混凝土抗渗性能.

学生：徐闯学号：2014131025混凝土抗渗性能目录研究背景一、概述二、混凝土渗透试验方法三、影响混凝土抗渗性能因素四、提高混凝土抗渗性能措施五、结语一、概述1.定义：混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗有压介质（水、油、溶液等）渗透作用的能力。2.混凝土抗渗性的重要性混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、钢筋锈蚀、化学侵蚀、碱集料反应等。其中混凝土的抗渗性是混凝土耐久性的第一道防线，对混凝土的耐久性的影响十分重要。因为水分或侵蚀性介质的入侵是引发混凝土质量劣化、耐久性不足的主要原因。有学者认为混凝土的抗渗性是评价混凝土耐久性最重要的综合指标。图1水对混凝土的渗透作用若混凝土抗渗性差，不仅周围水等液体物质易渗入内部，而且当遇到负温或环境水中含有侵蚀介质时，混凝土就易遭受冰冻或侵蚀作用而破坏。对钢筋混凝土还将引起其内部锈蚀并导致表面混凝土保护层开裂与剥落。二、混凝土渗透试验方法水压力法稳定流动法渗透深度法抗渗标号法氯离子渗透试验法直流电量法氯离子渗透法RCM法透气法三、影响混凝土抗渗性能因素3.1粉煤灰文献[1]研究了大量掺入粉煤灰对混凝土抗渗性能的影响。如下图所示。不掺粉煤灰的混凝土0%~70%水泥被粉煤灰取代的混凝土1.在28天期龄，无粉煤灰混凝土的空气渗透性低于高掺粉煤灰混凝土。2.在91天期龄，50%替代量的混凝土配比，其空气渗透性、水渗透性最低。3.通常而言，只要水泥替代量不超过50%，粉煤灰的掺入将降低混凝土的氯离子渗透性测试强度、氯化物渗透性、空气渗透性和渗水性3.2硅灰CelikOzyildirim[2]在研究矿渣和硅灰掺入混凝土中对渗透性的影响时发现，少量的硅灰(3%～5%)和高达47%的矿渣在水灰比为0.4～0.45的情况下，可获得既经济又具有足够强度的低渗透性混凝土。他得出结论:用矿渣作为胶凝材料的一部分比单纯用普通硅酸盐水泥作为胶凝材料配制的混凝土，其抗氯离子渗透的能力更高。3.3其他组分材料研究聚丙烯纤维掺入混凝土中，是否会与混凝土的各种外加组分如：粉煤灰、硅灰、或磨细的高炉矿渣发生反应导致抗渗性能下降的问题；通过实验确定：虽然聚丙烯纤维掺入会降低混凝土的抗渗性，但聚丙烯纤维基本不与上述其它组分发生反应，上述组分对混凝土抗渗性能的正面影响在掺入聚丙烯纤维后依然存在，也就是说混凝土耐久性不会受到合成纤维的影响。膨胀剂对混凝土抗渗性能的影响，视混凝土内、外部对膨胀的限制情况而定。孙伟等人对钢纤维、合成纤维以及膨胀剂在混凝土硬化过程中对收缩开裂的影响进行了研究，研究结果证实：钢纤维与膨胀剂混合增强混凝土，钢纤维能够对膨胀产生很大的内部限制，使得混凝土更加致密，混合增强的方式能够取得很好的抑制硬化期间收缩裂纹的效果，从而极大地改进抗渗性能。3.4水灰比水灰比对混凝土抗渗性的影响最大。水灰比越大，包围水泥颗粒的水层就大，水在水泥石中形成相互连通的、无规则的毛细孔系统，使水泥石的孔隙率增加，混凝土的抗渗性就差。相同条件下，随着水灰比增大，毛细孔的半径明显增大，见下表1。当混凝土水灰比大于0.5时，混凝土的渗透性急剧增加。序号水灰比积分孔隙率cm2/g体积（%）10.250.10519.520.300.10018.930.350.14524.840.50.21923.0表表1水灰比和孔隙率的关系[2]渗透性——水灰比关系3.5水泥用量、砂率及灰砂比足够的水泥用量和适宜的砂率，可以保证混凝土中水泥砂浆的数量和质量，使混凝土获得良好的抗渗性。