混凝土的渗透性能及测试方法的对比分析
2006-08-11 00:00
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[摘 要] 本文用国标和ASTMC1202 方法测试掺加不同外加剂的混凝土抗渗性能，测试结果表明ASTMC1202 方法夸大了掺粉煤灰、硅灰混凝土的抗渗性能。水压加压方法真实的反映混凝土的抗渗性能。杜拉纤维不能提高混凝土的抗渗性能。
[关键词] 混凝土； 抗渗； 方法比较
0 前言
国标GBJ82 - 85中测试混凝土抗掺性能方法是沿袭前苏联的方法，现广泛应用于我国建筑、水利各领域，它是通过给受检混凝土施水压的方式，使水在混凝土中迁移，通过不同混凝土中水的迁移差异来描述混凝土的抗渗性能的。混凝土的渗透深度可通过肉眼观察到。由于国标方法操作繁重复杂，且不易测试高性能混凝土而被人们批评。快速氯离子渗透方法即ASTM C1202 - 97方法现广泛应用于美国及西方国家，因其快速、轻巧而受到人们的青睐。但其与氯离子渗透深度相关性为0.81和其受孔溶液浓度影响而受到人们的抨击，它是通过给受检混凝土两端施电压，通过计算6 小时通电量来描述混凝土抗渗性能的。
这两种方法都是测试混凝土渗透性能的，但测试方法有着显著的差异，笔者认为国标方法较真实地模拟了现实中混凝土的渗透情况，其结果较好地反应出混凝土内孔结构及渗透液与混凝土水化产物吸附对渗透的影响。而快速氯离子渗透方法中通电量与氯离子迁移没有直接的联系。通电量受材料导电性能影响。ASTMC1202 特别适用于不掺混合材的混凝土，对于有些混合材夸大其抗渗性能。
水渗透是自然中最基本的渗透形式，而混凝土中其他非力学破坏形式的渗透都是以水为载体或一定的湿度为条件的。
本文就是要通过用两种方法对工程中常用掺外加剂混凝土渗透性能测试来比较两种方法的差异的。 1 试验原材料
1.1 水泥 华新32.5 级，42.5 级普硅28d 抗压强度分别为37MPa ，48.0MPa ；
1.2 砂 巴河中粗砂，细度模数2.7 ；
1.3 石 江夏5mm～20mm 石灰岩碎石，压碎值为6.7 %；
1.4 减水剂 武汉联合石油化工厂高效减水剂及FDN - 5A ，减水率20 %～35 %；
1.5 膨胀剂 武汉某公司，水中七天限制膨胀率为0.034 %；
1.6 粉煤灰 阳逻电厂Ⅱ级粉煤灰需水量比为96.4 %；
1.7 杜拉纤维 美国，纤维长度2cm。
1.8 硅灰 挪威。
2 试验方案及结果
本文用32.5 级，42.5 级普通硅酸盐水泥配制掺不同外加剂混凝土，用强制式搅拌机搅拌成型成上底为ф175mm 下底ф185mm高为150mm 标准试块与ф100mm ×50mm 试块。标准养护90 天。用GBJ82 - 85 与ASTMC1202 - 97 测试混凝土的渗透性能。GBJ82 - 85 用渗透深度表示。ASTMC1202 - 97用6h 通电量表示。表1 中A～G混凝土用32.5 级普硅配制，H～N 混凝土用42.5 级普硅配制。本试验根据水胶比分三部分进行比较。
  由表2 可以看出GBJ82 - 85 水渗透方法与ASTMC1202- 97 通电方法在不掺混合材的混凝土中两种方法所测试结果一致，在掺了混合材的混凝土中却存在较大的差异。
（1） 图1 可以看出水胶比为0.6 的A～D 混凝土抗压强度比较接近，而抗渗性能在两种方法上却有很大差别。在水渗透试验中，掺膨胀剂的混凝土抗渗性能显著高于掺粉煤灰混凝土的抗渗性能，两者渗透高度比分别为16.7 %与80 %；而在氯离子渗透中则相反，粉煤灰抗掺性能远高于掺膨胀剂抗渗性能，两者通电量比值分别为32.5 %与77 %；掺杜拉纤维混凝土强度略有下降，抗渗性能在两种方法上都有所下降，且下降幅度较接近，其比值在113 %～120 %之间。表现出两方法在此的一致性。作为有机绝缘材料杜拉纤维： ① 由于其掺量低，对混凝土导电性能影响小； ② 没有参与胶凝材料的水化； ③ 且表面光滑，因而其表面形成新的缺陷，使其抗渗性能降低，抗压强度降低。膨胀剂产生微膨胀作用，补偿收缩，水化生成钙矾石晶体呈放射状，起到填塞毛细孔的作用，降低总的孔隙率，改善密实性，使抗渗性能显著提高，然而在氯离子渗透中，掺膨胀剂混凝土导电率高的钾钠离子含量高，导电性能差的SiO2 含量低，使其在氯离子渗透中抗渗性表现则差。粉煤灰由于吸附作用抗氯离子渗透性能增加。
   （2） 由图2 可以看出随着水胶比的降低抗渗性能相应提高，而掺粉煤灰与掺膨胀剂的混凝土重现了B 和D 在两种方法上的差异。
（3） 由H～N 组试验可以看出随着粉煤灰，硅灰掺量增加SiO2 含量逐步增加，导电性能逐步减弱；粉煤灰随着掺量的增加，强度逐步减小，水渗透能力减弱，这是因为粉煤灰级别低，比表面积小，活性低缘故，抗氯离子却相反，抗渗透性逐步提高，由于粉煤灰对导电离子的吸附作用增强其抗渗性能；硅灰比表面积大则不同，随着掺量的增加，强度递增，抗水渗透性能略有增加，这说明硅灰超细粉堵塞毛细孔，改善了混凝土微观结构。抗氯离子渗透则显著增加，表现硅灰的双重性，既改变了微观结构，同时SiO2 增加，降低其导电性能。
3 结论与建议
① 在水渗透中抗渗性能掺UEA > 硅灰> 掺10 %粉煤灰>基准混凝土> 杜拉纤维；在快速氯离子渗透中抗渗性能掺硅灰> 掺10 %粉煤灰> UEA > 基准混凝土> 杜拉纤维。即杜拉纤维不能增强混凝土的抗渗性能。
② 快速氯离子渗透方法特别适用于不掺混合材的混凝土，对掺高含量SiO2 混合材则夸大其抗渗性能。
③ 抗渗性能水渗透方法较真实反映了混凝土抗渗性能。
④ 建议研究用压力作为手段测试混凝土的渗透性能的高效科学的实验方法。 |
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