文/ 韓歆、王萃 葛洲壩集團(tuán)試驗檢測有限公司 湖北宜昌 443002

淺述混凝土抗?jié)B性能的影響因素

文/ 韓歆、王萃 葛洲壩集團(tuán)試驗檢測有限公司 湖北宜昌 443002

抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力水滲透的性能。影響混凝土抗?jié)B性能的因素有很多，原材料的種類、原材料的比例、養(yǎng)護(hù)條件及養(yǎng)護(hù)方法皆能改善混凝土的抗?jié)B性能。

混凝土；抗?jié)B性能；影響因素

1、引言

20世紀(jì)初，由于混凝土水壩、水渠、涵管以及海底隧道等等大型水工工程的建設(shè)，人們開始對混凝土的抗?jié)B性能越來越關(guān)注，并對其進(jìn)行研究與改善。因為這些工程的混凝土抗?jié)B性能不夠的話，會降低這些結(jié)構(gòu)的使用效能，甚至?xí)l(fā)生安全事故。因此，對于混凝土抗?jié)B性能的研究越來越重要。

混凝土發(fā)展至今已有相當(dāng)長的歷史，抗?jié)B性能是個很重要的性能指標(biāo)，早在20世紀(jì)早期，前民主德國、前蘇聯(lián)等歐洲國家就已經(jīng)進(jìn)行過級配理論的研究，以最大密實度、最小孔隙率的砂石連續(xù)級配為理論根據(jù)來配置抗?jié)B混凝土。20世紀(jì)50年代初，我國就曾推廣應(yīng)用了骨料級配抗?jié)B混凝土。60年代初，我國根據(jù)經(jīng)驗提出了富砂漿抗?jié)B混凝土技術(shù)。隨著時代的進(jìn)步，人們對于混凝土內(nèi)部反應(yīng)以及結(jié)構(gòu)的深入了解，通過對混凝土反應(yīng)機(jī)理的研究以及混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，開始摻用各種外加劑來提高混凝土的抗?jié)B性能，增強(qiáng)防水能力。

2、影響混凝土抗?jié)B性能的因素

影響混凝土抗?jié)B性能的因素有：水泥品種、粗骨料的品種與最大粒徑、各原材料的比例、養(yǎng)護(hù)條件與養(yǎng)護(hù)方法、粉煤灰、外加劑等等。

2.1 水泥品種

混凝土中的空隙主要來自于水泥的水化作用，不同品種的水泥反應(yīng)也不一樣。配置抗?jié)B混凝土的水泥，要求抗水性好、水化熱較低以及具有一定的抗侵蝕性能。例如常用的普通硅酸鹽水泥，具有泌水率小、早期強(qiáng)度增長較快、收縮較小等特性，然而抗水性與扛侵蝕性能卻不太好。而礦渣硅酸鹽水泥泌水率大、收縮大、抗?jié)B性較差，抗硫酸鹽侵蝕能力較好。因此不同的水泥品種影響著混凝土的抗?jié)B性能。在工程實例中就有過使用受潮成團(tuán)結(jié)塊的水泥，由于水泥水化作用不完全，導(dǎo)致混凝土抗?jié)B性能差，因此選擇合適品種的水泥以及質(zhì)量合格的水泥，才能保證混凝土的抗?jié)B性能。

2.2 粗骨料的品種與最大粒徑

混凝土常用的粗骨料有卵石和碎石這兩個品種。碎石表面多棱角，表面較為粗糙，與水泥的粘結(jié)比卵石要好，對混凝土的抗?jié)B性能較為有利。然而，碎石要求與卵石同樣的和易性，每立方米混凝土需多用水泥約十幾千克，用水量也隨之增加，也會影響混凝土的抗?jié)B性能。石子粒徑過大或過小，對混凝土抗?jié)B性均不利，在防水混凝土中，允許采用的粗骨科最大粒徑一般為40mm。

2.3 各原材料的比例

水灰比的大小決定了混凝土中水泥等膠材的用量，水灰比越小混凝土就越密實，抗?jié)B性能就越高，不同水膠比對混凝土抗?jié)B性能影響很大。水灰比不宜過大，過大會使得水泥石中的毛細(xì)孔隙過多，使得抗?jié)B能力較弱。一般來說，混凝土有抗?jié)B要求時，水灰比不宜大于0.60，當(dāng)大于0.60以后，抗?jié)B能力將會顯著地降低。同樣的砂率也影響著混凝土的抗?jié)B性能，適宜的砂率可以保證混凝土中水泥砂漿的數(shù)量，能使混凝土獲得良好的抗?jié)B性能。

