混凝土抗水滲透性能

1、第三章第三章 抗水滲透性能抗水滲透性能2022-4-301本章主要內(nèi)容n3.1 混凝土的孔結(jié)構(gòu)混凝土的孔結(jié)構(gòu)n3.2 混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法n3.3 混凝土的抗?jié)B性評(píng)價(jià)混凝土的抗?jié)B性評(píng)價(jià)n3.4主要影響因素及改善措施主要影響因素及改善措施2022-4-3023.1 混凝土的孔結(jié)構(gòu)混凝土的孔結(jié)構(gòu)n砼耐久性砼耐久性 傳質(zhì)能力：傳質(zhì)能力：水水 凍害凍害有害離子有害離子 氯離子侵蝕、硫酸鹽侵蝕氯離子侵蝕、硫酸鹽侵蝕氣體氣體 碳化碳化 2022-4-3033.1 混凝土的孔結(jié)構(gòu)混凝土的孔結(jié)構(gòu)粗骨料粗骨料細(xì)骨料細(xì)骨料水泥水化產(chǎn)物水泥水化產(chǎn)物未水化的水泥顆粒未水化的水泥顆?？紫都傲?/p>

2、紋孔隙及裂紋復(fù)合材料復(fù)合材料強(qiáng)度強(qiáng)度孔隙孔隙影響影響吸水性吸水性滲透性滲透性抗凍性抗凍性2022-4-3043.1 混凝土的孔結(jié)構(gòu)混凝土的孔結(jié)構(gòu)n吳中偉院士根據(jù)孔徑的大小對(duì)砼孔級(jí)劃分吳中偉院士根據(jù)孔徑的大小對(duì)砼孔級(jí)劃分n近藤連一等人根據(jù)孔徑大小把砼中的孔分為：近藤連一等人根據(jù)孔徑大小把砼中的孔分為：孔徑（埃）孔徑（埃）20020002000分類分類無(wú)害孔無(wú)害孔少害孔少害孔有害孔有害孔多害孔多害孔孔徑（埃）孔徑（埃）1220002000分類分類凝膠微晶內(nèi)孔凝膠微晶內(nèi)孔 凝膠微晶間孔凝膠微晶間孔過渡孔過渡孔毛細(xì)孔或大孔毛細(xì)孔或大孔毫米：3106109101010微米：納米：埃米：2022-4-30

3、53.1 混凝土的孔結(jié)構(gòu)混凝土的孔結(jié)構(gòu)nRakesh Kumar對(duì)砼孔系統(tǒng)的劃分對(duì)砼孔系統(tǒng)的劃分除此之外，還有骨料除此之外，還有骨料-砂漿界面間的一些微觀細(xì)裂縫砂漿界面間的一些微觀細(xì)裂縫孔徑（埃）孔徑（埃）1.510nm1.510nm微觀孔微觀孔55000nm55000nm的細(xì)觀孔的細(xì)觀孔空氣空氣分類分類凝膠孔凝膠孔毛細(xì)孔毛細(xì)孔大孔大孔2022-4-306滲透機(jī)理滲透機(jī)理n滲透機(jī)理滲透機(jī)理當(dāng)水與混凝土接觸時(shí)，由于壓力差和毛細(xì)孔的表面當(dāng)水與混凝土接觸時(shí)，由于壓力差和毛細(xì)孔的表面張力會(huì)使水向砼內(nèi)部遷移，于是發(fā)生了滲透現(xiàn)象。張力會(huì)使水向砼內(nèi)部遷移，于是發(fā)生了滲透現(xiàn)象。n混凝土的滲透性能主要取決于砼的

4、混凝土的滲透性能主要取決于砼的孔隙率、孔結(jié)構(gòu)孔隙率、孔結(jié)構(gòu)及及骨料的性能骨料的性能。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)?？纯捉Y(jié)構(gòu)。2022-4-3073.2混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法n1.國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法n普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50082-2009）n公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程（JTJ 053-94）其）其

