混凝土抗渗性能

混凝土抗渗性能（共10篇）

混凝土抗渗性能 篇1

摘要：目前, 随着建筑工程的迅猛发展和混凝土的大量应用, 混凝土渗透问题逐步受到了工程技术人员和研究者的广泛关注, 其不仅影响着工程的顺利施工, 还可能对后期建筑的安全稳定运行构成威胁。因此, 于正式施工之前, 准确检测混凝土的抗渗性能必不可少。本文即在不同试验的基础上, 分析了渗水法及其他方法如何检测混凝土的抗渗性能及具体效果, 以期促进混凝土抗渗性能检测技术的精确性。

关键词：混凝土,渗透性,抗渗性能,渗水法

混凝土, 又可称为砼, 是一种由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料, 广泛应用于土木、建筑工程。混凝土的渗透性作为其重要性质之一, 对于自身的耐久性和整个工程的施工质量都具有重要意义, 因此, 正式施工之前, 准确检测混凝土的渗透性, 是一项必不可少且十分关键的工作。目前, 我国对于混凝土渗透性的检测主要集中于渗水法, 但是其操作过程繁杂、且要求严格, 因此, 本文即在试验的基础上, 分析这些渗水法及国外一些其他检测方法的实施过程和效果, 进而为准确检测混凝土的渗透性提供参考和借鉴。

1 混凝土渗透性

混凝土的渗透性, 即是指在物力压力、化学势或电场的作用下, 相关液体、气体或离子等在混凝土中进行渗透、扩散或迁移的难易系数。对于混凝土而言, 其结构的多孔性使得水可以很简单的通过自身的孔隙而到达内部, 进而减弱混凝土孔隙中液体的酸碱性系数, 与此同时, 水在进入混凝土的时候, 也可携带一些有害离子, 如Cl-、Na+等, 引起混凝土内部的钢筋发生锈蚀、若混凝土内部存在活性骨料的时候, 还会使得混凝土产生碱集料反应, 最终导致混凝土胀裂甚至损坏, 因此, 可以说, 混凝土的渗透性在较大程度上决定着其自身的劣化速度和工程使用耐久性。根据国内外众多学者的相关研究, 混凝土的渗透性应重点包含渗水性、透气性、氯离子扩散性、吸水率4个元素, 也是对混凝土渗透性进行具体检测和评估的四个主要系数。通常情况下, 混凝土的孔隙率越低, 其渗透值就会越低, 耐久性也就会越强;而当混凝土的孔隙率降低, 渗水性较弱, 扩散系数越小, 混凝土的渗透性就会随之有所下降, 其抗腐蚀性就会越高, 使用寿命也会越长。

2 国标渗水法

渗水法是我国建筑工程行业所通用的检测混凝土抗渗性能的标准方法, 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》和建设部标准《普通混凝土配合比设计规程》都有所体现。渗水法, 即给予待检混凝土一定的水压, 使得水在混凝土中扩散、迁移, 然后按照预设的标准和时间检测混凝土所承受的不断增长的各级水压, 或者, 观察、分析水在混凝土中的不同扩散或变迁的区别, 进而描述和测试待检混凝土的抗渗性能。采用渗水法检测混凝土之后, 可将试验混凝土劈裂, 用人体肉眼或直尺测量其渗透深度。此方法的标准操作过程较为繁杂, 且对材料的密封、配置等具有较高要求, 可能难以把握。

2.1 渗水法试验

根据上述分析, 采用渗水法测量混凝土的抗渗性时, 为了获取更精确的结果, 试验中应采取合适的、满足要求的密封材料及其套压方式, 笔者即为了探究密封材料的具体密封效果而进行了一系列的试验。该试验方法的确定和具体过程的执行主要以国标《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》为借鉴。首先, 取得具有充分代表性的一些待测混凝土作为试验试件, 并放置于合适的环境中进行养护;次然, 在正式试验的前一天, 试验人员应将标准养护室中的试验试件拿出, 晾干试件表面的水分, 将其侧面选择采用各不相同的密封材料涂抹, 同时应立刻将试件压入预先准备好的试件套中;最后, 将试件套中的试件防于混凝土抗渗仪上, 并依照相关设计步骤进行试验。在具体试验过程中, 最初的水压应设置为0.1MPa, 并在每过8h提升0.1MPa, 同时, 应实时观察试件端面的渗水情况。直至6个试件中的一半以上的端面都出现渗水或密封层被损坏透水情况, 才可终止试验, 记录水压值。本文选取了抗渗性能标号为P8的混凝土试件, 采用石蜡、黄油+石蜡+滑石粉、黄油+石蜡+滑石+辅助密封方法三种不同的密封形式进行试验, 以期寻求较为有效的混凝土密封方法和材料。

2.2 试验结果

根据试验, 对于同样的混凝土试件采取三种不同的密封材料进行试验。第一, 石蜡密封, 即将待测的混凝土试件直接放入盛有已经熔化的石蜡的浅盘之中, 并四周滚动一圈, 保证混凝土试件的侧面都均衡的粘覆着一层石蜡, 随之把试件压入已经预热好的试件套之中, 然后放置于抗渗仪上进行正式试验。试验结果:当混凝土的施加水压增至0.3MPa时, 试件即产生了边缘透水情况, 而当水压增至0.6MPa试件中的一半即产生边缘透水现象, 继续不断增高水压至0.7MPa, 此时所以试件中的2/3即产生边缘透水。第二, 黄油+石蜡+滑石粉, 其各自的比例为1∶0.7∶2.5, 将这些密封材料进行加热过程中, 应不间断的持续搅拌, 以保证其其充分、均匀、且不存在任何气泡, 直至三种材料充分混合并形成具有一定粘度的胶糊状物质时, 停止加热;然后, 竖向放置试件, 把制作完成的密封材料均匀抹涂于试件侧面, 这一过程应使用专门的油灰刀;最后, 压入已经预热后的试件套, 放在在抗渗仪上, 即可进行试验。试验结果:当混凝土的施加水压为0.6MPa时, 其中的2个试件开始出现边缘透水现象, 继续增加水压直至0.8MPa时, 4个试件边缘透水。第三, 黄油+石蜡+滑石粉+试件套底部内侧涂硅胶环。试验结果:当施加水压为0.8MPa时, 试件没有出现边缘透水或表面渗水情况。

基于上诉试验和试验结果, 笔者采取第三种密封材料, 通过不断增加水压以检测混凝土的抗渗性能。试验结果:施加水压在2.0MPa之前, 试件边缘都没有透水, 即说明, 此种密封方法满足针对一般混凝土抗渗性且能于小于或等于P20时的试验要求, 且不会因密封操作不合理而造成错误判断。

2.3 试验结果分析

通过对上诉密封材料的配制过程, 笔者发现, 黄油的比例越高, 试件的边缘则越容易缠身水样油渗出情况, 从而影响对于试件边缘渗水亲口的观察分析;而黄油比例较低时, 则不利于混凝土试件的脱模处理。其次, 对于石蜡而言, 其比例较高, 就越易产生边缘透水现象, 若比例较低, 则封闭存在困难。再者, 在混合材料之中, 滑石粉主要具有增强材料粘度的作用, 保证试件与试件套直接的密封性, 过多或多少都不会达成预想的效果。然后, 混凝土试件在具体试验过程中之所以会产生边缘透水情况, 主要原因即是密封材料的封闭不佳, 而并非是试件自身渗透性能的作用。最后, 第三种密封材料的密封效果更好, 可帮助准确的测量混凝土的抗渗性能。

3 国际其它混凝土渗透性能测试法

除了我国较为常用的渗水法之外, 国际上还存在许多其他的混凝土渗透性测试方法, 笔者在进行试验的基础上, 重点对其中的两种方法展开介绍与分析:

3.1 透气法

检测待测混凝土的渗透性能, 透气法也是国内外常会用到的方法, 其形式多样, 但基本原理都大略相同。即对混凝土试件施加一定的气体压力, 测量混凝土试件在气体压力下的气压值, 并观察、比较其变化, 进而在逐次分析混凝土渗透性的基础上计算其渗透系数。透气法检测混凝土的抗渗性, 不仅简单方便、而且耗费的时间较短;但其对于温度的要求较高, 试验之前必须将试件进行烘干, 直至重量不再发生变化, 然而, 烘干后的混凝土试件与混凝土的实际情况具有较大的差别。

3.2 氯离子渗透法

当前, 国内外通常采用的氯离子渗透法主要是指利用氯离子浓度差和氯离子的渗透作用来进行检测试验。首先应在混凝土试件的两端形成不同的氯离子浓度值, 即两端具有一定的浓度差, 这种情况下, 氯离子就会从混凝土试件的其中一个侧表面向自己的内部渗透, 这里需要说明的还, 检测试验中运用的溶液应是饱和的Ca (OH) 2, 进而在最大程度上模拟混凝土孔隙溶液中的碱性成份;然后, 再经过一段时间后, 将试件取下, 进行烘干操作, 并沿着较为靠近氯离子溶液的一侧向试件内部的方向进行切片;最后, 取样磨细各种不同的试验样片分析其中的氯离子含量, 得出沿渗透方向的氯离子的含量梯度, 进而在此基础上分析试件混凝土的渗透系数。

结语

综上所述, 混凝土的抗渗性能对于工程建设至关重要, 检测人员为了取得较为准确的检测结果, 必须注重选取切合的、效果良好的密封材料, 同时还应积极借鉴国内外的先进检测方法和检测过程, 进而不断精进混凝土抗渗性检测技术。

参考文献

[1]GBJ82-85, 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法[S].

