影响混凝土抗渗等级与电通量的因素及两者关系

影响混凝土抗渗等级与电通量的因素及两者关系

摘要：混凝土抗渗等级与电通量都反映了混凝土抗渗透性能的优劣，混凝土实测抗渗等级与实测电通量成反比，即：抗渗等级越高实测电通量值越小。

关键词：混凝土、抗渗性、电通量

引言：

近年来，随着建筑行业的迅猛发展，结构实体的安全性及使用性显得格外重要，现代建筑行业中混凝土工程占了极大的比率，混凝土的耐久性能也显得格外重要。

一、混凝土抗渗性能指标简述及影响混凝土抗渗性能的因素：

混凝土结构的耐久性是指在预定的作用和预期使用与维护条件下，混凝土结构及构件在设计使用年限内保持其适用性和安全性的能力。根据不同的环境，混凝土耐久性主要指标有抗渗、抗冻、抗侵蚀、碳化、碱骨料反应、混凝土中钢筋锈蚀、氯离子侵蚀等。

其中混凝土抗渗性能通过抗渗等级来表示，抗渗等级等于或大于P6的混凝土称为抗渗混凝土。抗渗混凝土主要通过调整混凝土配合比、掺入外加剂，如膨胀剂或减水剂，或使用特种水泥等方法提高混凝土自身密实性、憎水性并使其满足抗渗等级等于或大于P6的混凝土。一般通过限制最大水灰比和最小水泥用量来调整配合比，来满足抗渗要求。JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》对于有抗渗混凝土的最大水胶比要求如下：设计抗渗等级p6、（C20-C30）时为0.60，C30以上时为0.55；设计抗渗等级P8-P12时为0.55，C30以上时为0.50；设计抗渗等级大于P12时，（C20-C30）时最大水胶比为0.50，C30以上时为0.45；

有抗渗要求的混凝土水灰比不宜过大，水灰比过大，则水泥石中的毛细孔越多，密实性越差，渗水性越大。水灰比小于0.6时，毛细孔多属于封闭的；当水灰比大于0.6时，贯通性毛细孔显著增加，抗渗性能就越差。

其次，有抗渗等级的混凝土受水泥用量、砂率影响较为明显。在反复适配过程，我们发现充足的水泥用量和适宜的砂率，以及适宜的浆体比可以是混凝土具有良好的抗渗性。因此，抗渗混凝土的水泥用量和矿物掺和料总量不宜小于320kg/m³，同时，砂率过大会使骨料的总比表面积及空隙率增大，降低混凝土拌合物的流动性，易产生振捣不实等问题；过小则会，无法形成足够的砂浆包裹粗骨料并起到润滑和填充作用，降低混凝土的粘聚性、保水性影响混凝土的抗渗性能及强度。有抗渗要求的混凝土在确定胶凝材料用量的情况下，粗骨料采用卵石时砂率宜为0.32-0.37，碎石宜为0.35-0.45，同时还需考虑细骨料的细度模数，粗砂则应通过适配适当提高砂率。

原材料对混凝土抗渗性能也有一定程度的影响，相对于水胶比、砂率等因素，

原材料对混凝土抗渗性能的影响程度稍弱。

混凝土抗渗性是指混凝土抵抗内部和外部物质渗透的能力，而渗透性能是指气体和液体在混凝土中的迁移，决定了水和侵蚀性物质所能到达混凝土中的范围，是反映混凝土密实性的重要指标。

二、混凝土电通量指标简述及影响混凝土电通量的因素

在混凝土耐久性能各项指标中电通量指标也是对混凝土抗渗透性能进行评价。电通量表征电场分布情况的物理量。通常电场中某处面元dS的电通量dΦE 定义为该处场强的大小E与dS在垂直于场强方向的投影，dScosθ的乘积，即dΦE=EdScosθ ，目前较为常用的电通量检测方法为电量法。

混凝土拌合物的水灰比对于硬化混凝土的空隙率的大小、数量有着决定性的作用，直接影响混凝土的密实性，合理的水灰比可以使混凝土的密实性有效提高，降低电通量。通过适配发现，混凝土的电通量随水胶比的增大而加强，通过在混凝土中加入矿物掺合料可以有效提高混凝土的抗渗透性能。

原材料对于混凝土的电通量也有一定程度的影响；在施工工程中选用抗水性较好、水化热低并具有一定抗腐蚀性能的水泥，有利于提高混凝土的密实性，目前使用较为普遍的普通硅酸盐水泥具有早期强度增长较快、泌水性、干缩性较小，抗水及抗酸盐侵蚀能力较差等特点。相对与于普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥水化热较低、抗侵蚀能力好、但其抗渗性、干缩性较差对结构不利。所以目前施工中使用普通硅酸盐水泥较为普遍。

拌合混凝土用粗骨料品种及最大粒径也会对混凝土电通量产生一定影响，卵石与碎石的区别主要在于其表面形状，碎石表面粗糙多棱角，因此在拌合过程中需要加入更多的水泥及更大的用水量，所以需要通过适配来确定合适的水胶比、砂率并保证混凝土的和易性才能有效的提高混凝土的密实性，满足施工要求。

三、矿物掺和料混凝土渗透性能的影响

在施工过程中，为保证混凝土的和易性和强度、降低成本及混凝土耐久性的要求通常都会在混凝土中加入矿物掺合料和外加剂，矿物掺合料如：粉煤灰、硅灰等可以有效填充混凝土空隙提高密实性。经适配发现粉煤灰掺量≤40%时，混凝土的抗渗透性能有显著提高且和易性较好。外加剂可以有效提高混凝土的和易性，在一定程度上增强了混凝土的密实性。

四、试验内容及混凝土抗渗性和电通量相互关系

混凝土抗渗性和电通量都是反映混凝土抗渗透性能的主要指标，二者之间存在怎样的联系？在适配过程中我们发现二者之间存在一定的关联性。适配采用新疆青松水泥厂产P·O42.5（低碱）水泥;细骨料为铁建大成砂场产水洗砂，细度模数2.9;粗骨料为铁建大成产5-16.0、16.0-31.5mm卵石，粉煤灰为农六师电厂产

粉煤灰Ⅰ级粉煤灰；减水剂为北京恒丰永信产聚羧酸减水剂，掺量1%；适配强度为C30，抗渗等级P8；

试验原理及目的：通过调整矿物掺合料掺量，使用混凝土抗渗透性能发生改变，实测抗渗等级、电通量进行对比，来验证混凝土抗渗透性能2个重要指标间（抗渗等级与电通量）的相互关系

试验结论：

混凝土实测抗渗等级与实测电通量成反比，即：抗渗等级越高实测电通量值越小。

混凝土抗渗等级与电通量都反映了混凝土抗渗透性能的优劣，在一定范围内通过选定合理的水胶比、掺合料掺量、砂率及外加剂可以有效改善混凝土抗渗透性能，提高混凝土的耐久性能，有效提高建筑工程质量。

参考文献

JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》