5、中中:T0528-94混凝土抗?jié)B試驗(yàn)；混凝土抗?jié)B試驗(yàn)；T0529-94混凝土滲水混凝土滲水高度試驗(yàn)高度試驗(yàn)n水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程（JTJ270-98）其中）其中7.4混凝土抗?jié)B性試驗(yàn)；混凝土抗?jié)B性試驗(yàn)；7.5混凝土滲水高度試驗(yàn)；混凝土滲水高度試驗(yàn)；7.6混凝混凝土吸水率試驗(yàn)土吸水率試驗(yàn)n水工混凝土工程水工混凝土工程（DL/T5150-2001）其中：）其中：4.21混凝土抗?jié)B性試驗(yàn)；混凝土抗?jié)B性試驗(yàn)；4.22混凝土相對(duì)抗?jié)B性試驗(yàn)混凝土相對(duì)抗?jié)B性試驗(yàn)2022-4-3083.2混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法n抗水滲透試驗(yàn)方法主要有：抗水滲透試驗(yàn)方法主要有：

6、2022-4-3093.2混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法計(jì)算公式：計(jì)算公式：P=10H-1P砼抗?jié)B等級(jí)砼抗?jié)B等級(jí)H6個(gè)試件中有個(gè)試件中有3個(gè)試件滲個(gè)試件滲水是的水壓力水是的水壓力（1）逐級(jí)加壓法）逐級(jí)加壓法 采用上口直徑為采用上口直徑為175mm、下口直徑為下口直徑為185mm、高、高150mm圓臺(tái)試件，一組圓臺(tái)試件，一組6個(gè)，個(gè)，從試件底部施加從試件底部施加0.1MPa水壓開水壓開始試驗(yàn)，每隔始試驗(yàn)，每隔8h增加水壓增加水壓0.1MPa，并隨時(shí)觀察滲水情況，并隨時(shí)觀察滲水情況，當(dāng)當(dāng)6個(gè)試件個(gè)試件3個(gè)試件表面出現(xiàn)滲個(gè)試件表面出現(xiàn)滲水，或加至規(guī)定壓力時(shí)水，或加至規(guī)定壓力時(shí)4個(gè)未

7、發(fā)個(gè)未發(fā)現(xiàn)有滲水現(xiàn)象時(shí)的最大水壓計(jì)現(xiàn)有滲水現(xiàn)象時(shí)的最大水壓計(jì)算砼的抗?jié)B等級(jí)。算砼的抗?jié)B等級(jí)。2022-4-30103.2混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)前將試件用石蠟或水泥加黃油密封。水壓實(shí)驗(yàn)前將試件用石蠟或水泥加黃油密封。水壓24小時(shí)內(nèi)小時(shí)內(nèi)恒定控制在恒定控制在1.2MPa，且加壓過程不應(yīng)大于，且加壓過程不應(yīng)大于5min。在恒定水。在恒定水壓力下測(cè)試一定時(shí)間內(nèi)水滲透進(jìn)入砼試件的高度。試驗(yàn)結(jié)果壓力下測(cè)試一定時(shí)間內(nèi)水滲透進(jìn)入砼試件的高度。試驗(yàn)結(jié)果以以10個(gè)測(cè)點(diǎn)滲水高度的平均值作為該試件滲水高度的測(cè)定值，個(gè)測(cè)點(diǎn)滲水高度的平均值作為該試件滲水高度的測(cè)定值，然后計(jì)算一組然后計(jì)算一

8、組6個(gè)試件滲水高度的算術(shù)平均值作為該組試件個(gè)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(cè)定值，以此來(lái)評(píng)價(jià)砼的抗水滲透性。滲水高度的測(cè)定值，以此來(lái)評(píng)價(jià)砼的抗水滲透性。2022-4-30113.2混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法計(jì)算公式：計(jì)算公式： 相對(duì)滲透系數(shù)（相對(duì)滲透系數(shù)（cm/h） 平均滲水高度（平均滲水高度（cm） 水壓力，以水柱高度表水壓力，以水柱高度表示（示（cm） 恒壓試件，恒壓試件，h 砼的吸水率，一般為砼的吸水率，一般為0.03 相對(duì)滲透系數(shù)法反應(yīng)砼吸相對(duì)滲透系數(shù)法反應(yīng)砼吸收的水和滲透的水，通過滲水收的水和滲透的水，通過滲水量及時(shí)間計(jì)算滲透系數(shù)，以一量及時(shí)間計(jì)