2.4 養(yǎng)護(hù)條件與養(yǎng)護(hù)方法

混凝土的養(yǎng)護(hù)條件與養(yǎng)護(hù)方法決定了水泥水化反應(yīng)的快慢及反應(yīng)程度，因此養(yǎng)護(hù)條件與養(yǎng)護(hù)方法對混凝土抗?jié)B性能有著很大的影響。養(yǎng)護(hù)不良常常會降低混凝土的抗?jié)B性能，養(yǎng)護(hù)時的溫濕度決定了反應(yīng)的進(jìn)行，混凝土中孔隙的多少、大小都由養(yǎng)護(hù)條件所影響，因此影響著混凝土的抗?jié)B性能。一般來說，長時間在潮濕環(huán)境中養(yǎng)護(hù)的混凝土抗?jié)B性會相對較高。一般工程應(yīng)用上，帶有抗?jié)B指標(biāo)的混凝土應(yīng)該避免在寒冷的冬季以及炎熱的夏季進(jìn)行施工。因為混凝土剛凝結(jié)時是無應(yīng)力的，溫度的升降會導(dǎo)致混凝土的脹縮，在約束條件下一般會產(chǎn)生溫差效應(yīng)。當(dāng)這種應(yīng)力值超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度時，混凝土容易產(chǎn)生裂縫，降低了混凝土的抗?jié)B性能，降低混凝土工程的質(zhì)量。嚴(yán)重時甚至可能發(fā)生滲漏，所以在可能的條件下應(yīng)盡量避免冬季及夏季施工。

2.5 粉煤灰

粉煤灰中的活性氧化物能夠與水泥水化后的產(chǎn)物氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成比較穩(wěn)定的硅酸鈣水化物，其水化物既能提高混凝土的后期強(qiáng)度，也能使得混凝土更密實，這是因為水化物在反應(yīng)過程中體積脹大，增加了阻水作用，從而使得混凝土的抗?jié)B性能得到提高。因此，適當(dāng)?shù)膿接梅勖夯乙约捌渌哂谢钚曰鹕交页煞值幕旌喜?，能夠改善混凝土的抗?jié)B性能。然而粉煤灰的摻量也不宜過大，過大時水泥水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣不足以與粉煤灰發(fā)生反應(yīng)時，會導(dǎo)致強(qiáng)度偏低并影響混凝土的抗?jié)B性能。

2.6 外加劑

20世紀(jì)開始使用外加劑以來，外加劑在各工程中混凝土的使用正變得越來越廣泛，種類也越來越多。不同品種的外加劑對混凝土抗?jié)B性能的影響也不一樣，作用機(jī)理也不同。減水劑通過自身的分散作用，使得混凝土用水量大大減少，有些減水劑還能通過引入微小氣泡來減少泌水通道，提高混凝土抗?jié)B性能。同樣引氣劑也能產(chǎn)生氣泡來減少泌水通道，提高混凝土的抗?jié)B性能。摻用膨脹劑的混凝土能夠獲得高的體積穩(wěn)定性、更好的密實性，從而提高抗?jié)B性能。水泥水化的過程中摻入膨脹劑，能夠形成大量的體積增大的鈣釩石，由于其產(chǎn)生了一定的膨脹，能夠改善混凝土的孔洞結(jié)構(gòu)，使得總孔率減少與毛細(xì)孔徑變小，從而來提高混凝土的抗?jié)B性能。

結(jié)語：

混凝土的耐久性問題正日益受到人們的關(guān)注，要研究耐久性能就不能不關(guān)注混凝土的抗?jié)B性能。不僅僅是水工建筑，隨著時代的發(fā)展，越來越多的工程對混凝土的抗?jié)B性能提出要求。影響混凝土抗?jié)B性能的因素較多，其中密實度是影響混凝土抗?jié)B性能的重要因素，提高混凝土的密實度能夠提高混凝土的抗?jié)B性能。從原材料的控制，各原材料的比例，以及混凝土的成型養(yǎng)護(hù)等等因素，都需要得到很好地控制，才能滿足施工要求。

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