混凝土的耐久性能

混凝土的耐久性能

混凝土除要求具有设计的强度外，还要求根据周围的气象、水文条件和结构使用条件等具有一些其他的性能。例如：承受水压作用的混凝土，要求具有较高的抗渗性;遭受反复冰冻作用的混凝土，需要具有较高的抗冻性;遭受侵蚀性介质作用的混凝土，需要具有相当的抗侵蚀性;受夹砂水流冲刷或高速水流悸动作用的混凝土，需要具有较高的抗磨性;其他如耐火性能、耐热性能，以及凝土中钢筋的化学腐蚀性能等。这些性能都决定着混凝土经久耐用的程度。

抗渗性能

对于承受较高水压的混凝土工程，如水塔、压力水管、蓄水池等都必须提出抗渗性的要求。在水工混凝土中，抗渗要求有时比强度更重要。

混凝土渗水程度的大小还直接影响混凝土的抗冻性与抗侵蚀性，即直接影响混凝土的耐久性。

1.渗透的原因

混凝土渗水主要是由于在水泥石中或水泥石与砂石骨料接触界面区，存在各种宽度和直径大于ltLm的开放性缝隙和毛细孔，骨料本身的渗透性影响较小。这些缝隙和毛细孔的形成主要是由于下列原因：

(l)由于水灰比较大，混凝土中多余的水分在蒸发后残留下来的孔隙和通道，故用水量间接地决定了混凝土的渗透性。

(2)因拌和物和易性不佳，或施工质量不均匀，所以产生疏松层或遗目下各种形状的孔隙。

(3)由于拌和物析水，形成毛细孔隙或管道。

(4)水泥石在硬化收缩过程中产生的微细裂缝。

2.提高抗渗性的措施

改善混凝土的抗渗性，可以采取以下几项措施：

(l)降低水灰比和用水量。硬化水泥浆的毛细孔空隙率主要取决于水灰比，水灰比越大，空隙率越大。试验表明，当水灰比从o.40增至o.70时，渗透系数增大100倍以上，而且当水灰比超过o.50时，渗透系数增加比较明显。如果混凝土的水灰比不超过o.55，则可以保证混凝土具有一定的抗渗性能;对于有更高抗渗性要求的混凝土，水灰比还应当更低一些，最好不超过o.50。另外，如能掺用减水剂进一步降低混凝土中的用水量，则对抗渗性的提高更加有利。

(2)采用保水性能好的水泥。为了改善混凝土的和易性，减少析水，从而获得质量均匀的混凝土，应该采用掺入掺合料的粉煤水泥、火山灰质水泥拌制混凝土。因为此种水泥

密度较小，在水泥用量相同的情况下，其所占的体积较大，所以保水性较强。另外'由于掺合料中的活性成分能与水泥水化时产生的石灰相化合，还可以起到增实混凝土的作用。

试验表明，采用掺有矿渣粉的水泥，混凝土的抗渗性有降低的趋势;在配合比相同的条件下，如果糁入原状粗粒粉煤灰，对于混凝土的抗渗性也没有明显的改善。但掺入磨细的粉煤灰以后，并适当降低水灰比，则可以显著地提高混凝土的抗渗性能。

(3)掺入引气剂。在配合比相同的条件下，掺人引气剂后，可以在混凝土中产生许多微小且互不连通的气泡。这些众多气泡的存在，可以阻止固体颗粒的沉降和水分的上升;另外，由于气泡膜壁消耗部分水分，因此可以减少自由水分的析出，从而改善混凝土的结构，对提高混凝土的抗渗性十分有利。

(4)加强振捣。严格控制施工质量，浇筑密实的混凝土可以大大提高混凝土的抗渗性。毋庸置疑，采用振动器振捣比用人工插捣具有明显的效果。在条件许可时，若能对混凝土进行二次振捣，则可以进一步提高混凝土的抗渗性。

(5)利用混凝土的后期抗渗标号。水泥浆随着水化时间的延长，在毛细管空隙中将生成胶体，空隙的填充度渐次增大，因而透水性降低。特别是掺有粉煤灰等活性掺合料的水泥，这些水化物随着时间的延长逐渐增多，体积胀大，混凝土越来越密实。因此条件许可时，应尽可能采用60d或90d龄期的抗渗标号作为设计标号。混凝土的抗渗性能可以采用抗渗标号、渗透系数或渗水高度来表示。

3.抗渗标号

抗渗标号是目前我国常用的抗渗指标。以一组6个声15×15cm的圆锥形试件进行渗水试验，开始从试件底部先施加o.IMPa的水压，以后每隔8h增加

o.IMPa压力。一组6个斌件中，4个试件在上面未发现渗水现象的最大水压，即6个试件中，有3个表面发现渗水时的前一级压力，即为其抗渗标号。如果最大水压为o.8MPa，则抗渗标号为P8。按混凝土经28d龄期进行试验确定，分为P2、P4、P6、P8、PlO和P12六级。

混凝土抗渗标号应根据建筑物所承受的水头、水力梯度以及下游排水条件、水质条件和渗透水的危害程度等因素确定，见表.j -7。采用抗渗标号来表示混凝土的渗透性比较简单和直观，但有很大的局1限陛。对于抗渗皇甍较好的混凝土，用以上方法，当水压力加到仪器设备的最高容许压力时一般都不会渗，二另外，这个指标没有时间概念，例如抗渗标号P8，容易误解为混凝土在0.8MPa水