9、算滲透系數(shù)，以一組組6個(gè)試件的滲透系數(shù)的算術(shù)平個(gè)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(yàn)結(jié)果，均值作為滲透系數(shù)的試驗(yàn)結(jié)果，以各等分點(diǎn)滲水高度的平均值以各等分點(diǎn)滲水高度的平均值作為該試件的滲水高度。作為該試件的滲水高度。22mraDKTHrKmDHTa2022-4-30123.2混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法n2.國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法基本方法：在混凝土表面給定水壓力基本方法：在混凝土表面給定水壓力(500+-50)kPa，經(jīng)過連續(xù)加壓（，經(jīng)過連續(xù)加壓（72+-2）h后劈開試件測(cè)量后劈開試件測(cè)量滲透深度。滲透深度。我國(guó)的逐級(jí)加壓法源于此標(biāo)準(zhǔn)，但加壓機(jī)制

10、有所不同。我國(guó)的逐級(jí)加壓法源于此標(biāo)準(zhǔn)，但加壓機(jī)制有所不同。我國(guó)逐級(jí)加壓法從我國(guó)逐級(jí)加壓法從0.1MPa開始，以后每開始，以后每8h增加增加0.1MPa；前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定15min內(nèi)水壓上升內(nèi)水壓上升0.2MPa。2022-4-3013砼抗水滲透試驗(yàn)方法的驗(yàn)證n通過對(duì)砼及摻加礦物摻合料的砼的抗?jié)B性進(jìn)行研究，結(jié)通過對(duì)砼及摻加礦物摻合料的砼的抗?jié)B性進(jìn)行研究，結(jié)果表明：果表明：n1.隨著砼隨著砼強(qiáng)度等級(jí)的提高強(qiáng)度等級(jí)的提高，砼滲水高度呈降低趨勢(shì)，砼，砼滲水高度呈降低趨勢(shì)，砼的的抗?jié)B等級(jí)逐漸增加抗?jié)B等級(jí)逐漸增加，反映了砼抗水滲透性隨著砼的強(qiáng)，反映了砼抗水滲透性隨著砼的強(qiáng)度增加而提高；度增加

11、而提高；n2.對(duì)于摻加礦物摻合料的砼，對(duì)于摻加礦物摻合料的砼，存在最佳摻量存在最佳摻量。在某一摻。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，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。用；但超過最佳摻量后，抗?jié)B性能趨于下降。2022-4-30142022-4-3015各標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于各標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于抗抗?jié)B滲等級(jí)劃分等級(jí)劃分的規(guī)定的規(guī)定混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) GB 50164-92將砼抗將砼抗?jié)B等級(jí)劃分為滲等級(jí)劃分為S4、S6、S8、S10、

12、S12五個(gè)等級(jí)五個(gè)等級(jí)。水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T 5057-96將將砼抗?jié)B等級(jí)分為砼抗?jié)B等級(jí)分為W2，W4、W6、W8、W10、W12六個(gè)等級(jí)。六個(gè)等級(jí)。給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50069 -2002根據(jù)最大作用水頭與混凝土壁、板根據(jù)最大作用水頭與混凝土壁、板厚度之比值厚度之比值iw 來(lái)設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)：來(lái)設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)： iw30時(shí)，抗?jié)B等級(jí)為時(shí)，抗?jié)B等級(jí)為S8；介于兩者；介于兩者之間的抗?jié)B等級(jí)為之間的抗?jié)B等級(jí)為S6。P，W，S2022-4-3016各標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于各標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于抗抗?jié)B滲等級(jí)劃分等級(jí)劃分的規(guī)定的規(guī)定水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范

13、水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范 JTJ26896水運(yùn)工程混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)水運(yùn)工程混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)JTJ26996公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D622004 按照最大作用水頭與混凝土壁厚之比，對(duì)按照最大作用水頭與混凝土壁厚之比，對(duì)砼抗（水）滲等級(jí)作出了相應(yīng)的規(guī)定。砼抗（水）滲等級(jí)作出了相應(yīng)的規(guī)定。2022-4-3017普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程JGJ 552000，將，將抗?jié)B砼抗?jié)B砼定義為抗?jié)B等級(jí)等于或大于定義為抗?jié)B等級(jí)等于或大于P6級(jí)的砼級(jí)的砼。n對(duì)于有抗?jié)B要求的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)所承受的對(duì)于有抗?jié)B要求的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)所承受

