浅析如何提高混凝土抗渗透性

　　摘要：渗透性是混凝土耐久性的重要指标之一，渗透性的优劣，直接影响着工程的质量及使用年限。因而如何提高混凝土的抗渗透性能，一直是建筑界十分关注的热点问题。由于混凝土是一种多组分、多相、多孔的堆聚结构物，它是由水泥石与沙、石骨料组成的复合体，因此它的力学性能主要取决于水泥石的性能、沙、石骨料的性能及水泥石与沙、石骨料之间黏结能力和它们相对体积的含量有关。
　　关键词：渗透性，耐久性堆聚结构物，混凝土，相对体积
　　一混凝土的结构对渗透性能的影响
　　1、根据水灰比和水泥水化程度的不同，混凝土中存在着水泥凝胶，毛细管的空腔，成型时残留的气泡和残余未水化的水泥颗粒。水泥水化后生成的水泥凝胶，不足以堵塞原来的毛细管道，在混凝土中还存在着连通的毛细管通道，因而使混凝土的抗渗透性能大大降低。
　　2、水泥凝胶的另一特征是由于混凝土的失水收缩（干缩）和炭化收缩产生的微裂缝。据有关资料介绍，一般情况下，混凝土在硬化后，每100kg水泥的化学缩减值为7-9mol。也就是说如混凝土配合比水泥用量为300㎏∕㎡时，其体积缩减值在21-27mol∕㎡，混凝土干缩值一般为0.04%～0.06%，混凝土空隙率一般不少于8%～10%，这些干缩的微型裂缝及空隙也更进一步影响了混凝土的抗渗透性能。
　　3、由于固体粒子的沉降作用，流动性混凝土拌合料在浇筑成型过程中，很难保持其均匀性，一般都会发生不同程度的离析分层现象，由于分层离析和泌水，使混凝土沿着浇筑方向的堆聚结构不均匀粗骨料下方形成充水区域，这个区域混凝土的含水量最大，在其水分蒸发后形成孔穴，这就是混凝土最薄弱的部分，也是混凝土渗水的主要通道和裂缝的发源地。
　　4、对于混凝土来说，其渗透性取决于水灰比，水灰比越大，水泥水化后留下的毛细孔就越多，水灰比越小，水泥水化后留下的毛细孔就越少。因此，混凝土水灰比是决定混凝土抗渗透性的首要条件，必须严格控制，在满足流动性的情况下，尽量减少用水量。
　　5、由于水泥在水化过程中，有时会产生泌水，干缩等想象造成混凝土内部含有许多大小，形状不同的毛细孔，气孔，裂缝等，如和水相遇，水会通过这些空隙流进混凝土体内，使混凝土体内的水分成饱和状态，当天气聚变，气温下降到-0℃以下时，混凝土体内的水分受冻，体积增大，这时就会破坏混凝土的整体结构。
　　二提高混凝土抗渗透性能的对策
　　为了减少混凝土中各种孔穴、空洞、裂缝及凝胶空洞；改变混凝土中各种空洞的结构，使其形成单独的不贯通的微细气泡；防止混凝土干燥收缩，温度变化而产生的裂缝，以便提高混凝土抗渗性能，应从如下方面着手。
　　1、严格选择原材料
　　水泥应选用不低于42.5﹟的普通硅酸盐水泥，严格控制水泥熟料中C3A（铝酸三钙）含量应不超过5%-8%，水泥用量不得低于300㎏／㎡，砂石极配要合理，含泥量要符合要求，砂率比在正常情况下低2%-3%，砂率越小，含气量也趋于减少。这样可减少不必要的空隙，提高混凝土的抗渗性能。
　　2、 适量加入外掺料
　　外掺料是活性矿物材料（如；粉煤灰、矿渣微分、硅粉等），它能代替部分水泥，减少水化热，改善拌合料的工作度，缩小水泥浆中的空隙，使混凝土更加充实，提高混凝土硬化后的强度，耐久性及抗渗透性能。
　　3、掺入外加剂
　　高效碱水剂是一种表面活性剂，它的基本作用是降低水的表面张力和水泥颗粒间的界面张力，使水泥颗粒间易于湿润，相应减少用水量。在水泥凝结硬化过程中，会产生一些絮凝状结构，包裹着许多拌合水，减水剂的憎水性能定向吸附于水泥质点表面，组成单分子或多分子吸附膜，在电性斥力的作用下，水泥质点分散开来，由于表面张力的降低，使这部分拌合水释出，可以减少混凝土用水量。高效减水剂的减水率可达20%-30%，使混凝土拌合物的流动度大大提高，拌合用水大幅度减少，从而配置出高性能、高强度、密实性好的混凝土。经过多位专家研究在混凝土中掺入高效减水剂可取得技术经济效果如下：⑴保持和易性不变，可减水25%，R28天强度可提高90%，抗渗性能提高4-5倍。②保持和易性不变，节约水泥25%，R28天强度可提高26%，抗渗性能提高2倍；③保持用水量和水泥用量不变，R28天强度提高27%，抗渗性能提高3倍；
　　4、掺入引气剂
　　为了达到改变混凝土空隙结构的目的，可掺用引气剂，它能使混凝土产生细小，均匀的微型气泡，并在混凝土硬化后仍能保留气泡。引气剂也是一种憎水性表面活性剂，在混凝土中起着引气泡，分散，湿润等表面活性作用，在混凝土中形成无数分散性独立的气泡。这些气泡切断了部分毛细管的通路，能使混凝土在结冰时产生的膨胀压力得到缓解，不使混凝土遭到破坏，起到缓冲减压的作用，并使外界水分不易侵入混凝土内部，提高了混凝土的渗透性能。气泡大小一般在1㎜以下，在含气量达到5%的1㎡混凝土中，有气泡约200亿个以上，它可以降低混凝土的泌水性及水泥浆的离析现象，这些不贯通的微细小气泡相互独立，有如滚珠轴承，将大幅度改善混凝土的合易性。使用引气剂后的混凝土抗渗水压力提高，随着气泡含量的增大而提高。
　　但是，应该注意的是，如掺量过大，超过一定的限度，抗渗水压会下降，因此一定要严格控制引气剂的掺量，并及时按班次测定混凝土的含气量是否达到设计要求。
　　我们分析混凝土的渗透性，是为了减少混凝土因水分渗透而引起的混凝土抗渗性能下降，破坏建筑物。只要能认真地了解抗渗透的有关知识，用外加剂改善混凝土的空隙结构，混凝土的抗渗透问题就迎刃而解了。
　　【参考文献】：
　　[1]李淑进,赵铁军,吴克如.混凝土渗透性与微观结构关系的研究[J].混凝土与水泥制品,2004(4):15-17
　　[2]赵铁军.混凝土渗透性[M].科学出版社,2006

《浅析如何提高混凝土抗渗透性》

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