提高混凝土工程抗渗性的路径

2022-09-12

1 混凝土渗透原因

混凝土是多组分材料组成的, 从微观上看属多孔结构具有一定的渗水性。原因是:首先, 为了使拌和物施工方便, 用水量一般都大于水泥水化所需水量, 这些多余的游离水直接影响混凝土的密实性;混凝土中的孔隙可分为结构孔隙和施工孔隙, 结构孔隙中的凝胶孔是不透水的。混凝土抗渗透性与混凝土毛细孔数量、大小有关, 而毛细孔数量、大小与水灰比、水泥水化程度和养护条件等又有直接关系。混凝土的渗透性不是孔隙率的线性函数, 而与孔隙的尺寸、分布及连通性有关, 并随水化程度而变化。

2 提高混凝土抗渗性的途径

提高混凝土的抗渗性, 防止混凝土的渗透有多种措施, 介绍以下几种措施。

2.1 降低水灰比

在混凝土工程中, 水泥水化用水量约占水泥重量的2 5%。但为了满足施工要求, 必须加大用水量到4 0%以上。过大的水灰比会明显影响混凝土的抗渗。因为水灰比越大, 水泥水化时留下的毛细孔越多, 渗透系数也越大。如:水灰比从0.4增加到0.7, 渗透系数增至100倍甚至更多;从0.65降至0.55, 渗透系数降至原来的1/3。所以在施工时, 在满足施工要求的情况下, 一定要选择最低用水量, 把水灰比降至0.6以下。

2.2 通过优选级配, 控制好原材料质量来减少砼的收缩

一般而言粗骨料最大粒径愈大, 混凝土的抗渗性愈差。因为随着石子粒径的增大, 石子颗粒下部形成的空隙也越大, 而粗骨料下面的空隙正是混凝土抵抗水流的最弱环节。如粗骨料最大粒径为80mm、4 0 m m的混凝土与最大粒径为2 5 m m的混凝土相比, 在水灰比的相同情况下, 前两者的渗透扩散系数分别为后者的3倍和1.5倍。所以, 选择粗骨料时, 最大粒径要合理。除在大体积混凝土外, 一般情况下粗骨料粒径以5 m m~3 0 m m为宜, 最大粒径不超过4 0 m m, 含泥量不大于1%, 要求组织细密、颗粒整齐、质地坚硬。另外, 级配要优良, 以改善混凝土的和易性, 提高密实度, 提高抗渗性。

2.3 抗裂、抗渗技术措施

例如某工程地下室采用“抗”、“放”相结合的技术方案, “抗”:地下室工程的外墙板 (内、外侧) 的水平筋设在立筋的外侧, 且钢筋间距控制在1 0 0 m m以内, 以确保外墙砼的抗裂效果。“放”:地下室工程设计后浇带, 起到充分放的作用, 根据大量的工程施工看, 后浇带内钢筋通常均未断开, 对已浇筑完的两侧混凝土也有一定的约束力, 因此, 根据工程的后浇带作用看主要为抗伸缩, 为此建议设计确定工程的后浇带部位钢筋采用搭接连接。

2.4 通过优化施工工艺、加强砼浇筑过程控制, 加强早期养护

做好施工前的技术准备工作:混凝土厂家将配比单上报给本项目部的各参与方进行审核, 包括材料状况等情况;掌握气候情况, 尽量避开雨季浇筑。

坍落度的控制:在第一车混凝土到达现场后, 试验员应及时进行复核配比单和坍落度的测试, 并经过监理的认证达到要求的配合比时方可浇注, 发现不符合要求坚决退场。

落实振捣人员:振捣人员挑选以往进行操作过的, 并且有振捣知识、振捣经验和工作责任心的职工, 并在浇注前由施工员进行认真的技术交底 (严格分层、逐层振捣, 且在砼终凝前进行二次振捣) 。

混凝土表面处理:混凝土表面处理在混凝土浇捣后2 h左右进行, 板面先按标高用刮尺刮平, 在初凝前用滚筒来回碾压数遍并二次振捣后, 用木抹打磨, 待混凝土收水后, 再二次用木抹搓平, 以闭合收水裂缝, 木抹的纹路与受力方向平行, 待终凝后马上采取养护措施。

