混凝土抗?jié)B性

混凝土的抗?jié)B性精品課件目錄一、混凝土的抗?jié)B性及其影響因素1.1混凝土的抗?jié)B性1.2滲透性與混凝土性能的關系1.3混凝土抗?jié)B性的影響因素二、精品課件1.1混凝土的抗?jié)B性（1）抗?jié)B性的定義定義：混凝土的抗?jié)B性是指液體、氣體或離子受壓力、化學勢或電場作用在混凝土中的滲透、擴散或遷移的能力。人們最早關注混凝土的抗?jié)B性是始于20世紀30年代對大型水工工程的建設。諸如混凝土水壩、水渠及位于地下水位線以下的地下結構。研究表明，這些結構的使用效能與混凝土的抗?jié)B性能密切相關。尤其是水壩之類的大型水工結構，在設計中需要確定混凝土抵抗高水壓下水穿透的能力。精品課件1.1混凝土的抗?jié)B性（2）抗?jié)B性的表示方式材料的抗?jié)B性通常用其滲透系數(shù)來表示。Darcy提出穩(wěn)態(tài)流動的滲透系數(shù)計算方法：—液體流動速率；μ—液體黏度；—壓力梯度；A—表面積；L—材料厚度。精品課件1.1混凝土的抗?jié)B性（3）硬化水泥漿體的抗?jié)B性在水化過程的任何時刻，硬化水泥漿體的滲透系數(shù)受空隙尺寸和連通性所控制。新拌水泥漿體的滲透系數(shù)通常為10-5～10-4cm/s；隨著水化反應的進行，毛細管孔隙率減小，滲透系數(shù)也減小。當毛細管孔隙率從40%降低到30%，滲透系數(shù)會大大減小（110×1012cm/s降低至20×1012cm/s）；但毛細管孔隙率從30%降低到20%，滲透性減小的幅度則很小。理論上，對于養(yǎng)護良好的混凝土，水泥漿體并不是影響其滲透系數(shù)的主要因素。精品課件1.1混凝土的抗?jié)B性（4）骨料的抗?jié)B性硬化混凝土中水泥漿體的毛細管孔隙率一般為30%～40%。與之相比，大多數(shù)天然骨料的孔體積通常低于3%，很少超過10%。但骨料的滲透系數(shù)變化范圍向水灰比為0.38～0.71的水化水泥漿體一樣。原因是骨料中的毛細管孔徑通常要大得多，其平均孔徑大于10微米，因此滲透率較高。精品課件1.2滲透性與混凝土性能的關系拌合物性質抗裂性收縮性抗壓強度抗凍性抗腐蝕性耐磨性后期強度耐久性抗?jié)B性精品課件1.2滲透性與混凝土性能的關系（1）拌合物的性質高抗?jié)B要求混凝土的充水空間要足夠小，這種混凝土水膠比低，在大坍落度、大流動度情況下，也不產(chǎn)生泌水離析，或著少泌水離析，拌介物性能良好，和易性好，泵送性能和施工性能都很好。反之，抗?jié)B性能很差的混凝土，一般情況下是因為膠凝材料用量少，水膠比大，混凝土的充水空間大，有限的水化產(chǎn)物不能將充水空間完全填充密實；這種混凝土凈漿層很薄，容易產(chǎn)生泌水離析，拌介物的勻質性差，和易性差，泵送施工性能不良。精品課件1.2滲透性與混凝土性能的關系（2）抗裂性與抗?jié)B性的關系混凝土早期失水產(chǎn)生的內應力迫使混凝土收縮，是導致混凝土開裂的主要原因。因此應該防比混凝土失水，減小混凝土硬化階段產(chǎn)生的內應力，才是控制混凝土開裂的有效方法。只要混凝土少失水，水化產(chǎn)物就可以將充水空間完全填充密實，混凝土就不會形成連通的毛細孔，抗?jié)B能力也得以提高。也就是說，正是通過充水空間的完全填充，通過提高混凝土的抗?jié)B能力，才使混凝土的抗裂能力得到提高。因此混凝土抗裂性與抗?jié)B性存在著密切的關系。精品課件1.2滲透性與混凝土性能的關系（3）收縮性與抗?jié)B性的關系從混凝土體系平衡的角度來分析，高抗?jié)B混凝土的充水空間足夠小，混凝土澆筑成型后，充水空間的拌介水與其周圍的顆粒共同承受著體系的自重，維持著體系的平衡。