混凝土水渗透性试验研究和影响因素分析

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发布时间：2021-09-22

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混凝土水渗透性试验研究和影响因素分析
郑书成，郑建军
(浙江工业大学建筑工程学院，浙江杭州310014)
摘要：混凝土水渗透性与耐久性密切相关，是混凝土结构设计和评估的重要参数。通过试验研究了混凝土水渗透系数的变化规律
，基于
试验结果，定量分析了水灰比、养护龄期和骨料体积百分数对昆凝土水渗透系数的影响
，发现混凝土水渗透系数随着水灰比的增大而增
大，但随着养护龄期的增大而减小，也发现当骨料体积百分数小于55％时，混凝土水渗透系数随着骨料体积百分数的增大而减小
，但当骨
料体积百分数大于55％时，混凝土水渗透系数随着骨料体积百分数的增大而增大。这些结论为昆凝土材料耐久性设计提供理论依据
。
关键词：混凝土；水渗透系数；水灰比；养护龄期；骨料体积百分数
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(201 I)05—0010-03
Experimental study on the water permeability of concrete and analysis of influential factors
ZHENGShu—cheng，ZHENG~ian-jun
(SchoolofCivil Engineering andArchitecture，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou 310014，China)
Abstract： The water permeability of concrete is closely related to the durability and therefore is an important parameter for the durability design
and assessment ofconcrete structures The variation characteristics ofthe water permeability ofconcrete are studied by experiment． Based on tIle
experimental results，the efects ofthewater／cement ratio，curingage，and aggregatevolumefractiononthewaterperm eabilityofconcrete arean a—
lyzed in a quantitative manner．It is found that the water permeability of concrete increases with the increase of the water cement ratio，but decreas．
es with an increase in curing age．It is also found that when the aggregate volume fraction is smaller than 55％，the water perm eability of concrete
decreases with the increase of the aggregate volume fraction an d when the aggregate volume fraction is larger than 55％，the water permeability of
concrete increases by increasing the aggregate volume fraction．
Keyw ords： concrete；waterperm eability；water cement ratio；curing age；aggregatevolumefraction
0 引言
现有的现场调查和实验室试验表明，混凝土渗透性越高，
有害化学物和水越容易进入到混凝土中，耐久性越差，因而混
凝土耐久性与渗透性紧密相关 q。混凝土水渗透性通常用水渗
透系数来表示，它是土木工程的建筑和桥梁、海洋工程的挡水
墙和采油平台以及水利水电1=程的面板堆石坝耐久性评估和
设计的重要参数。
目前，国内外学者十分重视混凝土渗透性研究，并已取得
了一些有意义的结果。Cristiana等人通过试验表明大粒径骨料混
凝土tt：d,粒径骨料混凝土具有更强的真空吸水能力和更高的
气渗透性；相对于干燥骨料?昆凝土，预湿骨料混凝土的真空吸
水能力和气渗透性较低。Liu等人发现，当水灰比为0．38时，随
着轻骨料含量的增加，轻骨料混凝土的水渗透性呈下降趋势；对
于具有同样28 d强度的普通混凝土和轻骨料混凝土，轻骨料混
凝土的吸水性和水渗透性较低，轻骨料的吸水能力对水渗透性
影响较大[51。Basheer等人的研究表明当粗骨料尺寸较大、含量
较高时，混凝土气密性较差；当细骨料含量越高，混凝土气密性
越好。Chia等人的试验结果表明在控制高强混凝土渗透性方
面，无论粗骨料是否为轻质，水泥石均起着主导作用p1。Ji研究
收稿日期：2010—12—22
基金项目：国家自然科学基金项目(50878196)
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了掺加硅粉的混凝土，表明其微观结构比普通混凝土更加均匀
密实，可有效地提高混凝土的水渗透性[81。Khan等人也发现，当
掺加8％ 12％硅粉时，混凝土具有最高强度和最小渗透性，而粉
煤灰的最佳掺量为15％～20％，但效果不如硅粉明显。从上面
的文献综述可以看出，水灰比、骨料含量和养护龄期对混凝土
水渗透性影响的研究还不充分，因此，本研究着重通过试验定
量分析这三种因素对混凝土水渗透性的影响，为混凝土结构的
耐久性设计和评估提供理论依据。
1 试验材料、混凝土配合比和试件制作
在本试验中，采用湖北黄石华新水泥厂生产的P·O 52．5级
水泥，该水泥的矿物组分类似于美国ASTM标准中的I型水泥。
粗骨料采用卵石，表观密度为2 530 kg／m~，细骨料采用河砂，表
观密度为2 630 kg／m~，粗细骨料的吸水率均为1％，最大和最小
骨料直径分别为9．5、0．3 mill，粗细骨料尺寸服从富勒分布嗍。试
验用水采用自来水。
混凝土水灰比分别为0．35、0．4、0．5和0．6，粗细骨料体积百分
数分别为35％、45％、55％、65％和75％，为了分析养护龄期对水渗
透性的影响，养护龄期分别为1、3、7和28d，共浇筑11种试件，每
种试件的配合比和养护龄期如表1所示。为了尽可能消除试验误