[2]JGJ55-2000, 建设部标准普通混凝土配合比设计规程[S].

[3]徐宝维.混凝土抗渗性能及检验方法研究[D].兰州理工大学, 2007.

混凝土抗渗性能 篇2

防水混凝土，应由有资质的试验室根据设计抗渗等级出具的配合比通知单，防水混凝土的抗压强度和抗渗压力必须符合设计要求。防水混凝土应留置混凝土标准养护抗压强度试块，同条件养护试块，抗压强度评定合格，则防水混凝土抗压强度判定合格。防水混凝土抗渗性能，应采用标准条件下养护的混凝土抗渗试块的试验结果评定，

每组抗渗试块的抗渗等级均大于设计抗渗等级，防水混凝土的抗渗压力评为合格。

①地下防水混凝土抗渗试块的留置应按《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-)的规定，对连续浇注的混凝土，每500m3应留置一组抗渗试块，且每项工程不得少于两组。

②对其他有抗渗性要求的混凝土结构，其混凝土试件应在浇筑地点随机取样。同一工程、同一配合比的混凝土，取样不应少于一次，留置组数可根据实际需要确定。采用预拌混凝土的抗渗试块，留置的组数应视结构的规模和要求而定。

浅析抗渗混凝土施工 篇3

关键词：混凝土 配料 搅拌 运输 浇灌 振捣

1 混凝土渗水原因分析

混凝土之所以渗水，主要是由下述原因造成混凝土内部形成了渗水通道：①混凝土中游离水（自由水）蒸发后，在水泥石本身和水泥石与砂、石界面处形成各种形状的缝隙和毛细管。②砼施工质量不好，形成缝隙、孔洞、蜂窝等。③ 混凝土拌合物的保水性能不良，浇筑后产生骨料下沉、水泥浆上浮，形成泌水，蒸发后形成连通孔隙。④由于温度、地基下沉或荷载作用，形成裂缝。⑤混凝土由于受到侵蚀，产生孔道等。⑥施工缝、变形缝、后浇带等细部作法处理不好，形成缝隙。

2 抗渗混凝土的抗渗机理

抗渗混凝土的抗渗机理就是针对于普通混凝土内部存在毛细孔道和缝隙引起渗水，采取相应措施，提高混凝土的密实性及憎水性，即通过选择合适的骨料级配、降低水灰比、改善配合比以及掺入适量外加剂等手段，减少和破坏存在于混凝土内部的毛细管网，以期达到防水的目的。抗渗砼的种类有：普通抗渗砼、外加剂抗渗砼、补偿收缩砼。

3 抗渗混凝土施工控制要求

抗渗砼施工工艺从原材料选择、配制、砼运输、浇筑、养护、细部作法已经很成熟，目前在地下室或其它防水、蓄水建筑中多采用多道设防防水体系，但防水工程渗漏现象仍时有发生，渗漏点处结构自防水混凝土存有缺陷，所以加强抗渗砼施工质量尤为重要，在施工中应严格按照《地下工程防水技术规范》、《砼结构工程施工质量验收规范》、《砼泵送施工技术规程》、《建筑安装分项工程施工工艺规程》各项要求实施。施工中还要特别注意控制以下几个问题：

3.1 材料的质量

水泥、水、骨料、外加剂等原材料符合配比设计要求、规范要求、施工要求，以保证砼的浇筑质量。

①砂子、石子分开明确码放，严禁乱放、混放、污染。②水泥、粉煤灰、外加剂应码放在单独的库房内，距地30cm，仓库要有严格的防雨措施。

3.2 严格确保砼配合比设计符合实际条件下的正确性

①砼配比设计一定要根据施工的实际条件进行设计、配比。②砼配合比设计一定要进行试配，检查试配的坍落度、粘聚性、保水性是否符合施工要求，检查砼试件是否达到设计强度和抗渗性。

3.3 严格控制混凝土的搅拌质量，确保砼的和易性

砼搅拌质量要确保水泥、粗细骨料、粉煤灰、外加剂等砼拌合料在加水拌制下成为均匀而和易性好的混合物，要严格按照经试配验证达到设计强度、抗渗等级的配比通知单（试验室配合比通知单）进行投料操作。

①配料之前根据天气情况测量砂、石的含水率，并将实验室配合比换算成施工配合比，由技术人员填写到搅拌站的黑板上，其他人不得擅自修改，每盘要严格控制投料偏差：水泥、水、外加剂、外掺混合材料±1%，粗、细骨料±2%。②掺合料、外加剂的掺量由专人称量，专人投料，严格控制配比参量。③确保各种配料的准确，要求后台人员固定，专人负责电脑柜的配料操作，配料之前要归零，其他人不得乱动。④严格控制砼水灰比，拌合水量，确保每盘预拌砼的坍落度。

3.4 严格控制现场砼运输的质量

①现场采用泵送方式，一定严格把好泵送设备和输送管的安装质量，地泵（汽车泵）、输送管安装牢固，固定地点位置合理，保证输送线路要“短”、“直”，输送管少转弯，转弯处一定要缓，防止急转弯（弯曲半径不应小于0.5m）。输送管固定平直牢固，保证砼浇筑过程中管道接口不漏浆、不漏水。管道“短”、“直”，砼坍落度损失小，有利于地泵顺利压送砼，提高砼的浇灌质量。无论是平管还是垂直导管都要可靠牢固地固定在支撑件上，特别是垂直管更应注意，松动会造成磨损，加剧导管的破坏事故。②泵送砼时一定要防止泵管阻塞，确保泵送工作连续进行。受料斗内要保持足够的砼，防止吸入过多空气而形成阻塞，泵送间歇时间不宜超过45分钟。③冬季施工一定要严格控制砼的入模温度，要在运输过程中对砼实施保温、防风措施，防止砼受冻。砼搅拌运输车、砼输送泵及输送管道都要有保温、防风措施。④夏季施工时，一定要避开雨天施工，雨天施工增大了砼中的含水量，从而增加了砼内的孔隙率，影響砼密实度，使砼强度、抗渗等级降低。夏季高温一定要采取措施防止砼输送管曝晒，管温度过高，造成砼中水份蒸发失水和水泥水化反应加快，坍落度损失加快。⑤采用塔吊运输时，要求在运输过程中不应产生分层、离析现象，不得漏浆和失水。

3.5 严格控制影响砼抗渗质量的相关项目质量

要确保抗渗砼不渗漏，与其相关的钢筋工程、模板工程、水电工程等施工项目中影响砼抗渗质量的工序的施工质量保证尤为重要，要在砼浇筑前对相关专业与抗渗砼施工相关的工序质量进行严格验收，确保其不影响抗渗砼质量。