混凝土一旦失水，材料顆粒的相對位置，或者由于物理化學作用，或者由于應力作用，將會發(fā)生改變，致使充水空間變形，體系將會偏離原來的平衡。充水空間的變形將會造成混凝土體積的變形。混凝土只有在小失水的前提下，才能防止充水空間變形，保持混凝土體積穩(wěn)定，從而提高抗?jié)B性。精品課件1.2滲透性與混凝土性能的關系（4）抗壓強度與抗?jié)B性的關系混凝土抗壓強度的高低與抗?jié)B能力的高低皆取決于混凝土中水化產(chǎn)物的平均生成密度?；炷恋目箟簭姸扰c抗?jié)B能力宏觀上都反映了混凝土的密實程度?；炷恋膹姸鹊燃壴礁?，或混凝土的抗?jié)B能力越強，混凝土越密實。但在微觀上，混凝土抗壓強度反映的密實度與抗?jié)B能力反映的密實度是有區(qū)別的?？箟簭姸认嗟?，表示混凝土的水化產(chǎn)物平均生成密度相當，但是抗?jié)B能力可能截然不同。因此，混凝土的抗?jié)B能力比抗壓強度更能真實地反映混凝土的密實度。精品課件1.2滲透性與混凝土性能的關系（5）抗凍性與抗?jié)B性的關系在混凝土中引入適量微小氣泡，可以大大提高混凝土的抗凍性，分散的微小氣泡在混凝土中起到“水囊”的作用，毛細孔水結冰時引起的膨脹壓力使多余水滲流到周圍的“水囊”中，使毛細孔水不存在凍結破壞的臨界值?；炷林幸脒m量微小氣泡，這些氣泡分散在混凝土拌介物的充水空間，“霸占”著充水空間一定的位置，阻斷了拌和水的遷移通道。拌和水不遷移，水化產(chǎn)物便得以完全填充其充水空間，不使形成連通的毛細孔，抗?jié)B能力因此得到提高。精品課件1.2滲透性與混凝土性能的關系（6）抗腐蝕性與抗?jié)B性的關系要提高混凝土的抗腐蝕性，一方而需要提高水化產(chǎn)物在環(huán)境介質中的穩(wěn)定性，另一方而也需要混凝土具有足夠高的抗?jié)B能力，因此二者有著密切的關系?？?jié)B性能差的混凝土，環(huán)境有害介質容易滲透進入混凝土內部，未水化的膠凝材料粒子被有害介質包圍，失去二次反應的能力；已生成的水化產(chǎn)物則被有害介質通過毛細孔隙缺陷分割侵蝕，性能發(fā)生質變，使混凝土從外向內局部爆裂剝離。因此，處于環(huán)境有害介質中的混凝土，既要有應對有害介質的侵入腐蝕，也要使混凝土實現(xiàn)高抗?jié)B性。精品課件1.2滲透性與混凝土性能的關系（7）耐磨性與混凝土的關系混凝土的耐磨性與混凝土的原材料有關，也與混凝土的密實度有關，因而也就與抗?jié)B性存在著密切的關系。根據(jù)耐磨性的要求，選擇相應的混凝土的密實度。選擇密實度最直觀的方法，就是選擇混凝土的強度等級。但施工過程中應采用濕養(yǎng)護，防止混凝土失水。一旦混凝土失水，或失水過多，失水通道將使表層混凝土抗?jié)B性能降低，充水空間失水后膠凝材料粒子水化不良，或不能水化，造成表層混凝土發(fā)育不良，耐磨性降低。精品課件1.2滲透性與混凝土性能的關系（8）后期強度與抗?jié)B性的關系埋于地下的混凝土，只要不存在硫酸鹽等腐蝕介質的侵蝕，其后期強度的增長總是高于裸露在大氣中的混凝土。因為埋于地下的混凝土，一般情況下混凝土的中后期不失水，早期未被水化利用的拌和水仍然滯留在混凝土的充水空間，未水化的膠凝材料粒子得以繼續(xù)水化，使混凝土的后期強度不斷增長。精品課件1.2滲透性與混凝土性能的關系（9）耐久性與抗?jié)B性的關系綜上所述，混凝土的各種性能都與抗?jié)B性有著密切的內在聯(lián)系。提高混凝土的耐久性，是追求的混凝土的最終質量目標。提高混凝土的各種性能，有利于提高混凝土的耐久性。因此，混凝土的耐久性與混凝土的各種性能，應成為現(xiàn)代混凝土質量一個有機的整體，不可以分而治之。