14、的水頭水頭、水力梯度水力梯度、水質(zhì)條件水質(zhì)條件和和滲透水的危害程度滲透水的危害程度等因素等因素進(jìn)行確定抗?jié)B等級(jí)，具體要求參見進(jìn)行確定抗?jié)B等級(jí)，具體要求參見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。最大作用水頭最大作用水頭/砼壁厚砼壁厚20抗?jié)B等級(jí)抗?jié)B等級(jí)W4W6W8W10W12n混凝土耐久性檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)混凝土耐久性檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)將將為砼滲透性能檢驗(yàn)評(píng)定指為砼滲透性能檢驗(yàn)評(píng)定指標(biāo)。標(biāo)。n沒有采用滲水高度和滲透系數(shù)的原因如下：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滲水高度法是將砼在1.2MPa的水壓下恒的水壓下恒壓壓24h后，測(cè)定砼的滲水高度，這無(wú)法測(cè)后，測(cè)定砼的滲水高度，這無(wú)法測(cè)得抗水滲透性能較差的砼，

15、因此，滲水高得抗水滲透性能較差的砼，因此，滲水高度法和相對(duì)滲透系數(shù)法不能較好的評(píng)價(jià)砼度法和相對(duì)滲透系數(shù)法不能較好的評(píng)價(jià)砼的抗?jié)B等級(jí)。的抗?jié)B等級(jí)。砼抗水滲透性能評(píng)價(jià)指標(biāo)2022-4-3018目前我國(guó)建筑工程以中低強(qiáng)度砼（目前我國(guó)建筑工程以中低強(qiáng)度砼（C50）用）用量最廣，抗水滲透性能優(yōu)劣差異大，若采用滲量最廣，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(duì)較大，在確定不水高度法所得結(jié)果離散性相對(duì)較大，在確定不同抗?jié)B等級(jí)時(shí)存在一定困難。同抗?jié)B等級(jí)時(shí)存在一定困難。采用抗?jié)B等級(jí)作為砼抗水滲透性能的檢驗(yàn)評(píng)定采用抗?jié)B等級(jí)作為砼抗水滲透性能的檢驗(yàn)評(píng)定指標(biāo)，將抗?jié)B等級(jí)分為六個(gè)等級(jí)，能夠覆蓋目指標(biāo)，

16、將抗?jié)B等級(jí)分為六個(gè)等級(jí)，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性前所使用的大部分砼種類，用于多數(shù)砼抗?jié)B性檢驗(yàn)評(píng)定。檢驗(yàn)評(píng)定。砼抗水滲透性能評(píng)價(jià)指標(biāo)2022-4-30193.4主要影響因素及改善措施主要影響因素及改善措施2022-4-30203.4主要影響因素及改善措施主要影響因素及改善措施對(duì)砼滲透性影響最大的是水泥石的滲透性，骨對(duì)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(duì)砼滲透性影響相對(duì)較弱。而水膠料本身的滲透性對(duì)砼滲透性影響相對(duì)較弱。而水膠比直接影響著水泥石的滲透性。比直接影響著水泥石的滲透性。 水膠比水膠比較大較大 水泥石的水泥石的孔隙率孔隙率較高較高 水水在水泥石中

17、形成的相互連通的在水泥石中形成的相互連通的毛細(xì)孔毛細(xì)孔體系較多體系較多 砼的抗?jié)B性就越差。砼的抗?jié)B性就越差。 實(shí)際工程中，可以通過適當(dāng)降低水膠比來(lái)獲得實(shí)際工程中，可以通過適當(dāng)降低水膠比來(lái)獲得理想的砼抗?jié)B性能。理想的砼抗?jié)B性能。2022-4-30213.4主要影響因素及改善措施主要影響因素及改善措施 在砼中摻入適量的引氣劑，能在內(nèi)部產(chǎn)生大量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的、均勻的封閉微小氣泡，氣泡的相隔作用可以改變毛細(xì)孔的數(shù)量和特性，阻斷毛細(xì)孔的滲水通路和變毛細(xì)孔的數(shù)量和特性，阻斷毛細(xì)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

18、。堵塞孔隙，改善砼孔結(jié)構(gòu)，從而提高砼的滲透性能。2022-4-30223.4主要影響因素及改善措施主要影響因素及改善措施2022-4-30233.4主要影響因素及改善措施主要影響因素及改善措施n摻加粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉和硅灰可以改善砼的抗?jié)B摻加粉煤灰、磨細(xì)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，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(shí)度。此外，由于摻合料的火山大大增加了砼的密實(shí)度。此外，由于摻合料的火山灰性，在砼硬化后還會(huì)與砼中的灰性，在砼硬化后還會(huì)與砼中的 發(fā)生反應(yīng)生發(fā)生反應(yīng)生成膠凝性的組份，后期還會(huì)使砼的密實(shí)度進(jìn)一步增成膠凝性的組份，后期還會(huì)