3.6 砼浇筑时一定要确保砼密实

①混凝土振捣密实的衡量条件：a混凝土不再显著下沉；b表面基本形成水平面；c边角无空隙；d表面泛浆；e不再出现气泡。②砼浇筑时一定要正确布料，防止砼离析。砼拌合料未入模前是松散体，粗骨料质量较大，在布料运动时容易向前抛离，引起砼离析，砼离析将使砼外表面出现蜂窝、露筋现象等缺陷，内部则出现内外分层、不密实现象。砼布料一定要保证砼垂直布料，避免斜向、过高距离散落。施工布料时，砼出料口一定要确保与受料面垂直，布料口距受料面不宜小于600mm，抗渗砼自由倾落高度不易超过1.5米，超过1.5米高度时，应采用串筒，溜管使砼下落。③抗渗砼必须采用高频机械振捣，防止漏振、过振。振捣时要掌握好振捣器的作用半径和深度，振捣持续时间，防止漏振、过振。漏振会造成砼松散及蜂窝，过振易造成跑模和水泥浆上浮，砼成分不均匀。④砼浇筑时一定要分层浇筑与捣实，严格控制浇筑厚度。混凝土分层浇灌时，应根据施工所用的振动棒长度来控制分层厚度，每层混凝土厚度不超过振捣棒长的1.25倍，振捣上层混凝土时，要插入下层混凝土中50-100mm，合适的分层厚度应控制为所用振动棒头的长度减去100mm；每次移动的距离不大于振动作用半径的1.5倍，一般振捣棒的作用半径为30-40cm。并且振捣上层混凝土要在下层混凝土初凝前完成。⑤采用插入式振捣器振捣，插点要均匀排列，插入角度要先后一致，保持平行，如不平行，易出现漏振现象。⑥每一振点要掌握好振捣时间，一般每点振捣时间为20-30s，使用高频振捣棒振捣时间最短不得少于10s。

3.7 采取正确的砼养护方法，确保养护实效

砼养护是确保砼达到质量标准的关键工序，一定要根据施工季节，结构构件形式确定养护方法，要制定专项养护方案，由专人负责养护工作。常温条件（平均温度不低于5℃）下砼达到泌水消失，表面泛白，用指甲划不出痕迹时，即需开始养护。砼养护不及时，时间短，不到位，会造成砼裂缝，强度达不到设计标准。

①砼养护必须做到适时、及时养护。常温施工时砼浇筑完成后，要定时对砼硬化过程进行观查，达到砼养护状态时即应进行养护。夏季高温、春季多风时，底板、楼板平面结构施工，在混凝土浇筑收浆和抹压后，要及时用塑料薄膜覆盖，进行保湿，防止风吹、阳光照射表面水分失水过快。保湿可以提高砼的表面抗裂能力。②养护方法要正确，防止养护不当给砼带来损坏。砼养护要根据砼的部位、砼的厚度和施工环境（施工季节）三方面进行施工。a冬季施工时（外界气温低于5℃时），不得浇水养护，要根据热工计算进行保温蓄热养护，要做好砼保温、保湿。b大体积砼养护。大体积砼养护要做到保湿、保温。保湿应在砼浇筑作业完成收浆后或初凝后覆盖塑料薄膜进行保湿养护，在混凝土有一定强度、遇水不再脱皮离析时，进行浇水、洒水养护。③砼养护时间必须要严格确保。

3.8 严格控制细部作法施工质量

变形缝、施工缝、后浇带等细部作法施工质量是确保抗渗砼达到抗渗效果的关键，地下渗漏往往出现在变形缝、施工缝、后浇带等砼接槎处，所以对砼接槎部位的施工质量一定要认真、细致的施工，严格的验收。

参考文献：

[1]朱春艳.抗渗混凝土渗漏分析及预防[J].价值工程，2011（09）.

[2]聂凯.抗渗混凝土施工及常见质量问题分析[J].价值工程，2010（06）.

防水混凝土抗渗性能的主要因素 篇4

对混凝土的抗渗性能起重要作用的因素有:水灰比及拌合物的和易性;水泥用量、砂率及其相应的灰砂比。此外, 水泥品种、砂石颗粒级配、石子品种和最大粒径;养护条件及养护方式等, 对混凝土的抗渗性能都产生不同程度的影响。

1 水灰比的影响

混凝土拌合物的水灰比对硬化混凝土孔隙率的大小、数量起决定性作用, 直接影响混凝土结构密实性。

水灰比越小, 混凝土密实性越高, 抗渗性及强度越高。反之, 水灰比过大, 混凝土抗渗性也随之降低。因此, 适宜的水灰比应保证混凝土具有良好的抗渗性及适宜的和易性。

此外, 水灰比是影响抗渗混凝土的耐久性的因素之一, 当水灰比超过0.60时, 抗冻性明显下降。因此从满足混凝土抗渗性、耐久性出发, 抗渗混凝土最大水灰比以0.60为宜。

不同等级抗渗混凝土最大水灰比, 如下表。

2 水泥用量、砂率及灰砂比的影响

在一定水灰比限值内, 水泥用量和砂率对混凝土抗渗性的影响比较明显。

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。

防水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, 防水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。在最小水泥用量已确定的前提下, 灰砂比对抗渗性的影响更为直接, 如灰砂比偏大 (砂率偏低时) , 则由于砂子数量不足, 水泥和水的含量多, 混凝土往往出现不均匀及收缩大的现象, 而使混凝土的抗渗性较差。如灰砂比偏小 (砂率偏高时) , 砂子数量过多, 则拌合物缺乏粘结力, 使混凝土的最终密度同样不高。

3 水泥品种的影响

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, 普通防水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。

普通防水混凝土严禁使用过期水泥, 特别是已受潮而成团、结块的水泥。否则将由于水泥水化作用不完全, 而影响混凝土抗渗性和强度。

4 石子品种与最大粒径的影响

防水混凝土常用的粗骨科有卵石和碎石, 对这两种骨料本身可以认为是密实的, 不透水的。鉴于这两种骨料表面状态的不同, 混凝土拌合物的和易性也不同。碎石表面粗糙, 多棱角, 与水泥的粘结比卵石要优越, 对混凝土强度及抗渗性均有利。但由于碎石表面的特点, 要求与卵石同样的和易性, 每立方米混凝土需多用水泥约l0~20kg, 用水量也随之增加, 对抗渗性未必有利。因此, 要想获得良好的施工和易性及抗渗性应适当增加水泥用量及砂率。另外, 石子粒径过大或过小, 对混凝土抗渗性均不利。在防水混凝土中, 允许采用的粗骨科最大粒径一般为40mm, 具体的粒径限度尚应按结构厚度, 钢筋稀密, 振捣条件等因素来确定。

5 养护条件与养护方式的影响

首先, 养护对防水混凝土极为重要, 也是混凝土获得强度和抗渗性的必要条件。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。

结束语:影响普通防水混凝土抗渗性的因素很多, 但只要掌握以下配制规律就不难配制出质量良好的防水混凝土, 即:水灰比在0.6以下, 最大不得超过0.65;坍落度以35~50mm为宜;水泥用量不小于320kg/m3 (包括细掺料) ;含砂率不小于35%~45%;灰砂比应不小于1:2.5~1:2;粗骨料最大粒径不超过40mm;细骨料最好采用中砂。

此外, 抗渗混凝土宜掺用矿物掺合料以增加其和易性和密实性, 提高抗渗效果。

摘要：阐述了影响防水混凝土抗渗性能的几个主要因素。

混凝土抗渗性能 篇5

摘要:本文针对抗渗防裂混凝土施工过程中容易忽视的问题,阐述施工过程中对各环节重视的重要性。对于水池、地下室墙体的混凝土而言,商品砼的质量、混凝土的浇注和养护、配筋率、外加剂的选择是值得重视的因素。

关键词:配合比 布筋 限制膨胀率 混凝土保护层 养护

0 引言

混凝土在硬化期间,由于水泥水化过程释放的水化热所产生的温度应力和混凝土干缩应力的共同作用,导致钢筋混凝土结构的开裂。污水池、清水池的底板、墙体均为“薄板”型结构(长厚比L/d>10),对底板而言,受到的约束较小,对墙体而言所受约束较大而且不均匀。板块在温度收缩变形作用下,离开端部区域,在地基约束下,极易形成较大的收缩应力而产生开裂。采用混凝土膨胀剂是解决抗渗防裂的重要措施之一。

对抗渗防裂混凝土结构而言,在采用膨胀剂、预设应力等措施的前提下,商品混凝土的制造、运输及现场施工、养护仍然必须有系统而严格的要求,工程各方应对此有充分而正确的认识。