高抗?jié)B就是提高這個有機整體性能的總綱，基礎。故抗?jié)B性是混凝土最重要的性能。精品課件1.3混凝土滲透性的影響因素級配水泥品種養(yǎng)護外加劑粉煤灰施工水灰比抗?jié)B性精品課件1.3混凝土滲透性的影響因素（1）水灰比水灰比越大，其抗?jié)B性能越差。因為水灰比越大，水泥水化速度越低，水泥水化時就要留下較多的毛細孔，使水泥漿產(chǎn)生較多的空隙。而混凝土的抗?jié)B性首先取決于水泥漿的孔隙率，包括空隙尺寸分布和連續(xù)性。所以水灰比越大，孔隙率越大、滲透性越好、抗?jié)B性越差。精品課件1.3混凝土滲透性的影響因素（2）集料最大粒徑和級配骨料的形狀、最大粒徑及級配對骨料與水泥漿體界面上的結構有影響。當骨料中含有較多的片狀、條狀骨料，或骨料的級配不好時，界面上將存在較多的自由水或孔隙，水分在蒸發(fā)后也將形成較多的孔隙。因此，骨料的尺寸越大，骨料的級配越差，混凝土的滲透性越高，混凝土的抗?jié)B性就越差。精品課件1.3混凝土滲透性的影響因素（3）水泥品種普通硅酸鹽水泥混凝土比礦渣硅酸鹽水泥混凝土的抗?jié)B性好。因為礦渣水泥中的水化速度慢，不能在水泥和水水化之后馬上產(chǎn)生凝聚結構，而且礦渣顆粒比重較水泥漿輕，水泥漿中的顆粒容易產(chǎn)生沉降，形成泌水，保水性差。因此，在拌制混凝土時容易形成開口的毛細孔道，降低混凝土的抗?jié)B性。而普通水泥具有較少的混合料，水化速度快、水化程度高，能夠很快形成凝聚結構，降低混凝土的透水性。精品課件1.3混凝土滲透性的影響因素（4）養(yǎng)護方法對混凝土抗?jié)B性的影響混凝土養(yǎng)護的時間、溫度、濕度等都影響混凝土的水化程度，所以，蒸汽養(yǎng)護的混凝土，其抗?jié)B性較潮濕養(yǎng)護的混凝土的抗?jié)B性要差。另外，在干燥條件下，混凝土早期失水過多，容易形成收縮裂縫，也能降低混凝土的抗?jié)B性。精品課件1.3混凝土滲透性的影響因素（5）外加劑對混凝土抗?jié)B性的影響在混凝土抗壓強度和坍落度保持相同的條件下，對普通混凝土和摻防水劑的混凝土（集料規(guī)格為16~31.5mm，級配良好，水灰比為0.56）做抗?jié)B試驗，其抗?jié)B等級分別為W6和W12?？梢姄酵饧觿┑幕炷恋目?jié)B性比普通混凝土要高。因為摻入外加劑（如防水劑、減水劑及加氣劑等）可減小水灰比，改善混凝土的和易性，因而可以改善混凝土的密實性，即提高混凝土的抗?jié)B性能。精品課件（6）粉煤灰對于混凝土抗?jié)B性的影響在混凝土配合比相同的條件下，摻入磨細粉煤灰，對混凝土抗?jié)B性有明顯的改善作用。因為粉煤灰的活性成分能與硅酸鹽水泥水化時析出的氫氧化鈣結合生成比較穩(wěn)定的硅酸鈣水化物。這種水化物不僅有助于混凝土后期強度的增長，而且由于水化物在反應過程中體積脹大，使混凝土的結構更加密實，增加了阻水作用，從而使混凝土的抗?jié)B性得到改善。1.3混凝土滲透性的影響因素精品課件1.3混凝土滲透性的影響因素（7）施工對混凝土抗?jié)B性的影響攪拌混凝土時，材料的投入順序、用水量、攪拌時間等環(huán)節(jié)均影響混凝土的抗?jié)B性?；炷翝仓?、振搗是保證混凝土質量的關鍵工序，對混凝土內在質量和表面質量關系很重要，施工中最常見的露筋、裂縫、孔洞，拆模時缺棱掉角、表面反漿和多孔，致使混凝土密實度降低，從而降低了混凝土抗?jié)B性。養(yǎng)護對混凝土極為重要，也是混凝土獲得強度和抗?jié)B性的必要條件。養(yǎng)護不及時，養(yǎng)護濕度不夠，養(yǎng)護時間短等情況，最終會影響混凝土質量。精品課件2.混凝土抗?jié)B實驗方法

