混凝土抗水滲透性能

混凝土抗水滲透性能第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日本章主要內(nèi)容3.1混凝土的孔結(jié)構(gòu)3.2混凝土抗水滲透的試驗方法3.3混凝土的抗?jié)B性評價3.4主要影響因素及改善措施2023/3/282第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.1混凝土的孔結(jié)構(gòu)砼耐久性傳質(zhì)能力：水凍害有害離子氯離子侵蝕、硫酸鹽侵蝕氣體碳化

砼腐蝕大多是由于水及有害離子侵入的條件下而發(fā)生的，砼抗?jié)B性能是評價砼耐久性最重要的指標。2023/3/283第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.1混凝土的孔結(jié)構(gòu)粗骨料細骨料水泥水化產(chǎn)物未水化的水泥顆粒孔隙及裂紋復合材料強度孔隙影響吸水性滲透性抗凍性2023/3/284第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.1混凝土的孔結(jié)構(gòu)吳中偉院士根據(jù)孔徑的大小對砼孔級劃分近藤連一等人根據(jù)孔徑大小把砼中的孔分為：孔徑（埃）<200200~10001000~2000>2000分類無害孔少害孔有害孔多害孔孔徑（埃）<126~1632~2000>2000分類凝膠微晶內(nèi)孔凝膠微晶間孔過渡孔毛細孔或大孔毫米：微米：納米：埃米：2023/3/285第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.1混凝土的孔結(jié)構(gòu)RakeshKumar對砼孔系統(tǒng)的劃分除此之外，還有骨料-砂漿界面間的一些微觀細裂縫孔徑（埃）1.5~10nm微觀孔5~5000nm的細觀孔空氣分類凝膠孔毛細孔大孔2023/3/286第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日滲透機理滲透機理當水與混凝土接觸時，由于壓力差和毛細孔的表面張力會使水向砼內(nèi)部遷移，于是發(fā)生了滲透現(xiàn)象?；炷恋臐B透性能主要取決于砼的孔隙率、孔結(jié)構(gòu)及骨料的性能。雖然含有大小不同的孔隙和裂縫，但并非這些孔隙和裂縫均是滲水通道，抗?jié)B性除了孔隙率之外還要看孔結(jié)構(gòu)。2023/3/287第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.2混凝土抗水滲透的試驗方法1.國內(nèi)相關(guān)標準的試驗方法《普通混凝土長期性能和耐久性試驗方法標準》（GB/T50082-2009）《公路工程水泥混凝土試驗規(guī)程》（JTJ053-94）其中:T0528-94混凝土抗?jié)B試驗；T0529-94混凝土滲水高度試驗《水運工程混凝土試驗規(guī)程》（JTJ270-98）其中7.4混凝土抗?jié)B性試驗；7.5混凝土滲水高度試驗；7.6混凝土吸水率試驗《水工混凝土工程》（DL/T5150-2001）其中：4.21混凝土抗?jié)B性試驗；4.22混凝土相對抗?jié)B性試驗2023/3/288第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.2混凝土抗水滲透的試驗方法抗水滲透試驗方法主要有：逐級加壓法（抗?jié)B等級法）滲水高度法相對滲透系數(shù)法2023/3/289第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.2混凝土抗水滲透的試驗方法逐級加壓法（抗?jié)B等級法）計算公式：P=10H-1P—砼抗?jié)B等級H—6個試件中有3個試件滲水是的水壓力（1）逐級加壓法采用上口直徑為175mm、下口直徑為185mm、高150mm圓臺試件，一組6個，從試件底部施加0.1MPa水壓開始試驗，每隔8h增加水壓0.1MPa，并隨時觀察滲水情況，當6個試件3個試件表面出現(xiàn)滲水，或加至規(guī)定壓力時4個未發(fā)現(xiàn)有滲水現(xiàn)象時的最大水壓計算砼的抗?jié)B等級。2023/3/2810第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.2混凝土抗水滲透的試驗方法滲水高度法實驗前將試件用石蠟或水泥加黃油密封。水壓24小時內(nèi)恒定控制在1.2MPa，且加壓過程不應大于5min。在恒定水壓力下測試一定時間內(nèi)水滲透進入砼試件的高度。試驗結(jié)果以10個測點滲水高度的平均值作為該試件滲水高度的測定值，然后計算一組6個試件滲水高度的算術(shù)平均值作為該組試件滲水高度的測定值，以此來評價砼的抗水滲透性。2023/3/2811第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.2混凝土抗水滲透的試驗方法相對滲透系數(shù)計算公式：—相對滲透系數(shù)（cm/h）—平均滲水高度（cm）—水壓力，以水柱高度表示（cm）—恒壓試件，h—砼的吸水率，一般為0.03相對滲透系數(shù)法反應砼吸收的水和滲透的水，通過滲水量及時間計算滲透系數(shù)，以一組6個試件的滲透系數(shù)的算術(shù)平均值作為滲透系數(shù)的試驗結(jié)果，以各等分點滲水高度的平均值作為該試件的滲水高度。2023/3/2812第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.2混凝土抗水滲透的試驗方法2.國外相關(guān)標準的試驗方法歐洲標準EN12390-8:2000(硬化混凝土檢驗方法第8部分—水壓滲透深度)—基本方法：在混凝土表面給定水壓力[(500+-50)kPa]，經(jīng)過連續(xù)加壓（72+-2）h后劈開試件測量滲透深度。前蘇聯(lián)標準我國的逐級加壓法源于此標準，但加壓機制有所不同。我國逐級加壓法從0.1MPa開始，以后每8h增加0.1MPa；前蘇聯(lián)標準規(guī)定1~5min內(nèi)水壓上升0.2MPa。2023/3/2813第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日砼抗水滲透試驗方法的驗證通過對砼及摻加礦物摻合料的砼的抗?jié)B性進行研究，結(jié)果表明：1.隨著砼強度等級的提高，砼滲水高度呈降低趨勢，砼的抗?jié)B等級逐漸增加，反映了砼抗水滲透性隨著砼的強度增加而提高；2.對于摻加礦物摻合料的砼，存在最佳摻量。在某一摻量之前，隨著礦物摻合料的增加，抗水滲透性而提高，說明礦物摻合料最充分發(fā)揮了二次水化作用和微集料作用；但超過最佳摻量后，抗?jié)B性能趨于下降。2023/3/2814第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日2023/3/2815各標準關(guān)于抗?jié)B等級劃分的規(guī)定——《混凝土質(zhì)量控制標準》GB50164-92將砼抗?jié)B等級劃分為S4、S6、S8、S10、S12五個等級?！端せ炷两Y(jié)構(gòu)設計規(guī)范》DL/T5057-96將砼抗?jié)B等級分為W2，W4、W6、W8、W10、W12六個等級?！督o水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50069-2002根據(jù)最大作用水頭與混凝土壁、板厚度之比值iw來設計抗?jié)B等級：iw<10時，抗?jié)B等級為S4；iw>30時，抗?jié)B等級為S8；介于兩者之間的抗?jié)B等級為S6。P，W，S第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日2023/3/2816各標準關(guān)于抗?jié)B等級劃分的規(guī)定——《水運工程混凝土施工規(guī)范》JTJ268—96《水運工程混凝土質(zhì)量控制標準》JTJ269—96《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTGD62—2004——按照最大作用水頭與混凝土壁厚之比，對砼抗（水）滲等級作出了相應的規(guī)定。第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日2023/3/2817《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ55—2000，將抗?jié)B砼定義為抗?jié)B等級等于或大于P6級的砼。對于有抗?jié)B要求的結(jié)構(gòu)，應根據(jù)所承受的水頭、水力梯度、水質(zhì)條件和滲透水的危害程度等因素進行確定抗?jié)B等級，具體要求參見相關(guān)標準。最大作用水頭/砼壁厚<55～1011～1516～20>20抗?jié)B等級W4W6W8W10W12第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日《混凝土耐久性檢驗評定標準》將逐級加壓法測得的抗?jié)B等級為砼滲透性能檢驗評定指標。沒有采用滲水高度和滲透系數(shù)的原因如下：滲水高度法是將砼在1.2MPa的水壓下恒壓24h后，測定砼的滲水高度，這無法測得抗水滲透性能較差的砼，因此，滲水高度法和相對滲透系數(shù)法不能較好的評價砼的抗?jié)B等級。砼抗水滲透性能評價指標2023/3/2818第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日目前我國建筑工程以中低強度砼（<C50）用量最廣，抗水滲透性能優(yōu)劣差異大，若采用滲水高度法所得結(jié)果離散性相對較大，在確定不同抗?jié)B等級時存在一定困難。采用抗?jié)B等級作為砼抗水滲透性能的檢驗評定指標，將抗?jié)B等級分為六個等級，能夠覆蓋目前所使用的大部分砼種類，用于多數(shù)砼抗?jié)B性檢驗評定。砼抗水滲透性能評價指標2023/3/2819第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.4主要影響因素及改善措施水膠比摻加引氣劑骨料的性能礦物摻合料養(yǎng)護條件影響孔結(jié)構(gòu)2023/3/2820第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.4主要影響因素及改善措施水膠比

