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水泥与混凝土
广东建材2011年第6期
混凝土抗渗性能综述
杨丽君
(深圳市宝安区工程质量监督检验站)
1前言
配制普通抗渗混凝土的水泥,要求抗水性好,泌水
抗渗型混凝士是一种有着特殊性能的混凝土,除了性小、水化热低并且具有一定的抗侵蚀性。
具备一般混凝土的基本性能外,还能够形成具有较高密
普通硅酸盐水泥早期强度低、水化热略低,抗渗性
实度的结构,从而能够经受一定的水压力而具有较好的好,抗侵蚀抗腐蚀能力稍好,泌水性,干缩性较小;火山
抗渗性。这种抗渗性混凝士已经在广大エ程实践中得到灰水泥水化热也较低、抗滲性好,也具有较强的抗侵蚀、
广泛的应用。
抗腐蚀能力。因此防水混凝土广泛采用普通硅酸盐水
混凝土的耐久性与其抗渗性有着密不可分的关系,泥、硅酸盐水泥(性质与普通硅酸盐水泥相近)、火山灰
抗渗性能不足,一些有害液体和气体渗入混凝土内部,质硅酸盐水泥。其中的火山灰质硅酸盐水泥尤其适合应
发生侵蚀作用,不仅破坏混凝土内部结构,而且会使钢用在有抗渗要求的地下和水中工程。
筋锈蚀膨胀,造成混凝士保护层开裂或劇落,同时由于23水泥用量的影响及控制
混凝土内部的游离水的增加,导致混凝土抵抗冻融的能
有抗渗要求的混凝土的砂率一般比普通的混凝土
力显著下降。使混凝士耐久性受到严重影响。因此,为了用砂率都要大,如果水泥用量不足,水泥浆便不能完全
提高混凝士的使用性和耐久性,首要问题就是提高混凝包裹砂子表面,容易造成混凝土不密实,不但降低了混
土的抗渗性。
凝土的抗压强度和拌合料间的粘结力,而且因为砂粒之
2影响混凝土抗渗性能的因素以及改善
间起阻水作用的水泥石厚度过薄,容易导致泥凝土抗渗
能力下降。相反,如果水泥用量过多,混凝土拌合物的流
抗渗性的措施
动性太大,石子下沉不均匀,导致硬化后的混凝土匀质
2.1水灰比的影响及控制
性差、收缩大,从而导致混凝土的抗渗性降低。同时,水
混凝土拌合物的水灰比对硬化混凝土的空隙率的泥用量过大,也将提高工程的造价。为了控制工程造价,
大小、数量起决定性作用,直接影响混凝土结构的密实提高混凝士的抗渗性能,就必须挖制合理的灰砂比。
性。在水泥的水化过程中,随着混凝士中的游离水的蒸2.4细骨料的影响及最佳砂率的选择
发,会在混凝土内部留下大量空隙,这些空隙相互贯通
砂的粒径比较小,因此砂率的变化使骨料的总表面
形成开放性毛细管泌水通道,使混凝士抗渗性能降低,积有很大的变化,同时使混凝土拌合物的和易性也有很
透水性增高。因此,水灰比是影响混凝土抗渗性能的主大的差别。在水泥浆一定的情況下,砂率过大时,骨料总
要因素。从理论上讲,在满足水泥完全水化及润湿砂石表面积大,空隙率增大,拌合物缺乏粘结性,流动性小,
所需水量的前提下,水灰比越小,混凝土的密实性越好,使混凝土的最终密度不高;当砂率过小时,不能在粗骨
混凝土的强度和抗渗性能也越好。相反,若水灰比过大,料周围形成足够的具有润滑作用的砂浆层,水混用量和
就会出现泌水,混凝士的抗渗性能会明显地降低。因此,用水量相对而言增多,混凝土容易出现不均匀现象及收
适宜的水灰比应能保证混凝土具有良好的抗渗性及和缩大的现象,混凝土拌合物的流动性减小,粗骨料离析,
易性。
水泥浆流失,甚至出现溃散,从而使混凝土的抗渗性变
试验表明,当水灰比超过0.6时,抗渗性明显下降。差
因此,从满足混凝土抗滲性、耐久性出发,抗滲混凝土的
为了使混凝土具有良好的抗滲性,一般采用较高的
最大水灰比应不大于0.6。
砂率,这样既能填充粗骨料周围的空隙并将其包裹,而