2.1前言

2.2

實驗方法

2.3需進一步研究的問題精品課件2.1前言混凝土就是一種多孔材料而且具有一定的滲透性。隨著高性能混凝土的不斷發(fā)展原有的關于耐久性的評價方法已經(jīng)越來越不適用了。而科學的試驗方法是測試結果準確的保障,同時也更有效指導混凝土其它相關性能的研究。

外部內部精品課件2.2實驗方法1.穩(wěn)定流動法2.滲透深度法3.抗?jié)B標號法透水法透氣法1.直流電量法2.氯池浸泡法3.RCM法4.NEL法

離子滲透法測試方法精品課件2.2.1透水法

精品課件2.2.1透水法適用范圍：測試具有高滲透性混凝土。例如強度不高，齡期不長的混凝土。缺點：測量過程存在很大誤差，一般只能在低流速下測量。精品課件2.2.1透水法

精品課件2.2.1透水法

精品課件2.2.1透水法3.抗?jié)B標號法定義:參照國家標準《普通混凝土長期性能和耐久性試驗方法》（GBJ82-85)測試混凝土的抗?jié)B等級。方法:

抗?jié)B標號按下式計算:

P=10H-1

式中P—混凝土抗?jié)B標號;H—第三個試件頂面開始有滲水時的水壓力(MPa)?；炷量?jié)B標號分級為P2、P4、P6、P8、P10、P12等。精品課件2.2.1透水法適用范圍：由于其簡單、直觀,因此該方法在建筑領域廣泛使用。缺點：

測試時間長不能確切的反映滲透還與滲透時間有關精品課件2.2.2離子滲透法1.直流電量法定義：氯化物離子的負電荷將被吸引到正電極,因此在測試期間電流的傳輸量就是氯化物滲透混凝土的量。方法：直流電量法滲透實驗60V精品課件2.2.2離子滲透法ASTMC1202導電量及其對混凝土分類精品課件適用范圍：不需太準確，快速大致反映一般混凝土的滲透性。缺點：(1)使用60V高壓，溶液溫度升高，數(shù)據(jù)被干擾;