對砼滲透性影響最大的是水泥石的滲透性，骨料本身的滲透性對砼滲透性影響相對較弱。而水膠比直接影響著水泥石的滲透性。

水膠比較大水泥石的孔隙率較高水在水泥石中形成的相互連通的毛細孔體系較多砼的抗?jié)B性就越差。實際工程中，可以通過適當降低水膠比來獲得理想的砼抗?jié)B性能。2023/3/2821第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.4主要影響因素及改善措施摻加引氣劑在砼中摻入適量的引氣劑，能在內(nèi)部產(chǎn)生大量的、均勻的封閉微小氣泡，氣泡的相隔作用可以改變毛細孔的數(shù)量和特性，阻斷毛細孔的滲水通路和堵塞孔隙，改善砼孔結(jié)構(gòu)，從而提高砼的滲透性能。2023/3/2822第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.4主要影響因素及改善措施骨料的性能骨料質(zhì)地均勻，級配良好能保證砼的抗?jié)B性。良好的級配能使骨料的孔隙率和總表面積較小，提高砼的密實度；摻入適當級配的骨料可以切斷毛細孔的連續(xù)性，改善了砼的孔結(jié)構(gòu)。2023/3/2823第二十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日3.4主要影響因素及改善措施礦物摻合料摻加粉煤灰、磨細礦渣粉和硅灰可以改善砼的抗?jié)B性。由于摻合料顆粒粒徑較小，填充了砼的孔隙，大大增加了砼的密實度。此外，由于摻合料的火山灰性，在砼硬化后還會與砼中的發(fā)生反應生