以下为我们在从事混凝土抗渗防裂技术工作方面得出的一点体会,大多已在有关工程的实践中进行了检验,本文摘其要点,希望进一步与大家进行探讨。

1 关于混凝土的生产、运输

1.1 混凝土配合比与坍落度控制 配合比须经试配后确定,在工期紧张的情况下,也必须做7天或3天的强度测定。对抗渗防裂混凝土而言,不强调早期强度,7天强度能够达到28天标准强度的70%以上即可符合要求。以下要求除标明C25?外,对各标号混凝土均适用。水胶比0.48~0.52(合理调整减水剂用量);水泥用量240~285kg/m3(C25砼);砂率0.42~0.45;容重2350~2370kg/m3(C25砼);入泵坍落度14~16cm。如因运输距离远导致在途过程中坍落度损失较大,可适当加入减水剂调节坍落度,但不得随意加水。因为因气温变化,还要考虑混凝土的缓凝时间符合要求。不得为降低成本而放松对混凝土入模性能之要求(有些情况下,混凝土到了现场无法施工,就应另行处理)。

1.2 关于膨胀剂掺入量 对于抗渗防裂混凝土而言,强度和抗渗等级是重要的技术指标,但抗裂是关键的要素,抗裂是解决渗漏的根本。内掺混凝土膨胀剂是解决抗裂的必要措施之一,因此在通过混凝土配合比设计后,其中膨胀剂的掺入量应加以确保,不得少掺或漏掺(因经济利益和/或管理原因)。在施工方向砼拌站出具混凝土需求联系单时,应同时注明膨胀剂的掺量(举例:C25S6,ZY25Kg/m3),避免管理责任的灰色现象出现。

1.3 原材料质量控制 根据经验,砼站原材料存在一定程度的波动,在打墙板时,原材料应更严格把关,施工方应实地考察。水泥:P.O.42.5普通硅酸盐水泥(不得使用早强水泥);砂:中砂,细度模数2.4~2.8,含泥量<3%;石子:碎石,5~31.5mm,含泥量<1%;矿粉:细磨,比表面积4000~5000cm2/kg(墙板尽可能不使用矿粉,底板不强调);粉煤灰:Ⅱ级;膨胀剂:不论何种型号和厂家的产品,均应符合国家标准(GBJ119-2002)或建材行业标准(JC476-2001)。稳妥的方法是:产品送到现场后,施工方联合监理抽样送检。对膨胀剂而言,限制膨胀率是关键指标。我国膨胀剂最高权威检测机构是国家建材检测中心,各省也有相关检测机构。在相关各方对检测结果持疑义之情况下,可申请向国家建材检测中心复测,复测结果为终局。

2 关于布筋

2.1 设置水平加强筋 结构开口部和突出部位因收缩应力集中易于开裂,与室外相连的出入口受温差影响大也易开裂,这些部位应适当增加附加筋,以增强其抗裂能力。

由于底板对墙体的约束大,造成约束力上小下大,平衡收缩应力,在墙体竖向中部1m高范围内,水平筋的间距调整为150mm,形成一道“暗梁”。实践证明,这对于克服混凝土开裂极为有效,特别是对于长度超过20m的墙体。

对墙体而言,希望在施工前计算一下水平配筋率,宜在0.45~0.6%以上,薄板(200~350mm)取高比例值为宜。若水平间距已在150mm以内则不必调整。需要指出的是,在JBJ119(膨胀剂应用规范)中,对水平筋的要求要高于上述要求。

2.2 布筋方法 实践表明,水平构造筋对于墙体抗裂的影响很大,建议水平筋绑扎在竖筋外面(设计并未说明时,希按此法。设计从结构强度出发,可能会明确水平筋绑扎在竖筋内面,这时须征得设计认可方可将水平筋绑扎在竖筋外面)。

3 关于混凝土的浇注和养护

3.1 混凝土的浇注 应根据现场混凝土的方量、结构物的长、宽及供料情况和泵送工艺等情况预先计算好混凝土的供应量,确保及时供应,避免冷缝的出现。

混凝土保护层:国家规范对混凝土保护层均有明确要求,一般在30~50mm(30mm为最低要求)。特别对于池壁、地下室墙体而言,混凝土保护层的意义就特别重要。

关于混凝土的浇注,国家规范要求非常详细,而施工单位均有丰富的经验,也可参阅我们提供的《抗渗防裂施工方案》,本文不再赘述。

3.2 混凝土的养护 对抗渗防裂混凝土而言,养护既是一个重要环节,又是容易被施工方忽视的薄弱环节,应引起施工方的高度重视。

底板的保温保湿:底板成型完后,采用塑料薄膜覆盖或蓄水养护,蓄水高度2~3cm(常砌砖模阻止两侧失水)。但为放线方便,也可采用先淋水养护(由专人负责,混凝土表面不得见干),36~48小时后转蓄水养护。如果做不到蓄水养护,则必须铺设麻袋进行保湿养护。

墙体的保温保湿:外墙混凝土的暴露面大,养护困难,受阳光直射、气候变化以及风吹等因素影响,易因聚冷聚热或急剧干燥而产生开裂现象,因此,外墙混凝土必须采取有效的保温保湿养护措施。?建议侧墙在拆模后立即挂麻袋进行保湿养护。事实上很多情况下看不到挂麻袋养护的情况,但至少要做到喷水保湿养护,实际上安排一到二个民工就可做到,关键是意识到位。

最好采用木模板,以利于墙体的保温。

侧墙混凝土浇筑完毕,1天后可松动模板支撑螺栓,并从上部不断浇水。由于混凝土最高温升在3天前后,为减少混凝土内外温差应力,减缓混凝土因水分蒸发产生的干缩应力,墙体应在5天后拆模板,以利于墙体的保温、保湿。拆模后派人连续不断地浇水3天,后再间歇淋水养护浇至14天。

混凝土未达到足够强度以前,严禁敲打或振动钢筋,以防产生渗水通道。

4 结语

混凝土抗渗性能 篇6

关键词：自密实混凝土,抗冻性,抗渗性,机理

0 引言

如今, 自密实混凝土在国内研究成果逐渐趋向成熟, 研究的热点之一就是其耐久性问题。自密实混凝土耐久性不好, 主要与其的抗冻性和抗渗性有关, 根本原因在于其本身的内部结构。自密实混凝土的孔隙率较高, 当中相当大的部分是毛细孔, 约占水泥石总体积的30%左右。水分、氧气、各种侵蚀介质、二氧化碳及其他有害物质通过毛细孔通道进入混凝土内部, 表明引起混凝土抗冻性和抗渗性不足的根本原因是毛细孔[1]。研究表明:高效减水剂不仅能改变自密实混凝土的流变性能, 同时还能改变自密实混凝土硬化后的气泡特征。充足而稳定的气泡是饱和状态下混凝土抗冻融的必要条件。近几年来, 人们高度关注高效减水剂对于遭受冻融侵害混凝土的气孔参数和抗冻融耐久性的影响[2]。自密实混凝土的渗透性是指液体、气体或离子等在不同压力下在混凝土内部渗透、扩散、迁移的难易程度[3]。混凝土固有的多孔性导致了混凝土的渗透性。

1 国内外研究动态

1.1 国外研究动态

20世纪80年代, 欧美和亚洲等地的十多个国家组成一个技术专家团队, 对约近百万座道路桥梁在现场进行了细致和全面的调查、分析和测试。结果指出:在严寒地区, 道桥破坏或失效的最主要原因是盐冻剥蚀破坏和钢筋锈蚀破坏[4]。2005年, Kurdowski W等研究了自密实混凝土硬化物的强度、收缩、冻融循环损失等因素下的耐久性, 发现自密实混凝土90 d后收缩率为0.4 mm/m~0.55 mm/m, 相对普通混凝土较好。2006年, Bertil和Persson[5]研究并得出结论:自密实混凝土的氯离子的抗渗性能比普通混凝土更好;2007年, Stephan Assie等比较研究了C20, C40, C60自密实混凝土和振捣混凝土的耐久性, 主要考虑了水压渗透、汞压渗透、渗氧、氯离子扩散、微观孔径吸附作用等因素。

1.2 国内研究动态

2003年, 张文渊[6]研究了影响混凝土抗冻性的主要因素及其对策;2011年, 陈春珍等[7]对自密实混凝土抗冻性能进行了研究, 得出结论:影响自密实混凝土的抗冻性主要因素是混凝土的内部结构;2011年, 张爱玲等[1]研究复合超细粉配制自密实混凝土对其耐久性影响;2012年, 靳九贵[3]通过试验研究了不同矿物掺合料对高性能混凝土抗渗性的影响。

