熱硅酸鹽水泥，摻25%～35%Ⅰ級(jí)粉煤灰。

水工大體積混凝土又有兩種，一種是常態(tài)混凝土，另一種為碾壓混凝土，而碾壓混凝土又屬水工特種混凝土。水工碾壓混凝土一般為三級(jí)配或二級(jí)配，三級(jí)配碾壓混凝土用于大壩內(nèi)部與基礎(chǔ)部位，而二級(jí)配碾壓混凝土用于上游防滲等外部。

1.2.2 水工結(jié)構(gòu)混凝土

水工結(jié)構(gòu)混凝土是指用于水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土材料。水利水電工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)數(shù)量較多，如溢流壩段閘墩、壩內(nèi)孔口、進(jìn)水口、消能設(shè)施（消力池、挑流坎、消力塘等）；廠房機(jī)墩、板、梁、柱；調(diào)壓井（室）；水工隧洞（導(dǎo)流洞、泄洪洞、引水洞、尾水洞、排沙洞等）襯砌；水閘、船閘、升船機(jī)；渡槽、渠道、倒虹吸管等結(jié)構(gòu)。

水工結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)較高，一般為C20、C25、C30、C35，個(gè)別抗沖磨混凝土可達(dá)C50或C60，甚至C70，如小浪底泄洪沖沙洞襯砌混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C70。因此其膠材用量較高，而摻合料摻量相對(duì)較低。

1.2.3 水工特種混凝土

凡是采用特種施工方法（碾壓密實(shí)、泵送、噴射、自流平自密實(shí)）或具有特種性能（水下不分散、微膨脹、抗?jié)B性優(yōu)、粘結(jié)強(qiáng)度高、韌性好）的混凝土均稱為特種混凝土。歸納起來，水利水電工程中常用的水工特種混凝土有以下10種，即碾壓混凝土、泵送混凝土、噴射混凝土、自密實(shí)混凝土、水下不分散混凝土、微膨脹混凝土、纖維混凝土、聚合物混凝土、防滲墻混凝土與瀝青混凝土。

除碾壓混凝土與微膨脹混凝土有三級(jí)配或四級(jí)配混凝土外，其余特種混凝土均為二級(jí)配或一級(jí)配混凝土。

碾壓混凝土主要用于澆筑重力壩、拱壩、施工圍堰及公路路面等，一般采用三級(jí)配或二級(jí)配混凝土，其膠材用量低，而摻合料摻量高，一般為60%左右。

泵送混凝土主要用于水工隧洞襯砌、高壓引水鋼管外回填、導(dǎo)流洞與導(dǎo)流底孔封堵（特別是頂部回填封堵）、鋼筋密集與空間狹窄部位等。泵送混凝土一般為二級(jí)配或一級(jí)配混凝土，坍落度14～16cm，膠材用量不宜低于300kg/m³。

噴射混凝土主要用于水工隧洞噴錨支護(hù)與永久襯砌、地下廠房等洞室噴錨支護(hù)與襯砌、巖石邊坡噴錨支護(hù)及水工混凝土建筑物結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固等。噴射混凝土的最大骨料粒徑不大于15mm，且不能有超徑含量，其膠材用量比普通混凝土高得多，一般為400～450kg/m³，最高達(dá)500kg/m³。

自密實(shí)混凝土澆筑時(shí)依靠自重流動(dòng)，無需振搗就達(dá)到密實(shí)的混凝土，主要用于鋼筋密集部位、薄壁構(gòu)件、預(yù)制構(gòu)件，以及大壩導(dǎo)流底孔與地下工程導(dǎo)流洞頂部封堵等。自密實(shí)混凝土的最大骨料粒徑不大于20mm（一級(jí)配），混凝土拌合物具有良好的流動(dòng)性、抗離析性和充填性，膠材用量也很高。

水下不分散混凝土是水下不分散、自流平自密實(shí)的混凝土，主要用于海堤護(hù)坡、河道護(hù)岸、堤防加固等水下部位混凝土，以及水電廠尾水護(hù)坦、水墊塘、消力池底板等水下補(bǔ)強(qiáng)加固等。水下不分散混凝土的最大骨料粒徑不宜大于20mm，必須摻用水下不分散劑，膠材用量較高，一般在350kg/m³以上。

微膨脹混凝土主要用于大體積補(bǔ)償收縮混凝土（大壩與大型結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)）、導(dǎo)流底孔與導(dǎo)流洞封堵、廠壩之間寬縫回填、壩基坑塘與斷層挖槽回填等工程。微膨脹混凝土一般為四級(jí)配或三級(jí)配混凝土，其膨脹量應(yīng)視用途而定。

纖維混凝土主要包括鋼纖維混凝土與合成纖維混凝土兩種，鋼纖維混凝土主要用于水工建筑物抗沖磨部位、水工隧洞與地下廠房支護(hù)和襯砌、水工混凝土建筑物補(bǔ)強(qiáng)加固等工程；合成纖維混凝土主要用于混凝土面板堆石壩混凝土面板、地下廠房巖錨梁、混凝土預(yù)制板材與管材、水池剛性防水層等工程。

聚合物混凝土包括聚合物水泥混凝土、樹脂混凝土、聚合物浸漬混凝土三種。聚合物水泥混凝土主要用于新建水工混凝土建筑物表面防滲、水工混凝土建筑物凍融破壞修補(bǔ)、水工鋼筋混凝土建筑物滲漏處理與防碳化處理等。

防滲墻混凝土是一種摻黏土或膨潤土混凝土，其特點(diǎn)是低強(qiáng)、低彈模、變形性能好，主要用于水工建筑物地基防滲墻。防滲墻混凝土的骨料最大粒徑不大于40mm（二級(jí)配），黏土摻量一般不大于30%。

瀝青混凝土是以石油瀝青為膠結(jié)材料的混凝土。瀝青混凝土主要用于土石壩防滲（心墻或斜墻）工程、引水渠道襯砌、抽水蓄能電站上庫與下庫防滲工程，以及土石壩與混凝土壩滲漏處理工程等。瀝青混凝土的粗骨料是指粒徑大于2.5mm的石子，必須選用堿性巖石，如沉積巖中的石灰?guī)r與白云巖，巖漿巖中的玄武巖與輝綠巖。