因此,防水混凝土的水泥用量最低不得小于320kg/m3。混凝土一般采用较高的砂率。因此，除了要求填充石子空隙并包裹石子外,还必须具有一定厚度的砂浆层。另外，混凝土中砂率的选择必须与水泥用量相适应，在一般水泥用量情况下,卵石防水混凝土砂率可选用35%左右，而碎石防水混凝土空隙率较大,砂率以35%～45%为宜。3.6水泥品种、水泥细度配制普通抗渗混凝土的水泥，要求抗水性好，泌水性小，水化热低并具有一定的抗侵蚀性。普通硅酸盐水泥，早期强度增长快，泌水性小，干缩性较小，但抗水性和抗酸盐侵蚀能力较差。矿渣硅酸盐水泥，水化热较低，抗硫酸盐侵蚀能力好，但泌水性较大，抗渗性较差,，干缩性也较大。综上所述，普通混凝土应优先采用硅酸盐水泥，而矿渣水泥在采取相应措施的情况下也可使用，水泥较细对提高混凝土抗渗性有利。3.7孔径尺寸混凝土的抗渗性能很大程度上都取决于混凝土材料内部结构的多孔性和渗透性。序号孔隙类型主要形成原因典型尺寸/μm占总体积%孔型1凝胶孔水泥水化的化学收缩0.03~30.5~10大部分封闭2毛细孔水分蒸发遗留1~5010~15大部分开放3内泌水孔钢筋或骨料周界的离析10~1000.1~1大部分开放4水平裂隙分层离析（0.1~1）×1031~2大部分开放5气孔引气剂专门引入5~253~10大部分封闭搅拌、浇筑、振捣时引入（0.1~5）×1031~3大部分封闭6微裂缝收缩（1~5）×1030~0.1开放温度变化（1~20）×1030~1开放7大空洞和缺陷漏震、捣不实（1~500)×1030~5开放寺村悟等认为：影响混凝土渗透性的是孔径为10～50nm的中毛细孔和孔径为50～104nm的大毛细孔。陈立军等人据Darcy公式和cantor方程，研究了混凝土孔径尺寸对其抗渗性的影响。得出结论：混凝土中毛细孔半径越小，混凝土的抗渗性越差；非毛细孔和超微孔孔径越小，混凝土的抗渗性越好。3.8集料最大粒径和及配对混凝土抗渗性骨料的形状、最大粒径及极配，对骨料与水泥浆体界面上的结构有影响，当骨料中含有较多的片状、条状骨料或骨料的级配不好时，界面上将存在较多的自由水或孔隙，水分在蒸发后也将形成较多的孔隙。因此，骨料的尺寸越大，骨料的级配越差，混凝土的渗透性就越差，抗渗性就越差。3.9养护条件与养护方式混凝土具有良好的组成,但也只有在良好的养护条件下才能充分发挥其防水作用，否则，由于养护不良也会大幅度降低其抗渗性。此外，温度和湿度是水泥水化的必要条件，新浇混凝土在潮湿环境中或水中硬化,不但总孔隙率降低，而且孔径也较小。这就增加了混凝土密实性，提高了混凝土的抗渗性。因此，经过长时间在潮湿环境中养护的混凝土抗渗性提高很多。1.提高混凝土自身的抗渗能力设计合理的混凝土配合比，严格控制混凝土的水灰比在混凝土中掺入粉煤灰等外加剂提高混凝土的抗渗性对砂石的清洁度特别是含泥量提出严格要求采用机械振捣和机械搅拌，保证混凝土的抗渗性加强混凝土的养护2.采用表面涂层或覆盖层3.浸渍混凝土[4]五、提高混凝土抗渗性能措施混凝土的抗渗性是决定混凝土耐久性的最重要因素之一。分析影响混凝土抗渗性的因素对提高混凝土在严酷的自然环境下具有较长的使用寿命有着极其重要的现实意义。六、结语[1]易成、谢和平、孙华飞、高伟，混凝土抗渗性能研究的现状与进展.混凝土，2003.[2]李志勇、姚佳良、张宇，关于混凝土抗渗性试验方法的研究.混凝土，2006.[3]李志刚，浅谈影响混凝土抗渗性能的几个因素。内蒙古石油化工，2011.[4]金伟良、赵羽习，混凝土结构耐久性，科学出版社，北京，2002.[5]陈立军等.混凝土孔径尺寸对其抗渗性的影响[J].硅酸盐学报,2005,33(4):25-31.参考文献