（2）測量結果在非穩(wěn)態(tài)下獲得，不能說明其滲透性;

（3）測量值是總體離子運動結果，而非Cl-運動。

2.2.2離子滲透法精品課件2.氯池浸泡法定義：將試件浸沒于含Cl-離子的水池中,離子只從試件的一個表面向內部。方法：2.2.2離子滲透法精品課件適用范圍：與實際情況相似，更適用高滲性混凝土。缺點：所需時間太長，一般至少需要幾十天，所以不適用低滲透性混凝土。且當離子滲入深度很小，實驗結果誤差增大。2.2.2離子滲透法精品課件3.RCM法定義：測定混凝土氯離子穩(wěn)態(tài)快速遷移的擴散系數(shù)，定量評價混凝土抵抗氯離子擴散的能力。方法：NaOH溶液NaCl溶液2.2.2離子滲透法精品課件儀器設備：2.2.2離子滲透法

精品課件

初始電流與實驗時間關系2.2.2離子滲透法精品課件適用范圍：本實驗方法適用于骨料最大粒徑不大于25mm（一般不宜大于20mm）的試驗室制作的或者從實體結構取芯獲得的混凝土試件，也適用滲透性較低的HPC或者不摻混合料的混凝土。2.2.2離子滲透法所測結果不能定量說明混凝土氯離子滲透性所加的電壓過高,導致溶液的溫度升高,從而影響測試結果01030402

孔溶液成份和孔溶液中的離子濃度對測量結果有較大影響測量過程中，電流不斷變化，測量結果會受到電流波動的影響缺點精品課件4.NEL法定義：利用Nernst-Einstein方程和NEL型混凝土快速真空飽水飽鹽裝置及混凝土滲透性電測儀檢測混凝土中的氯離子擴散系數(shù)Dnel，對混凝土滲透性進行快速評價。操作步驟：試樣制備真空飽鹽測量擴散系數(shù)滲透性評價配制好溶液，按要求切好樣取樣。放入5cm厚試樣于真空室，保持試樣浸泡在NaCl溶液24h。將擦除鹽的試樣置于兩銅極間，用NEL混凝土滲透儀測量擴散系數(shù)。取偏差小于15%的三塊試樣擴散系數(shù)的平均值，根據(jù)后表對混凝土滲透性分級。2.2.2離子滲透法真空飽水飽鹽裝置滲透性電測儀混凝土滲透性評價標準

精品課件適用范圍：電阻技術測試迅速、操作簡單,測試混凝土電阻所有的電壓通常為或更低,且測試時間短,可以避免混凝土被加熱。缺點:2.2.2離子滲透法12難于達到完全飽和孔溶液離子的影響精品課件定義：混凝土表面承受一定的CO2壓力后,透過毛細孔滲入混凝土內部,使混凝土表層一定厚度范圍具有壓力增量,從而可以計算出混凝土的透氣性系數(shù)。適用范圍：檢測快捷方便,適合在現(xiàn)場測試;但是要求先將試件在試驗前烘干至恒重。缺點：（1）干燥溫度過高過低，實驗結果失真。

（2）該法不適合于摻硅灰混凝土滲透性試驗。2.2.3透氣法給試樣施加穩(wěn)定氣壓記錄通過式樣的氣體流量轉換到滲透系數(shù)，比較滲透性能原理精品課件我國標準尚缺4方法自身問題外加應力影響結果可比不強1232.3需進一步研究的問題精品課件3、提高抗?jié)B性的途徑及

存在的一些問題精品課件3.1提高混凝土抗?jié)B性的技術結構自抗?jié)B混凝土柔性防水材料水泥混凝土裂縫自修復技術水泥基滲透結晶型材料多步攪拌工藝精品課件

