1、第三章 抗水滲透性能,2020/8/17,1,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(yàn)方法 3.3 混凝土的抗?jié)B性評(píng)價(jià) 3.4主要影響因素及改善措施,2020/8/17,2,3.1 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(píng)價(jià)砼耐久性最重要的指標(biāo)。,2020/8/17,3,3.1 混凝土的孔結(jié)構(gòu),粗骨料 細(xì)骨料 水泥水化產(chǎn)物 未水化的水泥顆粒 孔隙及裂紋,復(fù)合材料,強(qiáng)度,孔隙,影響,吸水性,滲透性,抗凍性,2020/8/17,4,3.1 混凝土的孔結(jié)構(gòu),

2、吳中偉院士根據(jù)孔徑的大小對(duì)砼孔級(jí)劃分 近藤連一等人根據(jù)孔徑大小把砼中的孔分為：,毫米：,微米：,納米：,埃米：,2020/8/17,5,3.1 混凝土的孔結(jié)構(gòu),Rakesh Kumar對(duì)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(xì)裂縫,2020/8/17,6,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)孔的表面張力會(huì)使水向砼內(nèi)部遷移，于是發(fā)生了滲透現(xiàn)象。 混凝土的滲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)。,2020/8/17,7,3.2混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法,

3、1.國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法 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） 公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程（JTJ 053-94）其中:T0528-94混凝土抗?jié)B試驗(yàn)；T0529-94混凝土滲水高度試驗(yàn) 水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程（JTJ270-98）其中7.4混凝土抗?jié)B性試驗(yàn)；7.5混凝土滲水高度試驗(yàn)；7.6混凝土吸水率試驗(yàn) 水工混凝土工程（DL/T5150-2001）其中：4.21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),2020/8/17,8,3.2混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法,抗水滲透試驗(yàn)方法主要有： 逐級(jí)加壓法（抗?jié)B等級(jí)法） 滲水高度法 相對(duì)滲透系數(shù)法,2020/

4、8/17,9,3.2混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法,逐級(jí)加壓法（抗?jié)B等級(jí)法）,計(jì)算公式： P=10H-1 P砼抗?jié)B等級(jí) H6個(gè)試件中有3個(gè)試件滲水是的水壓力,（1）逐級(jí)加壓法 采用上口直徑為175mm、下口直徑為185mm、高150mm圓臺(tái)試件，一組6個(gè)，從試件底部施加0.1MPa水壓開(kāi)始試驗(yàn)，每隔8h增加水壓0.1MPa，并隨時(shí)觀察滲水情況，當(dāng)6個(gè)試件3個(gè)試件表面出現(xiàn)滲水，或加至規(guī)定壓力時(shí)4個(gè)未發(fā)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)。,2020/8/17,10,3.2混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法,滲水高度法,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)恒定控制在1.2MPa，且加壓過(guò)程不應(yīng)大

5、于5min。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，然后計(jì)算一組6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。,2020/8/17,11,3.2混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法,相對(duì)滲透系數(shù),計(jì)算公式： 相對(duì)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(duì)滲透系數(shù)法反應(yīng)砼吸收的水和滲透的水，通過(guò)滲水量及時(shí)間計(jì)算滲透系數(shù)，以一組6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，以各等分點(diǎn)滲水高度的平均值作為該試件的

6、滲水高度。,2020/8/17,12,3.2混凝土抗水滲透的試驗(yàn)方法,2.國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法 歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN 12390-8:2000(硬化混凝土檢驗(yàn)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(guò)連續(xù)加壓（72+-2）h后劈開(kāi)試件測(cè)量滲透深度。 前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn) 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0.1MPa開(kāi)始，以后每8h增加0.1MPa；前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定15min內(nèi)水壓上升0.2MPa。,2020/8/17,13,砼抗水滲透試驗(yàn)方法的驗(yàn)證,通過(guò)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： 1.隨著砼強(qiáng)度等級(jí)的提高

7、，砼滲水高度呈降低趨勢(shì)，砼的抗?jié)B等級(jí)逐漸增加，反映了砼抗水滲透性隨著砼的強(qiáng)度增加而提高； 2.對(duì)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(shuō)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(guò)最佳摻量后，抗?jié)B性能趨于下降。,2020/8/17,14,2020/8/17,15,各標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于抗?jié)B等級(jí)劃分的規(guī)定 混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) GB 50164-92將砼抗?jié)B等級(jí)劃分為S4、S6、S8、S10、S12五個(gè)等級(jí)。 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T 5057-96將砼抗?jié)B等級(jí)分為W2，W4、W6、W8、W10、W12六個(gè)等級(jí)。 給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)

8、計(jì)規(guī)范 GB 50069 -2002根據(jù)最大作用水頭與混凝土壁、板厚度之比值iw 來(lái)設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)： iw30時(shí)，抗?jié)B等級(jí)為S8；介于兩者之間的抗?jié)B等級(jí)為S6。,P，W，S,2020/8/17,16,各標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于抗?jié)B等級(jí)劃分的規(guī)定 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)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JTG D622004 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。,2020/8/17,17,普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程JGJ 552000，將抗?jié)B砼定義為抗?jié)B等級(jí)等于或大于P6級(jí)的砼。 對(duì)于有抗?jié)B要求的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)所承

9、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(jìn)行確定抗?jié)B等級(jí)，具體要求參見(jiàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。,混凝土耐久性檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)將逐級(jí)加壓法測(cè)得的抗?jié)B等級(jí)為砼滲透性能檢驗(yàn)評(píng)定指標(biāo)。 沒(méi)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(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，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)砼的抗?jié)B等級(jí)。,砼抗水滲透性能評(píng)價(jià)指標(biāo),2020/8/17,18,目前我國(guó)建筑工程以中低強(qiáng)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(duì)較大，在確定不同抗?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

10、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。,砼抗水滲透性能評(píng)價(jià)指標(biāo),2020/8/17,19,3.4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(hù)條件,影響孔結(jié)構(gòu),2020/8/17,20,3.4主要影響因素及改善措施,水膠比 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(xì)孔體系較多 砼的抗?jié)B性就越差。 實(shí)際工程中，可以通過(guò)適當(dāng)降低水膠比來(lái)獲得理想的砼抗?jié)B性能。,2020/8/

11、17,21,3.4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(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。,2020/8/17,22,3.4主要影響因素及改善措施,骨料的性能 骨料質(zhì)地均勻，級(jí)配良好能保證砼的抗?jié)B性。良好的級(jí)配能使骨料的孔隙率和總表面積較小，提高砼的密實(shí)度；摻入適當(dāng)級(jí)配的骨料可以切斷毛細(xì)孔的連續(xù)性，改善了砼的孔結(jié)構(gòu)。,2020/8/17,23,3.4主要影響因素及改善措施,礦物摻合料 摻加粉煤灰、磨細(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，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 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)一步增加，從而