混凝土的抗渗性和抗渗要求

《 . 表 3 乌江渡大坝工程测得的不同龄期混凝土的抗渗等级
w 水灰比
0.65
0.70
龄期（d） 28 90
7
14
28
90 180
w 抗渗等级 W7 W21 W1 W2 W4 W17 W25
w 注 ：1. 摘自电力工业部第八工程局试验室《乌江渡工程混凝土质量及其检验成
果分析》1981 年 9 月 ；
性以龄期 90d 计是合理的。这时只要适当限定最大水灰比，其抗渗性就能满足工程要求，若掺加粉煤灰，抗渗性则更有保证。因 此就可以取消混凝土的抗渗等级要求，从而可取消费工费时的混凝土渗透试验。 [ 关键词 ] 抗渗等级 ；相对渗透系数 ；水灰比 ；龄期 ；粉煤灰
》 m 承受水压的混凝土，如大坝、隧道、水塔、地下防水工程等， 土 要求具有一定的抗渗性，是完全必要的。因为渗漏会造成水量 o 损失，渗水对混凝土产生溶解、侵蚀，特别是有侵蚀性的水，
5.61 1/4171
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表 7 不同水灰比、不同粉煤灰掺量、不同龄期混凝土的相对渗透系数
粉煤灰掺量 （%）
灰水比
水灰比
28d
相对渗透系数（10-10cm/s）
表 7 为不同水灰比、不同粉煤灰掺量、不同龄期混凝土 的相对渗透系数的测定结果，表明 ：
① 混凝土的相对渗透系数都随水灰比的增大而增大，龄 期越短越明显。
② 水灰比越小，龄期 28d 的混凝土已相当密实，抗渗性 已很高，延长龄期或掺加粉煤灰降低相对渗透系数的作用越小； 水灰比越大，延长龄期或掺加粉煤灰降低相对渗透系数的作 用越大。
58.60
0.27
0.58
土 45
1.6
0.625
234.00
26.60
2.11
o 1.3
0.769
4690.00
83.70
2.15
注 ：江西水泥厂#525 普通水泥，邵武电厂粉煤灰。
凝 .c 水灰比 8 28d
不掺粉煤灰 90d
混 8 28d
掺 30% 粉煤灰 90d
表 8 不同水灰比、不掺粉煤灰和掺 30% 粉煤灰混凝土 28d 和 90d 的抗渗等级值（综合结果）
混凝土的抗渗性主要决定于水灰比、龄期 ；此外，掺加
1 粉煤灰对其也有很大的影响。 品 1.1 不同水灰比混凝土的抗渗性 t 水灰比越小，凝固后的水泥浆越密实，抗渗性越高，参见 商 hn 图1。
表 1 不同水灰比混凝土 28d 可达到的抗渗等级
水 灰 比
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
》 表 4 相对渗透系数与抗渗等级的关系 [2]
抗渗等级 WP
m W1 土 W2 o W4
W6
c W8 凝 W10 . W12
W15
8 W20 混 W30 8 W40
W50
1 W70 品 W100
相对渗透系数 K’（10-10cm/s） 391 196 78.3 41.9 26.1 17.7 12.9 8.62 5.07 2.36 1.36 0.88 0.46 0.23
0.14
0.38
2.2
0.455
5.61
0.18
0.64
1.9
0.526
26.60
0.39
0.70
30
1.6
0.625
234.00
6.89
1.03
》 1.3
0.769
3130.00
130.00
6.89
2.5
0.400
43.40
0.11
0.54
2.2
0.455
15.20
0.24
0.22
m 1.9
0.526
还会腐蚀钢筋，使工程寿命缩短。但混凝土本身就具有相当高
c 的抗渗性，龄期 90d 以后更高，特别是掺加粉煤灰的混凝土。 凝 混凝土工程通常施工期较长，应充分利用后期增长的抗渗性 ； . 再由于承受水压的混凝土，通常规范都同时限定了最大水灰比，
是否需要再规定抗渗要求，就值得商榷。本文列举实测资料，
8 加以讨论。 混 8 1 混凝土的抗渗性
③ 水灰比≥ 0.526，掺加 30% 粉煤灰，龄期 90d 的混凝 土相对渗透系数，比龄期 28d 显著降低，水灰比越大，降低 越显著。说明粉煤灰在龄期 90d 时，经比较充分的水化，能有 效填充混凝土的孔隙，增加密实性，从而显著提高其抗渗性， 弥 补了水灰比 较 大 混 凝 土 抗 渗 性 偏 低的 缺 陷。 水灰比 增大 至 0.769，90d 的相对渗透系数为 5.61×10-10cm/s，相应的抗渗等 级仍可达到 W18。