2 自密实混凝土的抗冻性

2.1 自密实混凝土冻融循环破坏机理

自密实混凝土是一种多孔性建筑材料, 在混凝土拌制时为了增加其流动性得到较好的和易性, 会加入多于水泥的水化所需的水。在混凝土形成连通的毛细孔洞中多余的水便以游离水的形式存在, 并占有一定的体积。导致自密实混凝土遭受冻害的主要原因就是毛细孔中的自由水, 因为水在低温条件结冰会发生体积膨胀, 并破坏混凝土内部的结构。根据静水压和渗透压理论, 当混凝土的毛细孔壁处于饱水状态且受冻时, 将承受两种压力[6]:膨胀压及渗透压。自密实混凝土的抗拉强度低于这两种压力时将会开裂。在反复冻融条件下, 混凝土中的裂缝会不断扩大, 最终相互贯通, 承载能力降低, 混凝土遭受破坏。

2.2 影响自密实混凝土抗冻性因素及解决措施

1) 自密实混凝土的密实度及强度。

自密实混凝土的密实度及强度越大, 则混凝土的抗冻性越好[8]。混凝土的密实度越大, 则混凝土内部的空隙结构就越小, 不会形成贯通性的孔隙结构, 减少自由水的存在, 增强了自密实混凝土的抗冻性。随着混凝土龄期的增长其抗冻性也会提高。自密实混凝土的强度和抵抗膨胀的能力随着水泥水化越充分而越高。因此为了提高自密实混凝土的密实度和强度, 我们从自密实混凝土的配合比中下手, 在混凝土中加入超细粉煤灰与超细矿粉复合时, 较单掺超细粉煤灰或超细矿粉时自密实混凝土孔隙率降低, 说明它们之间起到了互补的作用, 增强了混凝土的密实度和强度。

2) 水泥的品种及骨料的质量和它们之间的填充性。

普通硅酸盐水泥混凝土中的水泥活性较一般的混合水泥混凝土高, 则混凝土的抗冻性也随之提高。混凝土骨料的级配、大小、互相的填充性对自密实混凝土的抗冻性有很大的影响, 混凝土骨料直径相对较小、级配和填充性越好, 则抗冻性越好[7]。同时混凝土骨料吸水性及骨料本身抗冻性对混凝土的抗冻性也会有影响。因此从完善骨料的级配和填充性以及从优选择水泥的品种、骨料的质量来提高混凝土的抗冻性。

3) 自密实混凝土的饱水状态。

自密实混凝土的孔隙饱水度越小其冻害的程度也越小。一般认为孔隙含水量小于孔隙总体积的90%左右就不会产生冻结膨胀压力。为此可以加入引气剂、减水剂降低混凝土结构中的自由水的含量, 使混凝土中的含水量小于极限饱水度状态下的含量, 则会降低其冻结膨胀压力。同时混凝土结构的部位及其所处自然环境会影响其饱水状态。

4) 自密实混凝土的水灰比。

自密实混凝土的水灰比影响着混凝土结构内部开口孔径的大小以及孔隙率;开口孔径越大、孔隙率越高则混凝土的抗冻性越低。为了降低混凝土内部结构孔洞的开口孔径和孔隙率, 通过掺入高效减水剂降低混凝土的水灰比, 进而提高自密实混凝土的抗冻性和强度。

5) 自密实混凝土的含气量。

含气量会影响混凝土抗冻性, 为了提高混凝土抗冻性加入引气剂形成的微细气孔尤为重要。在混凝土内部产生互不连通的微细气泡, 截断了渗水通道, 使水分不易渗入内部。同时气泡有一定的适应变形能力, 对冰冻的破坏起一定的缓冲作用。因此为了提高自密实混凝土抗冻性在其中掺入引气剂或引气减水剂, 但要控制引气剂的掺入量, 以免影响自密实混凝土的强度。

3 自密实混凝土的抗渗性

3.1 自密实混凝土渗透破坏机理

自密实混凝土的渗透性是指在外界环境下存在内外压力差, 使液体或气体从混凝土孔隙中压力较高处向低处迁移、渗透的现象[9]。而抵抗气体或液体的渗透能力则称为抗渗性。自密实混凝土的抗渗性与其耐久性密切相关;密实性高、抗渗性好的混凝土, 其耐久性也较好[10]。如果混凝土抗渗性不好, 水很容易通过孔隙渗入混凝土内部, 则会使其易遭受冻害;如溶解性物质浸透自密实混凝土, 易使其内部某些水化物析出, 产生溶出型腐蚀, 离子交换型侵蚀等, 最终导致混凝土的破坏。

3.2 影响自密实混凝土抗渗性因素及解决措施

1) 自密实混凝土中膨胀剂的掺量。

为了使混凝土硬化过程中减少收缩以致提高其抗渗性, 在自密实混凝土中加入膨胀剂;水泥的水化产物与膨胀剂发生反应生成的钙钒石填充了混凝土前期生成的毛细孔, 使混凝土结构更加密实, 并且产生的微膨胀可以弥补混凝土的收缩。因此在实验中掺入适当膨胀剂不仅可以减少混凝土收缩, 还可以提高其抗渗性。

2) 原材料的质量和它们之间的填充性。

混凝土骨料的最大粒径大小、级配、互相的填充性对自密实混凝土的抗渗性有很大的影响, 混凝土骨料粒径相对较小、级配和填充性越好, 则抗渗性越好。因此从优选择水泥的品种、骨料的质量、适当的砂率, 完善骨料的级配和填充性以提高自密实混凝土的抗渗性。

3) 自密实混凝土的水灰比。

自密实混凝土的水灰比影响着混凝土结构内部开口孔径的大小以及孔隙率;开口孔径越大、孔隙率越高则混凝土的抗渗性越低。为了提高自密实混凝土的抗渗性, 通过掺入高效减水剂降低混凝土的水灰比, 以致降低混凝土内部结构孔洞的孔隙率和开口孔径, 进而提高自密实混凝土的抗渗性和强度。

4) 自密实混凝土的密实度和含气量。

自密实混凝土的密实度及强度越大, 则混凝土的抗渗性越好[11]。混凝土的密实度越大, 则混凝土的内部的空隙结构就越小, 不会形成贯通性的孔隙结构, 减少自由水的存在增强了混凝土的抗渗性。混凝土的抗渗性随其龄期的增长而提高。因此为了提高自密实混凝土的密实度和强度, 我们从自密实混凝土的配合比中下手, 在混凝土中加入超细粉煤灰与超细矿粉复合时, 从而进一步增强了混凝土密实度和强度。同时在混凝土中掺入引气剂或引气减水剂, 以致在混凝土内部产生互不连通的微细气泡, 截断了渗水通道, 使水分不易渗入内部, 这样也能提高混凝土的抗渗性。

4 自密实混凝土抗冻性和抗渗性检测方法

自密实混凝土的抗冻性和抗渗性能检测[12], 对混凝土的外观、力学性能、抗冻性能、抗渗性能进行检测, 检测内容主要有表面缺陷、裂缝、内部缺陷、强度、抗冻性、抗渗性[13] (见表1) 。

5 结语

1) 各地区在不同环境下, 根据实际情况从材料选择、配合比的优化等方面设计出适宜当地环境、抗冻性能和抗渗性能较强的自密实混凝土, 最后系统整理得出较好的自密实混凝土配合比优化设计体系。

2) 实验室环境下对自密实混凝土试件的抗冻性和抗渗性的研究具有局限性, 所以应该在实际自然环境下和实际过程中进行实验研究。

芯样混凝土抗渗性能检测试验研究 篇7

按照现有的混凝土抗渗性能检测试验的相关规范制作的试件大多为标准的圆台型试件, 需要有与该试验相配套的试模, 对于一些中小型施工单位而言, 这种试模在工程现场不易找到, 因此, 大多数送往检测单位的抗渗性试样都是通过钻芯取样或用圆柱体试模制作的非标准试样, 而对于这种非标准的抗渗性试样的检测, 目前还没有比较正式的试验检测规范。为此, 笔者参照现有抗渗性试验规范并利用已有的试验设备, 通过一定的加工处理, 对非标准抗渗试件做了以下抗渗性检测试验, 并取得了较好的试验结果。

1 试验方法及规范

研究混凝土抗渗性能有多种试验方法, 有水压力试验法、抗氯化物渗透试验法及气体渗透性试验法等[3]。气体渗透法比较适合在现场测试, 在我国应用相对较少, 试验室测试以前两种为主。