提高抗?jié)B性的思路：混凝土的抗?jié)B性直接關系著混凝土的耐久性。提高混凝土抗?jié)B性通常有兩種技術路線：一種是通過第三介質隔斷滲透物與混凝土的接觸來提高混凝土的抗?jié)B性；另一種是通過提高混凝土自身的密實性來提高混凝土的抗?jié)B性。精品課件3.2結構自抗?jié)B混凝土

結構自抗?jié)B混凝土技術經(jīng)歷了幾個發(fā)展階段,如集料連續(xù)級配混凝土、富砂漿普通混凝土、外加劑混凝土、補償收縮混凝土技術等。集料連續(xù)級配混凝土富砂漿普通混凝土外加劑混凝土補償收縮混凝土提高混凝土的密實度加入膨脹劑精品課件存在的問題：結構自抗?jié)B混凝土技術經(jīng)歷一系列的改善，對混凝土的抗?jié)B性有所提高，但是在使用過程中，也逐漸暴露出一些問題。集料連續(xù)級配混凝土富砂漿普通混凝土外加劑混凝土存在的問題收縮、開裂精品課件補償收縮混凝土的一些問題：1、要求混凝土的養(yǎng)護時間長；2、影響其膨脹性能的因素很多,如材料、施工、環(huán)境等；3、作為其主要性能的膨脹量,在實際結構中難以檢測,抗?jié)B效果也不易評估；4、用于墻體、薄壁結構、高強混凝土時常出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。精品課件3.3柔性防水材料

柔性防水材料主要是利用有機高分子材料在混凝土表面形成一層憎水的柔性保護層,封閉混凝土表面,阻止水的滲入。但柔性防水材料一般都有不耐高溫、易老化、壽命短、價格昂貴、強度很低的缺點,而且與混凝土材質的特性完全不同。存在的問題：⑴在接合部常會有剝離脫落的現(xiàn)象;⑵對環(huán)境造成一定的污染。精品課件3.4水泥混凝土裂縫自修復技術

水泥混凝土裂縫自修復技術：即在水泥混凝土成型時摻加一些有效的粘結成分,一旦水泥混凝土結構受到損壞,出現(xiàn)裂縫等對混凝土耐久性能有害的狀況,混凝土材料會自行進行修復,密實混凝土結構,提高其抗?jié)B性能,從而提高混凝土的耐久性能。精品課件仿生混凝土自修復技術：模仿生物組織對受創(chuàng)傷部位能自動分泌某種物質,從而使受創(chuàng)傷部位愈合的機理,在混凝土中摻人某些特殊的組分,采用粘接材料和基材相復合的方法,對材料損傷破壞具有自行愈合和再生功能,恢復甚至提高材料性能的一種新型混凝土提高耐久性能的方法。例如：(1)在混凝土材料中摻加內含粘結劑的空心膠囊、空心玻璃纖維或液芯光纖；（2）仿生自診斷和自修復智能混凝土。精品課件修復技術流程：修復技術流程圖及相關問題精品課件內置膠囊仿生自修復混凝土的自愈合機理精品課件3.5水泥基滲透結晶型材料

水泥基滲透結晶型材料：由普通硅酸鹽水泥、石英砂、帶有活性功能基團的化學復合物組成。原理：它利用在混凝土中摻入性外加劑或在外部涂敷一層含有活性功能化學物涂層,在一定的養(yǎng)護條件下,以水為載體,通過滲透作用,使其特殊的活性功能化學物在混凝土的微孔及毛細孔中傳輸,填充并促使混凝土中未完全水化的水泥顆粒繼續(xù)發(fā)生水化作用,形成不溶性的結晶體復合物。進而靠結晶體增長填塞毛細通道,使混凝土結構致密、抗?jié)B。精品課件優(yōu)點：⑴抗?jié)B性能與自愈性能好；⑵粘結力強、防鋼筋銹蝕；⑶以及對人體無害；⑷易于施工不足之處：

⑴材料合成制備技術的壟斷

⑵缺乏反應機理與相關理論的研究

⑶微觀或亞微觀結構研究少