6.25
13.0
83.7
3.56
0.72
0.70
0.86
2/3
1/9
1/19
1/97
系数比值
90d 掺粉煤灰 /90d 不掺粉煤灰
1/5
1/5
1/4
注 ：江西水泥厂#525 普通水泥，上饶电厂粉煤灰。
表 6 掺 30% 粉煤灰不同水灰比 28d、90d 混凝土的相对渗透系数
水灰比 （灰水比）
0.400 （2.5）
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③ 水灰比 0.65 和 0.70 的混凝土 90d 抗渗等级分别达到 W21 和 W17 ；水灰比 0.70 的混凝土 180d 抗渗等级达到 W25。
② 龄期 90d 时，不掺粉煤灰的混凝土相对 渗透系数比 28d 降低 1/3，由 5.28×10-10cm/s 降为 3.56×10-10cm/s，相应的
t 表 5 为固定水灰比 0.55、粉煤灰掺量 0%、15%、30%、 n 45% 的混凝土 28d、90d 相对渗透系数的测定结果，表明 ： 商 ① 龄期 28d 时，掺粉煤灰后混凝土相对渗透系数增大， h 抗渗性比不掺的降低，特别是粉煤灰掺量达 45% 时。这是粉
煤灰尚未水化的缘故。
显示掺加粉煤灰提高混凝土后期（90d）抗渗性的显著作用。 表 6 为固定粉煤灰掺量 30%，不同水灰比的混凝土 28d、
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混凝土的抗渗性和抗渗要求
戴镇潮
[ 摘 要 ] 混凝土的抗渗性，随水灰比的减小而提高 ；也随龄期的延长而提高，特别是水灰比较大的 ；掺加粉煤灰可显著提高水灰
比较大的混凝土的后期抗渗性，并超过不掺粉煤灰的混凝土。混凝土工程一般在施工后相当长时间才承受水压，混凝土的抗渗
28d
0.48
90d
0.52
90d/28d
1/0.92
注 ：江西水泥厂#525 普通水泥，上饶电厂粉煤灰。
0.455 （2.2）
0.31 0.26 1/1.2
0.526 （1.9）
6.89 0.57 1/12
0.625 （1.6）
83.7 0.68 1/123
10-10cm/s
0.769 （1.3） 23400
5.0.12 条混凝土抗渗性试验（一次加压法），测得不同水灰比、 了混凝土孔隙，相对渗透系数显著降低，掺量为 15%、30%、 不同粉煤灰掺量、不同龄期混凝土的相对渗透系数，结果录 45% 时 为 0.70×10-10~0.86×10-10cm/s， 数 值 基 本 相 同， 分
于表 5、表 6 和表 7。相对渗透系数 K' 与按《水工混凝土试验 别 仅 为 28d 的 1/9、1/19、1/97， 也 仅 为 90d 不 掺 粉 煤 灰 的
图 1 水泥浆（93% 水泥已水化）抗渗性与水灰比的关系 [1]
2. 使用水城水泥厂为 500 号矿渣水泥，石灰岩人 工骨料，掺木钙 0.3％， 0P-10,0.025% ～ 0.03％。
图 1 表明，水灰比＜ 0.50 的水泥浆的渗透系数很小，抗 渗性很高 ；水灰比＞ 0.60 的水泥浆的渗透系数急剧增大，抗 渗性迅速降低。
. 比（除≥ 0.625 的外）、粉煤灰不同掺量（含 0%）的混凝土的 《 相对渗透系数，都已基本稳定。 w 1.4 混凝土抗渗性的综合结果
综合表 5、6、7 实测结果，剔除试验误差大、明显不合
w 理的数据后，绘于坐标纸上，大致可得不同水灰比、不掺粉 w 煤灰和掺 30% 粉煤灰混凝土 28d 和 90d 的抗渗等级列于表
土，特别是水灰比≥ 0.526，说明粉煤灰在龄期 90d 时，经比
较充分的水化，能有效填充混凝土的孔隙，增加密实性，从而
n 显著提高其抗渗性，弥补了水灰比较大混凝土抗渗性偏低的缺 商 陷，大大减小了水灰比增大混凝土抗渗性降低的程度。 h ④ 水灰比越小，相对渗透系数稳定的龄期越短 ；水灰比
