影响混凝土抗渗性能的因素以及改善抗渗性的措施

李寒暝

【摘要】混凝土作为建筑工程中常用的施工原材料，其抗渗性能将对建筑物使用功能、质量安全等有着重要的影响。本文就结合作者的实际工作经验，分析影响混凝土抗渗性能的因素，并且提出了加强改善其抗渗性的措施，以供参考借鉴。

【关键词】混凝土；抗渗性能；因素分析

前言

在现代化建筑工程的施工中，抗渗性能是混凝土耐久性、安全性评价的重要指标，在混凝土施工中，于受到设计不合理、施工质量差、人员操作失误等，加上施工单位对混凝土耐久性的认识不够深入，在混凝土施工时常会出现开裂、渗漏和裂缝等质量通病，很可能会影响到水工建筑物日常的运作及质量安全，严重情况下还会造成不可换回的损失。因此，施工人员必须提高对混凝土防渗性能各方面的认识，通过分析影响到混凝土防渗性能的各种因素，采取必要的措施，最大限度提高混凝土的防渗性能，从而保证建筑物的安全。

1、混凝土抗渗性的影响因素分析

1.1 混凝土密实度

提高混凝土密实度可以提高混凝土抗渗性。在混凝土生产、施工的各个环节要采取正确、有效的措施来提高混凝土的密实度。

当砂率为最佳砂率时，可使混凝土在较低用水量时获得最佳的施工和易性。混凝土最佳砂率可通过室内试验和现场配合比调整试验获得。如果混凝土使用砂率过小，则不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层起到润滑和填充作用，也会降低混凝土的施工和易性，混凝土不易振捣密实；混凝土粘聚性、保水性变差，容易使混凝土在浇筑过程中出现较大的泌水，从而导致混凝土抗渗性降低。粉煤灰是混凝土最常用的掺合料，一般掺量在30%左右。由于粉煤灰的早期水化程度较低，因此掺粉煤灰混凝土的早期抗渗性能比不掺粉煤灰混凝土略低。

1.2 水胶比

一般情况下，骨料的抗渗性较高，水泥砂浆的抗渗性是影响混凝土抗渗性能的主要因素。将混凝土中的孔隙划分为四级：孔径在20nm以下为无害孔级；孔径在20～50nm为少害孔级；孔径在50～200nm为有害孔级；孔径在200nm以上为多害孔级。孔径小于50nm的孔数量可能反映凝胶数量的多少，而凝胶数量越多则混凝土的强度越高，抗渗性越好。随着混凝土水胶比的增加，混凝土中的孔隙率会增加，且无害孔和少害孔的比例降低，而有害孔和多害孔的比例增加，混凝土的抗渗性能会随着混凝土水胶比的增加而降低。

1.3 骨料粒径

在水胶比相同情况下，骨料的最大粒径越大，混凝土的渗透系数越高，抗渗性能越低。水在一定的水力梯度作用下，会沿着混凝土中水泥浆体的连通孔隙渗透，在渗透过程中遇到粗骨料，由于通常情况下骨料的渗透性极低，水会绕着骨料与水泥浆体的界面运动。其一，骨料粒径越大，混凝土渗透的平均路径越短，混凝土的抗渗性能越低；其次，湿筛混凝土的界面结合比全级配混凝土好，可使二级配混凝土抗渗性能比四级配混凝土优，由于水的密度低于水泥浆体，在混凝土振捣施工时，水会在浮力作用下向上运动，水在上浮过程中遇到粗骨料时，会在骨料下方形成水隙而影响界面粘结性能，骨料粒径越大，界面的粘结性能越低。

1.4 含气量

研究表明，引气剂的掺入，能够在混凝土中引入适量的细小、均匀且独立而不相通的气泡，有效隔断了混凝土中的毛细孔通道，防止水分渗透，从而增强混凝土的抗渗性能。气泡的形态和大小对混凝土抗渗性能有较大影响。

2、对混凝土抗渗性能的改善措施

2.1 抗渗性水泥的选择

第一，配制普通抗渗混凝土的水泥，要求抗水性好 ，泌水性小水化热低并且具有一定的抗侵蚀性；第二，普通硅酸盐水泥早期强度低水化热低，抗渗性好，抗侵蚀抗腐蚀能力好，泌水性，干缩性较小，一般抗渗防水混凝土多采用普通硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥；第三，在环境无浸蚀性介质和冻融作用时，应采用火山灰质或普通硅酸盐水泥，当环境受冻融影响时必须采用普通硅酸盐水泥，而不宜采用火山灰硅酸盐水泥。

2.2 细骨料的选择

第一，为了使混凝土具有良好的抗渗性，一般采用较高的砂率，这样既能填充粗骨料周围的空隙并将其包裹，而且还能形成一定厚度的砂浆层抗渗防水混凝土采用细骨料；第二，要求天然砂颗粒均匀、质地坚硬的河砂，含泥量<2% ，砂的粒径0.4mm -1mm 的中粗粒径较好，0.2mm -1.25mm 粒径含量达95% 以上，有微量的细粉对抗渗混凝土质量不造成影响；第三，在一般水泥用量情况下，若粗骨料为卵石，混凝土的砂率可选用 35%左右；若粗骨料为碎石，则混凝土的砂率可选择更大些，一般为35%-45%。

2.3 后期养护

在混凝土早期水化阶段，如果养护不及时，水分迅速蒸发，可由外向内引发混凝土内部的水分迁移，这种迁移作用和持续的迁移过程，势必在硬化混凝土中形成了大量100nm以上的连通孔甚至出现微裂缝，必然会降低混凝土的抗渗性能；而对于标准养护或及时水养护的混凝土，由于水泥可以持续得到水化所需要的水，水化物不断消耗孔隙中的水而降低混凝土的孔隙率，增加密实性，从而提高混凝土的抗渗透能力。

另有研究成果表明，按抗渗要求设计的混凝土，如果没有及时充分的养护，抗渗等级仅达到P3；而按不抗渗设计的混凝土，如果加强早期养护，其抗渗等级可达到P14。可见，及时充分的湿养护，对混凝土抗渗性能的影响明显。

結语

总之，对影响混凝土抗渗的一些因素进行了分析，由于减水剂等的广泛应用，混凝土水灰比趋低，混凝土的抗渗性能往往是有保障的。混凝土的耐久性问题日益为人们所关注，而要研究耐久性能就不能不关注混凝土的抗渗性能。因此，有必要在这方面进一步深入进行研究，建立抗渗性能指标与耐久性指标之间的联系，为科学评价混凝土的抗渗性能提供依据。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家标准，普通混凝土长期性能及久性能试验方法GB/T50082-2009

[2] 中华人民共和国国家标准，地下防水工程质量验收规范GB50208-2011 。