淺述混凝土抗滲性能的影響因素

[摘要]抗滲性是指混凝土抵抗壓力水滲透的性能。影響混凝土抗滲性能的因素有很多，原材料的種類、原材料的比例、養護條件及養護方法皆能改善混凝土的抗滲性能。

[關鍵詞]混凝土；抗滲性能；影響因素

1、引言

20世紀初，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，人們開始對混凝土的抗滲性能越來越關注，并對其進行研究與改善。因為這些工程的混凝土抗滲性能不夠的話，會降低這些結構的使用效能，甚至會發生安全事故。因此，對于混凝土抗滲性能的研究越來越重要。

混凝土發展至今已有相當長的歷史，抗滲性能是個很重要的性能指標，早在20世紀早期，前民主德國、前蘇聯等歐洲國家就已經進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級配為理論根據來配置抗滲混凝土。20世紀50年代初，我國就曾推廣應用了骨料級配抗滲混凝土。60年代初，我國根據經驗提出了富砂漿抗滲混凝土技術。隨著時代的進步，人們對于混凝土內部反應以及結構的深入了解，通過對混凝土反應機理的研究以及混凝土外加劑應用技術的發展，開始摻用各種外加劑來提高混凝土的抗滲性能，增強防水能力。

2、影響混凝土抗滲性能的因素

影響混凝土抗滲性能的因素有：水泥品種、粗骨料的品種與最大粒徑、各原材料的比例、養護條件與養護方法、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也不一樣。配置抗滲混凝土的水泥，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、抗滲性較差，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滲性能。在工程實例中就有過使用受潮成團結塊的水泥，由于水泥水化作用不完全，導致混凝土抗滲性能差，因此選擇合適品種的水泥以及質量合格的水泥，才能保證混凝土的抗滲性能。

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，與水泥的粘結比卵石要好，對混凝土的抗滲性能較為有利。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滲性能。石子粒徑過大或過小，對混凝土抗滲性均不利，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，抗滲性能就越高，不同水膠比對混凝土抗滲性能影響很大。水灰比不宜過大，過大會使得水泥石中的毛細孔隙過多，使得抗滲能力較弱。一般來說，混凝土有抗滲要求時，水灰比不宜大于0.60，當大于0.60以后，抗滲能力將會顯著地降低。同樣的砂率也影響著混凝土的抗滲性能，適宜的砂率可以保證混凝土中水泥砂漿的數量，能使混凝土獲得良好的抗滲性能。

2.4養護條件與養護方法

混凝土的養護條件與養護方法決定了水泥水化反應的快慢及反應程度，因此養護條件與養護方法對混凝土抗滲性能有著很大的影響。養護不良常常會降低混凝土的抗滲性能，養護時的溫濕度決定了反應的進行，混凝土中孔隙的多少、大小都由養護條件所影響，因此影響著混凝土的抗滲性能。一般來說，長時間在潮濕環境中養護的混凝土抗滲性會相對較高。一般工程應用上，帶有抗滲指標的混凝土應該避免在寒冷的冬季以及炎熱的夏季進行施工。因為混凝土剛凝結時是無應力的，溫度的升降會導致混凝土的脹縮，在約束條件下一般會產生溫差效應。當這種應力值超過了混凝土的抗拉強度時，混凝土容易產生裂縫，降低了混凝土的抗滲性能，降低混凝土工程的質量。嚴重時甚至可能發生滲漏，所以在可能的條件下應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物氫氧化鈣發生反應生成比較穩定的硅酸鈣水化物，其水化物既能提高混凝土的后期強度，也能使得混凝土更密實，這是因為水化物在反應過程中體積脹大，增加了阻水作用，從而使得混凝土的抗滲性能得到提高。因此，適當的摻用粉煤灰以及其他具有活性火山灰成分的混合材，能夠改善混凝土的抗滲性能。然而粉煤灰的摻量也不宜過大，過大時水泥水化產物中的氫氧化鈣不足以與粉煤灰發生反應時，會導致強度偏低并影響混凝土的抗滲性能。

2.6外加劑

20世紀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滲性能的影響也不一樣，作用機理也不同。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，提高混凝土抗滲性能。同樣引氣劑也能產生氣泡來減少泌水通道，提高混凝土的抗滲性能。摻用膨脹劑的混凝土能夠獲得高的體積穩定性、更好的密實性，從而提高抗滲性能。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，由于其產生了一定的膨脹，能夠改善混凝土的孔洞結構，使得總孔率減少與毛細孔徑變小，從而來提高混凝土的抗滲性能。

結語：

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