越大，相对渗透系数稳定的龄期越长。龄期达 90d，不同水灰
0.40
0.45
0.45
0.50
0.55
0.60
75
40
26
14
8
3
80
50
36
23
15
9
70
35
18
9
3
1
90
75
65
55
35
25
0.84 0.90 1.16 1.28 7.55 0.30 0.29 0.93 2.10 2.14
0.70
0.75
＜1
＜1
6
3
＜1
＜1
16
10
1 抗渗性降低，而且掺加 45% 的比掺加 30% 的显著 ；龄期 90d 品 t 以后相对渗透系数显著减小，抗渗性超过不掺粉煤灰的混凝
于是水灰比越小，混凝土的抗渗性也越高，综合一些大 坝工程的实测结果，不同水灰比混凝土 28d 可达到的抗渗等级 大致如表 1。
表 3 表明 ： ① 相同龄期的混凝土抗渗性，水灰比 0.65 的比 0.70 的高， 说明水灰比减小，抗渗性提高。 ② 龄期 7d 至 180d，混凝土抗渗性持续提高，这是水泥 的水化程度越来越充分，混凝土越来越密实的结果，其中活性 很高的水泥混合材——矿渣起相当大的作用。
③ 混凝土掺加粉煤灰，龄期 28d 的相对渗透系数增大，
. 表 5 水灰比 0.55、粉煤灰不同掺量的混凝土 28d、90d 的相对渗透系数
《 www 相对渗透
粉煤灰掺量 (%) 28d 相对渗透系数 (10-10cm/s) 90d 相对渗透系数 (10-10cm/s)
90d/28d
0
15
30
45
5.28
90d 相对渗透系数的测定结果，表明 ： ① 混凝土相对渗透系数随水灰比的增大而增大，28d 水
灰比≥ 0.526 时和 90d 水灰比＞ 0.625 时特别明显，这与图 1 大体一致。
② 水灰比≤ 0.455，掺加 30% 粉煤灰，龄期 90d 与龄期 28d 的混凝 土相对 渗透系数基 本相同，为 0.48×10-10~0.52× 10-10cm/s，相应的抗渗等级都达到 W65 以上。说明水灰比较小 时，28d 的混凝土已相当密实，抗渗性已很高，掺加粉煤灰和 延长龄期抗渗性不再提高。
90d
180d
365d
2.5
0.400
wk.baidu.com
0.39
0.33
0.32
1.64
2.2
0.455
3.35
0.59
1.92
0.89
1.9
0.526
5.10
1.44
2.41
3.42
0
1.6
0.625
43.40
83.70
8.69
9.28
1.3
0.769
4018.00
130.00
26.60
4.56
2.5
0.400
0.38
规程》SD105-82 第 5.0.11 条混凝土抗渗性试验（逐级加压法） 1/5 ～1/4，抗渗性显著提高，相应的抗渗等级达到 W50 以上，
测得的抗渗等级 WP 的等级值 P 的关系，参考文献 [2] 按达西 定律及试验条件得 ：K'=2343.8×10-10/（P+1）（P+2），据此计 算得部分抗渗等级的相对渗透系数列于表 4。详见附录。
1.3 掺粉煤灰混凝土的抗渗性
抗渗等级由 W19 提高至 W24。这是随龄期增长，水泥的水化
武警水电第二总队科学研究所在江西万安水电站施工期 程度越来越充分，混凝土越来越密实的缘故。
间（上世纪 80 年代），按《水工混凝土试验规程》SD105-82 第
③ 龄期 90d 时，由于粉煤灰水化已比较充分，有效填充
表 2 水泥浆（水灰比 =0.70）不同龄期的渗透系数 [1]
龄期（d） 未凝固时
5 6 8 13 24 极限值
渗透系数（cm/s） 2000000×10-10
400×10-10 100×10-10
40×10-10 5×10-10 1×10-10 0.6×10-10（计算值）
可达到抗渗等级 W12
W8
W6
W4
W2
注 ：抗渗等级，原来称抗渗标号，20 世纪 50 年代由前苏联引入，代表符号为 俄文字母的“В”，后来我国改为“S”、“P”，现在水工混凝土采用“W”。
1.2 不同龄期混凝土的抗渗性 水泥浆和混凝土的抗渗性，除随水灰比减小而提高外，也
随龄期增长而提高，分别见表 2 和表 3。这是由于随龄期增长， 水泥的水化程度越充分，混凝土越密实的缘故。