模板的拆除时间:混凝土在硬过程中, 早期由于混凝土内部水化热升温, 混凝土内外温差会形成混凝土温度梯度, 产生很大的拉应力, 而混凝土早期强度低, 极限拉伸小, 处于不利的温度条件下, 极易形成裂缝, 因此采用延迟拆模时间, 7 d后方可拆除外墙侧模板, 模板的保温作用可以减少混凝土表面的热扩散, 降低混凝土内外温差, 防止表面裂缝, 同时可以延长散热时间, 充分发挥混凝土强度的潜力和材料的松弛特性, 使平均总温差对混凝土产生的拉应力小于混凝土抗拉强度, 防止混凝土中产生贯穿性裂缝。

混凝土的养护:底板混凝土的养护在混凝土浇注结束后8 h内用薄膜覆盖后盖一层草袋, 定时浇水养护;外墙采用带模板并浇水养护, 外墙养护7 d-1 4 d后拆模, 始终保持外墙表面湿润, 可采用在墙顶敷设喷淋管道进行淋水养护;顶板表面采用蓄水办法养护不少于1 5 d。

2.5 石子选择及其最大粒径的控制

防水混凝土粗骨料可用碎石或卵石。由于碎石表面粗糙、多棱角, 与水泥石黏着比卵石好, 故碎石混凝土的强度和抗渗性能好。混凝土沉降缝隙是在其结构形成时, 因骨料与水泥的密度、颗粒大小不同而造成的沉降程度不同所引起的。水泥的泌水性越大, 粗骨料粒径越大, 混凝土拌和物的保水性越差, 相对沉降也越大。混凝土浇筑后粗骨料沉降较快, 并较早固定下来, 水泥砂浆则在粗骨料间继续下沉, 一部分水析出至表面, 而一部分水泌出时被混凝土中的粗骨料或钢筋阻挡而积存于粗骨料与水泥石接触的粗骨料下部, 形成积水层, 这些游离水蒸发后形成树根状连通的孔隙, 当水泥石中的毛细孔隙不能被“凝胶”所堵塞时, 则在混凝土内部产生透水通道为了减少分层离析, 增加对压力水的渗透阻力和减少砂浆与石子裂缝, 防水混凝土的石子粒径不宜过大, 但也不宜过小, 料径宜为5 m m~4 0 m m。

2.6 合理选择外加剂

使用外加剂的目的首先是从防水材料上抑制和减少混凝土内孔隙的生成, 其次是改变孔隙的特征以堵塞和切断透水通道。水泥完全水化所需的结合水约为水泥重量的2 0%~2 5%, 而施工用水远远超过水化用水, 多余水的蒸发形成毛细孔渗水通道, 使混凝土抗渗性能降低, 为此应使用减水剂。减水剂对水泥具有强烈的分散作用, 可减少拌和用水, 从而减小混凝土的孔隙率, 增加混凝土的密实性和抗渗性。

2.7 通过温度测定, 来控制砼的内外温差

混凝土底板、墙板砼均进行温度监控, 掌握砼内外的温差变化情况, 及时采取措施 (覆盖薄膜、麻袋等) 将其温差控制25℃以内。

3 结语

在保证强度指标的情况下, 加入一定量的活性掺料 (如粉煤灰、矿渣微粉等) 。在一定量范围内, 活性掺料对水泥的代用量越大, 降低混凝土温升的效果越好。另外, 可充分利用混凝土的后期强度, 减少水泥用量。因此, 为了更好地控制水化热所造成的温度升高, 减少温度应力, 可根据工程结构实际承载的情况并和设计单位协商, 将56d和90d的抗压强度代替28d的抗压强度做为设计强度。

摘要：混凝土的耐久性与其抗渗性有关, 抗渗性能不足, 一些有害液体和气体渗入混凝土内部, 发生侵蚀作用, 不仅影响结构的使用功能, 而且破坏混凝土内部结构使钢筋锈蚀膨胀, 造成混凝土保护层开裂或剥落。为了提高混凝土的使用性和耐久性, 首要问题就是提高混凝土的抗渗性。

关键词：混凝土,渗透,抗渗性,措施