在我国《普通混凝土长期性能试验方法标准》GB/T50082-2009中介绍了两种抗水渗透试验方法, 即:渗水高度法和逐级加压法[5]。两种方法对抗渗混凝土试件的标准尺寸和数量上要求都是一致的, 试模应采用上口内部直径为175 mm、下口内部直径为185 mm和高度为150 mm的圆台体, 数量均为6个。混凝土抗渗仪都应符合现行行业标准《混凝土抗渗仪》JG/T 249的规定, 并能使水压按规定的制度稳定地作用在试件上。而在实验操作过程以及表示方法上有些差异, 渗水高度法适用于以测定硬化混凝土在恒定水压力下的平均渗水高度来表示的混凝土抗水渗透性能。逐级加压法适用于通过逐级施加水压力来测定以抗渗等级来表示的混凝土的抗水渗透性能。通过渗水高度法易于确定混凝土的抗渗系数, 而逐级加压法可方便地确定混凝土的抗渗等级 (或称抗渗标号) 。相对渗水高度法, 逐级加压法操作更为简单, 适用较普遍。

2 试验设备及检测流程

2.1 试验设备

钻芯机、混凝土切割机、打磨机、抗渗试模、HS-4型或HS-4S型混凝土抗渗仪, HS-200型多功能脱模机。

2.2 检测流程

定位取样或非标准试模浇注—试样加工处理—标准试样制作—抗渗试验。

3 试验过程及要求

3.1 定位取样或非标准试模浇注

在待检测实体结构有代表的部位上, 利用钻芯机钻取6个混凝土芯样, 或在浇筑过程中利用圆柱体试模留取6个试件, 如图1所示。芯样宜在结构或构件的以下部位钻取[6]: (1) 结构或构件受力较小的部位; (2) 混凝土强度具有代表性的部位; (3) 便于钻机安装和操作的地方; (4) 避开主筋、预埋件和管线的位置;芯样高度可适当大于抗渗试模高度, 并具有一定的垂直度。钻取完的试件及时做好编号记录及相应备注存底。对于非标准试模浇注的试件应尽量使试件的直径接近标准抗渗性试模的上表面尺寸150 mm, 以减少外围填充材料使用量。

3.2 芯样加工及处理

将送样的非标准芯样利用混凝土切割机切割为152~155 mm范围内高度, 然后使用打磨机磨平切割后的芯样端面, 最终加工处理后的圆柱体试样平均高度为150 mm (如图2) 。注意在芯样切割及打磨过程中, 不宜使试件出现裂缝或较大缺陷。

3.3 标准抗渗试件制作

3.3.1 制作依据

依据标准混凝土抗渗性试验规范要求, 将圆柱体芯样利用抗渗试模及填充材料制作成上口内部直径为175 mm、下口内部直径为185 mm和高度为150 mm的圆台体, 其截面如图4所示。其中填充材料是制作芯样抗渗试件的重要材料, 对于整个抗渗试验起着极为重要的作用, 其应具备下列几个条件[7]:

1) 填充材料本身硬化速度较快;

2) 填充材料硬化后本身不能透水或经相应处理后不透水;

3) 填充材料硬化后的强度必须满足试验要求;

4) 填充材料与芯样黏结必须足够牢固。

本文采用水泥砂浆外涂液态石蜡材料作为填充材料, 有条件的单位可采用石蜡加松香或水泥加黄油或其他满足上述四个条件的更好的填充材料。

3.3.2 制作过程

1) 准备工作:将标准圆台体抗渗性试模内涂刷机油或脱模剂, 便于试件硬化后脱模;同时配备试验需要的必要材料。

2) 内防水处理:在原始芯样外表面均匀地涂刷一层经过热熔化的石蜡, 并保证石蜡完全密封住芯样外表面, 如图3。

3) 填充砂浆:待石蜡硬化后将外表面处理的芯样放于圆台型抗渗试模内, 保证芯样位于试模中心位置以使试模与芯样之间的缝隙厚度相同, 倒入准备好的砂浆并捣实, 保证其有一定的强度, 如图5。

4) 静置硬化:将填充完成的试样静置, 使其自然硬化后进行脱模, 脱模过程中不得损坏外围填充层, 脱模后填充材料和芯样组成的试样作为抗渗性试验试件。

3.4 抗渗试验过程

待填充材料硬化至一定程度后, 擦干表面, 用钢丝刷刷净两端面, 便可利用HS-4型混凝土抗渗仪配套生产的HT-200型多功能脱装模机, 将试件从浇注试模装入HS-4型混凝土抗渗仪上的试验试模。在装入该试模前, 为防止水从芯样外围的砂浆液中渗出, 应在成型后的试件外围及底部非芯样处再涂刷上一层石蜡, 并保证其结合良好, 如图6。在装入试验试模之前将试模加热到40℃, 然后将涂有密封材料的试件装入模腔, 再在压机上 (螺旋压力机或借用实验室的压力实验机) 将试件压入试模中并冷却至常温, 最后将所有试件安装至HS-4型混凝土抗渗仪上进行试验, 如图7。如在试验中, 水从试件周边渗出, 说明密封不好, 要重新密封。试验时, 水压从0.1 MPa开始, 每隔8h增加水压0.1 MPa, 并随时注意观察试件端面情况。当6个试件中有3个试件表面出现渗水时, 或加至规定压力 (设计抗渗等级) 在8 h内6个试件中表面渗水试件少于3个时, 可停止试验, 并记下此时的水压力[5]。在试验过程中, 当发现水从试件周边渗出时, 应及时停止试验, 按照3.3.2节的规定步骤重新进行密封等相关处理。

4 试验结果处理

4.1 混凝土抗渗等级 (抗渗标号) 的计算

混凝土的抗渗等级应以每组6个试件中有4个试件未出现渗水时的最大水压力乘以10来确定。混凝土抗渗等级的计算公式如下:

式中:P—混凝土抗渗等级;

H—6个试件中有3个试件渗水时的水压力 (MPa) 。

4.2 混凝土渗透系数的计算

表1[8]给出了不同混凝土抗渗等级 (抗渗标号) 与渗透系数之间的对应值。

其具体的换算经验公式[9]为:

式中:Sk—渗透系数值, 其中k为抗渗等级数即P的值;

m—混凝土空隙率, 一般取0.03;

Dm—平均渗水高度, 一般取15 cm;

n—一般取抗渗标号k+1。

5 结语

对非标准的混凝土抗渗性试件进行抗渗性检测并没有相关正式的规范文件, 本文结合实际工程中钻取的塑性混凝土芯样, 系统地归纳和总结了非标准混凝土试件加工处理及试验的具体操作过程, 同时提供了抗渗等级和渗透标号之间的转换关系式。通过对其进行一定的加工处理, 依据现有抗渗性检测规范, 对这种非标准的混凝土试件进行了抗渗性检测, 得到了比较好的实验结果, 同时试验结果具有一定的可靠性, 得到了多方单位的认可, 同时, 为从事相关检测单位提供了一定的借鉴作用。

摘要：依据现有混凝土抗渗性能检测试验的相关规范, 对钻芯取样的非标准抗渗性试验试件进行了抗渗性能的检测, 详细介绍了由钻芯取样的非标准试件制作成标准试件的加工过程及要求, 并通过对加工后的芯样试件进行抗渗检测试验, 得到了比较可靠的试验检测结果。

关键词：钻芯取样,混凝土,抗渗性能,检测,试验

参考文献

[1]赵万里.混凝土抗渗性能预测的广义回归神经网络模型及应用[J].混凝土, 2011.

[2]李春生, 刘艳博, 等.混凝土抗渗性能试验的探讨[J].辽宁建材学报, 2007.

[3]李多权, 姚直书, 韩兴腾.混凝土抗渗性能研究[J].建筑与工程, 2008.

[4]张雷顺, 汤俊杰, 杨明林.塑性混凝土抗渗性能的研究[J].混凝土, 2010.

[5]GB/T50082-2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准[S].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

[6]钻芯法检测混凝土强度技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社, 2007.

[7]于力.实体混凝土抗渗性能检测的实验研究[J].建筑与结构设计, 2010.

[8]混凝土实用手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1987.