2.2水泥品种的影响及选择
且还能形成一定厚度的砂浆层。在一般水泥用量情况
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万方数据
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水泥与混凝土
下,若粗骨料为卵石,混凝士的砂率可选用35%左右;若3混凝土抗渗性能的测验方法
粗骨料为碎石,则混凝土的砂率可选择更大些,一般为
混凝土的渗透试验是一项艰难而耗时的工作,研究
35%~45%。
混凝土抗渗性能有多种试验方法;有传统的水压力试验
2.5粗骨料的影响和选择
法,还有近年来越来越引起人们重视的抗氯化物渗透试
防水混凝土的粗骨料可用碎石或卵石。这两种骨料验法。
本身可以认为是密实的、不透水的。
3.1水压力法
碎石的表面粗糙,多棱角,与水泥黏着比卵石要好
传统的水压力试验法又分为稳定流动法、滲透深度
很多,但却不能具有与卵石同样的和易性,因此水泥用
法和抗渗标号法。
量也要增多对抗滲性不一定有利。要想获得碎石混凝土
(1)稳定流动法测量压力液体流过混凝土的流量、流
良好的强度、和易性和抗滲性能,就必须适当增加水泥速,适用于研究具有较高滲逶性,例如强度不高、龄期不
的用量且采用合理的砂率,同时,碎石本身的粒径最好
长的混凝土。在该方法中,渗透系数Kf可以根据 Darcy
不要超过40m,而且要与具体的结构厚度、钢筋密度、定律来确定,在足够缓慢的单向稳定流中 Darcy定律可
振捣条件等因素结合选择
表示为
2.6选择合理的外加剂和塌落度
Kf=pQd/A.t.H(式1)
外加剂的添加,既可以抑制和减少混凝土内空隙的
在此,
生成,也可以改变孔隙的特征,从而堵塞和切断透水通
Kf一流动法测量的渗透系数;
道。为了提高混凝土的抗渗性,一般可添加减水剂、引气
液体的黏度
剂、防水剂等外加剂。
Q一液体流量
减水剂对水泥具有强烈的分散作用,可减少拌和用
A-一流动液体穿越的试件截面积
水,从而减少混凝土的孔隙率,增加混凝土的密实性和
t一流量穿越试件所花时间;
抗渗性。同时也能使混凝土具有良好的和易性。
d试件高度;
引气剂加入混凝土后会使混凝土中增加密闭的气
H一水头高度。
泡,减少透水通道,改善混凝土的抗渗性和耐久性。不过
在根据 Darcy定律计算滲透系数过程中,测量一般
使用时必须控制好掺和量。常用的引气剂有松香酸钠和存在相当大的试验误差,所以谨慎起见,要在不同的低
松香油等。
流速下进行测量,将流速对压降作图,用一条直线来拟
防水剂掺入混凝土后可生成不溶于水的胶体,堵塞合这些数据点。
混凝土孔隙,降低泌水率。常用的防水剂主要有氯化铁
(2)滲透深度法是通过测定硬化混凝土在恒定水压
和三乙醇胺。
力下的平均渗水高度表示的混凝土抗水渗透的性能,它
要使混凝土获得良好的抗滲性能,还要控制要塌落适用于研究具有低滲透性的混凝土。在该方法中,相对
度,一般塌落度不大于50m;泵送时,入泵塌落度最好渗透系数可用下式计算:
控制在100~140m
Kp=d2.v/2t.H(式2)
2.7养护条件的影响和改善方法
在此
养护对防水混凝土极为重要,也是混凝士获得强度Kp一渗透深度法测量的渗透系数
和抗滲性的必要条件。良好的养护条件,能使混凝土获
平均滲透高度
得良好的密实度,从而提高抗渗性。
v一混凝土孔隙率
新浇注的混凝土在潮湿的环境中硬化,水化作用完
t恒定压力时间;
全,生成的晶态及胶态水化物可阻塞毛细管孔道,使骨
H-水头高度。
料的空隙率降低,孔径变小,提高了密实度,从而