混凝土抗渗性能 篇8

近些年来, 火力发电迅速发展, 已经成为中国最大的污染物排放之一。而粉煤灰是火力发电过程中产生的工业垃圾, 如果不对其进行合理的处理, 必将对环境造成重大污染。在建筑中, 我们采用在混凝土中掺入粉煤灰来改善混凝土的技术性能, 像人防工程、隧道工程、桥面铺装工程和化工管道工程等, 都要求所用混凝土具有良好的抗渗性能。针对土木工程中混凝土抗渗性能的技术指标需求, 我们对大掺量粉煤灰混凝土的抗渗性能进行研究, 并通过调整粉煤灰混凝土的配合比和抗渗实验对抗渗性能进行研究。

提高混凝土抗渗性的关键是改变混凝土孔隙特征或提高混凝土的密实度。其主要措施有降低水灰比, 从而减少泌水和毛细孔;掺引气型外加剂, 将开口孔转变成闭口孔来割断渗水通道;加强振捣和充分养护等。由于施工条件的限制, 在工程上具有一定的难度。因此, 普通混凝土很难满足工程质量要求, 而且单纯使用外加剂也不能解决所有问题。许多研究成果表明:在混凝土中添加硅粉、粉煤灰、磨细矿渣等矿物掺合料, 可有效的改善混凝土的耐久性, 从而满足混凝土的设计要求[1]。抗渗性是对特种混凝土最基本的要求, 我们在混凝土中掺入粉煤灰, 既细化了孔的结构, 又起到微细集料的作用, 从而改善混凝土的性能。

本文用减水剂和粉煤灰双掺法来配制粉煤灰混凝土, 并研究其抗渗性能。

1 试验材料

1.1 水泥

水泥采用42.5普通硅酸盐水泥。其力学性能见表1。

1.2 粉煤灰

粉煤灰是二级磨细灰。其性能指标见表2。

1.3 细骨料

细骨料采用中砂系度模数为2.51。其性能见表3, 筛分结果见表4。

1.4 粗骨料

粗骨料采用最大粒径直径为20mm的碎石。其性能指标见表5, 筛分结果见表6。

1.5 水

水为饮用水。

1.6 减水剂

减水率为20%的高效减水剂, 掺量为水泥用量的1.0%。

1.7 检验依据

粗细骨料检验按文献[2-3], 水泥检验依据文献[4-5]。

2 试验方法

用1中的材料 (二级磨细粉煤灰, 水泥为42.5普通硅酸盐水泥, 粗骨科采用Dmax=20mm的碎石, 细度模数2.7的中砂) 按照《普通混凝土配合比设计规程》配制。

抗渗性依据GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行, 根据混凝土抗渗标号测定, 要求采用底面直径为185mm、顶面直径为175mm、高度为150mm的圆台体标准试件, 按规定方法成型, 以6个为一组, 养护28d混土试块。试件养护至实验前一天取出, 将表面晾干, 然后将试件侧面用加热熔化石蜡液涂均匀 (起密封作用) , 随即通过压力机将试件压入经预热的抗渗试件套模内, 进行密封冷却后即可解除压力。然后排除抗渗仪管路系统中的空气, 并将密封好的试件安装在抗渗仪上, 最后检查其密封情况。试验时起始水压为0.1MPa, 以后每隔8个小时增加水压0.1MPa, 并随时观察试件, 直到6个试件中3个试件被压力水穿透, 停止实验。

混凝土配合比见表7[7]。

注:编号中1表示普通混凝土 (没有掺加外加剂和粉煤灰) , 2、3表示普通混凝土中加高效减水剂和粉煤灰 (双掺) .

记录此时的水压力值, 其结果见表8。

3 试验结果与分析

普通混凝土抗渗性能较差, 因为混凝土浇注成型时振捣不实, 同时混凝土内部有泌水和蒸发后留下的透水通道毛细管, 在混凝土硬化后因干缩和热胀等变形而产生的裂缝, 都会导致混凝土出现渗水, 这是混凝土抗渗性能差的原因。[8]试验结果表明, 使粉煤灰混凝土抗渗性能显著提高的原因是:粉煤灰被熟石灰Ca (OH) 2活化, 改善了粉煤灰的颗粒结构, 使粉煤灰具有一定的凝胶性。同时粉煤灰的加入改善了混凝土的和易性, 让其更容易浇捣密实, 此外粉煤灰的加入取代了部分水泥, 同时加速了水泥的水化作用, 填充了水泥水化后的微小孔隙, 提高混凝土结构密实度。加入高效减水剂, 使混凝土硬化密实度得到有效提升, 并且使胶凝材料水化大幅度提高, 激发了水泥组分与粉煤灰活性物质发生二次水化生成胶凝物质, 这些胶凝物质堵塞了混凝土中的渗水通道, 提高了抗渗性能。

4 结束语

采用双掺技术配制的混凝土, 能有效提高混凝土的抗渗性能, 随粉煤灰掺入比例提高抗渗性能越好, 还能抑制混凝土中的碱———骨料反应, 且随着粉煤灰掺量的提高, 这种抑制作用也越大。并且粉煤灰取代水泥的质量分数为20%~25%左右为宜。

摘要：针对土木工程中混凝土抗渗性能的技术指标需求, 通过大掺量的粉煤灰的掺入, 来调整粉煤灰混凝土的配合比和抗渗实验来研究粉煤灰混凝土的抗渗性能, 来获取最佳性能值。

关键词：粉煤灰,混凝土,配合比,抗渗性能

参考文献

[1]杜代军, 温以华.粉煤灰混凝土的试验研究[J].水利科技, 2009.

[2]中国建筑科学研究院.JGJ 52-2006, 普通混凝土用砂, 石质量及检验方法标准[S].北京:中国建筑工业出版社, 2007.

[3]GB/T 14685-2011, 建设用卵石、碎石[S].北京:中国标准出版社, 2012.

[4]浙江绍兴陶堰新兴仪器厂, 陕西西安西缆铜网厂.GBT 1345-2005, 水泥细度检验方法筛析法[S].北京:中国标准出版社, 2005.

[5]中国建筑材料科学研究院.GB/T 17671-1999, 水泥胶砂强度检验方法 (ISO法) [S].北京:中国标准出版社, 1998.

[6]邢世海超掺粉煤灰混凝土在大体积混凝土工程中的应用研究[J].混凝土, 2004.

[7]许燕莲.关于普通混凝土配合比设计的试配及调整方法[J].交通科技与经济, 2007.

混凝土抗渗性能 篇9

1 机制砂石粉概述

现状下, 世界各国对机制砂当中石粉的含量极限值在设定方面均存在很大的差异, 并且目前还没有统一的标准。我国对于机制砂中石粉的含量控制是非常严格的, 国标GB/T14684-2001《建筑用砂》当中, 对混凝土用机制砂的石粉含量作为了明确的规定, 分别低于3% (≥C60) 、5% (在C30至C60之间) 、7% (≤C30) 。具体而言, 机制砂在投入生产过程中一般需要产生的石粉含量大概为10%到20%左右[2]。为了充分达到国标作出的石粉含量的标准, 处于机制砂当中过甚的石粉需要经水洗除去, 或者通过风选除去。但是, 这样一来, 会使机制砂的生产工序大大增加, 与此同时还使得机制砂的产量大大降低, 在机制砂生产成本提高的基础上, 便不符合实现经济效益最大化的原则了。并且, 基于水洗或者风洗中, 容易造成0.15 mm、0.30 mm粒径的砂颗粒被带走, 有时0.60 mm粒径的砂颗粒也会被带走, 这样便会导致机制砂当中的细颗粒含量极度缺乏, 进一步使机制砂原来具备的级配遭受破坏, 并且还使丰富的矿产资源及水资源遭到严重浪费, 进一步还可能出现环境污染问题。

混凝土属于一类多相非均质材料, 基于微观层面来看, 属于多孔结构, 水能够经过这些孔隙在混凝土中产生渗透。通常认为, 混凝土的渗透性是非常弱的, 水和腐蚀性介质如果渗入非常困难, 则表示耐久性越优良。

2 石粉含量对混凝土抗渗性能的影响分析

要想对混凝土密实性与抵抗渗透能够进行实质性的评价, 选择正确的参考指标显得极为重要。混凝土抗氯离子渗透性能便是一个非常重要的评价指标。为了对石粉含量对混凝土渗透性能的影响进行研究。本次试验以分别的方式对石粉含量对低强、高强以及超高强混凝土抗氯离子渗透性能的影响进行了对比探究。详情见表1:

(1) 结合表3可知, 在低强混凝土当中, 在机制砂当中倘若石粉含量增多, 特别是在石粉含量>5%的情况下, 机制砂混凝土当中的氯离子渗透系数会急剧下降。这主要是因为低强混凝土当中水泥的使用量过少, 而水灰过大, 在硬化之后, 混凝土里有许多孔隙, 从而导致混凝土当中的抗氯离子渗透性能极差。然而, 在石粉含量随着增多的情况下, 混凝土的浆量将显得非常丰富, 这样在硬化之后便能够使混凝土当中的孔隙数量变少, 从而使混凝土的密实性得到有效提升, 进一步使混凝土的抗渗性能得到有效提升。

(2) 在C60当中, 混凝土水泥含量充分, 水胶较弱, 混凝土的抗渗性比较优质。在石粉含量增加的情况下, 对高强混凝土抗氯离子渗透性能造成的影响不够显著。这是因为在高强混凝土当中, 水泥的用量比较大, 且水胶较弱, 而混凝土中自身连通毛细孔比较少, 因此虽然有大量的石粉存在, 但是对密实高强混凝土的硬化结构体造成的影响是不具显著性的, 进一步便能够得出结论:石粉对高强混凝土抗氯离子渗透性能变化影响不具明显性。

(3) 在C80当中, 混凝土的抗锂离子渗透系数是十分小的[3]。在石粉含量增多的情况下, 抗渗系统会随着提升。这是因为所采用的胶凝材料是一种符合材料, 是由水泥与矿物质混合而成的, 在其中, 硅灰和粉煤灰等是可以实现相互填充的, 这样便能够使混凝土结构的密实性增强。并且, 在添加石粉的基础上, 使原本产生的堆积反应被打破, 进一步使混凝土的抗氯离子渗透系数得到有效提升。

结合上述分析, 可以得出结论:在机制砂当中, 石粉是能够使胶凝材料低与强度等级低的混凝土的抗渗性能得到有效增强的。但是, 如果是胶凝材料用量过甚, 且强度等级高的混凝土, 那么抗渗透性能影响便不具显著性。

3 结语

通过本课题的探究, 充分认识到石粉含量会对混凝土抗渗性能产生一定程度的影响。主要对胶凝材料低与强度等级低的混凝土的抗渗性能能够产生显著的增强影响;反之, 若胶凝材料用量过甚且混凝土强度等级高, 则抗渗透性能影响便不具显著性。为了使机制砂的使用效率得到有效提升, 融入高含石粉机制砂混凝土配置技术与方法显得极为重要, 在这一点上应该得到相关工作人员的重视。

摘要：我国混凝土与砂的消耗量非常大, 目前天然砂短缺现象日益显著, 为了保证建设砂的充足性, 通常会使得到机制砂。而机制砂中的石粉含量会对混凝土抗渗性能造成极为严重的影响。本课题笔者重点分析了石粉含量对混凝土抗渗性能的影响, 希望以此为相关工作的完善提供具有价值性的参考凭据。

关键词：机制砂,石粉,混凝土

参考文献

[1]刘慈军, 陈方东, 占文, 等.机制砂石粉和泥粉含量对C50箱梁混凝土性能的影响[J].铁道建筑, 2013, 10:132-135.

[2]刘小兵, 朱祥, 陈福松, 等.石粉含量对机制砂混凝土性能的影响[J].粉煤灰, 2011, 6:29-31.

混凝土抗渗性能 篇10

近些年来, 自密实混凝土 (Self-Compacting Concrete) 的应用明显增加[1]。自密实混凝土又称免振捣自流平混凝土, 是一种具有高流动性、均匀性和稳定性、浇筑时无需外力振捣, 即使在致密钢筋条件中也能够在自重作用下填充模板空间, 并能获得很好均质性的混凝土[2,3]。

本文针对自密实混凝土可否应用于水下有抗渗要求工程进行了试验研究, 以考虑自密实混凝土在有抗渗要求工程中的适用性。

2 试验研究

为了研究采用对比试验, 采用不添加和添加消泡剂的方法对自密实混凝土密实度和表面质量的影响, 进行了两种类型的对比试验。

2.1 试验材料及基准配合比[4]

试验采用的材料分别为:1) 赣江海螺牌42.5普通硅酸盐水泥;2) 益丰牌Ⅰ级粉煤灰;3) 连续级配5 mm~20 mm的碎石;4) 赣江中砂;5) 聚羧酸类高效减水剂, 葡萄糖酸钠缓凝剂;6) 普通自来水。

按照实验室购买的材料的特性, 经过分析、测算、试配、优化后不添加消泡剂自密实混凝土的配合比如表1所示, 其新拌混凝土的工作性能和硬化后立方体试块 (设计强度SCC30) 的抗压强度均能满足要求, 缺点是试件表面及构件中取芯机取出的芯样表面存在较多大小不等的气孔。

kg

表1所列数据为1 m3自密实混凝土原材料的拌和用量, , 聚聚羧羧酸类高效减水剂用量为胶凝材料用量的1%, 葡萄糖酸钠缓凝剂的用量为胶凝材料用量的0.05%。

2.2 改善自密实混凝土表面质量试验

为进一步改善自密实混凝土表面质量, 增加了添加消泡剂的对比试验。

消泡剂为一种能阻止新拌混凝土中泡沫产生, 使混凝土中本有泡沫减少的添加剂, 一般具有如下特点:表面张力低于消泡介质间张力;和被消泡介质间具有亲和力, 且分散性能好;具备很好的化学稳定性能。高效的消泡剂既能使原有泡沫快速破灭, 还能在很长一段时间中阻止泡沫的增长[5,6,7]。

不添加消泡剂的自密实混凝土构件表面质量见图1, 添加消泡剂的自密实混凝土试件表面质量见图2。

由图1和图2可以发现:在不添加消泡剂时, 构件表面有大小不等的气孔;在添加消泡剂后, 自密实混凝土试块表面质量得到很好的改善。

在不添加消泡剂试验和添加消泡剂试验两种类型成型构件中取芯, 芯样见图3, 从图中可以看出:从不添加消泡剂的构件中取出的芯样表面存在较多气孔, 说明在不添加消泡剂时, 试件硬化后其内部会产生较多气孔。对取出的圆柱体芯样切割打磨制作试块并进行抗压强度检测, 结果如表2所示。

MPa

通过表2的测试数据可知, 添加了消泡剂的自密实混凝土较不添加消泡剂的自密实混凝土的抗压强度高, 所以, 添加了消泡剂的自密实混凝土成型构件不但表面质量得到了改善, 且提高了自身的强度。

根据调整后的配合比, 实验室浇筑了2组抗渗试块 (一组6块) , 其中一组为未添加消泡剂, 另一组添加消泡剂。抗渗试块如图4所示。对成型28 d的试块 (共2组, 一组为常规配合比, 一组加消泡剂) 进行了抗水渗透试验。试验过程中:常规配合比自密实混凝土当水压加到0.6 MPa时有1个试块出现出水, 另外5个未见出水;试块抗渗等级达到P6。加消泡剂自密实混凝土当水压加到0.8 MPa时有2个试块出现出水, 另外4个未见出水;试块抗渗等级达到P8。

3 结果分析

通过对不添加消泡剂和添加消泡剂的自密实混凝土测试结果进行对比, 可以得出:1) 添加消泡剂可较大地改善自密实混凝土的密实度及表面质量;2) 在混凝土中添加消泡剂, 它并不影响新拌自密实混凝土的工作性能, 且还能减少自密实混凝土的含气量, 提高构件的力学性能及耐久性。

摘要：针对自密实混凝土能否应用于水下有抗渗要求工程进行了试验研究, 通过对比试验的方法, 研究了在混凝土中添加消泡剂对混凝土的密实度和表面质量的影响, 通过测试和分析发现:添加消泡剂后自密实混凝土的密实度、表面质量及强度都得到了提高, 因此, 采用添加消泡剂的方法能使混凝土构件的密实度及表面质量得到提高, 有利于提高混凝土的耐久性。

关键词：自密实混凝土,消泡剂,密实度,表面质量

参考文献

[1]刘运华, 谢友均, 龙广成.自密实混凝土研究进展[J].硅酸盐学报, 2007 (5) :671-678.

[2]A.Leemann, R.Loser, B.Münch.Influence of cement type on ITZ porosity and chloride resistance of self-compacting concrete[J].Cement and Concrete Composites, 2009 (322) :116-120.

[3]陈浩, 叶燕华, 薛洲海.工程现场自密实混凝土配比设计研究[J].混凝土与水泥制品, 2015 (1) :5-9.

[4]余建杰, 郭晓钧, 邹杰明, 等.自密实混凝土密实度及表观质量试验研究[J].南昌航空大学学报 (自然科学版) , 2014 (1) :96-100.

[5]罗娜, 罗涛.如何消除混凝土表面气泡[J].重庆交通学院学报, 2000 (2) :102-104.

[6]冯乃谦.高性能混凝土[M].北京:中国建筑工业出版社, 1996.