混凝土构件抗渗性能试验分析

发表时间：2017-11-02T15:05:37.817Z 来源：《防护工程》2017年第14期 作者： 顾颖娜[导读] 本文主要针对混凝土构件抗渗性能的试验展开了分析，通过结合具体的试验实例。

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摘要：本文主要针对混凝土构件抗渗性能的试验展开了分析，通过结合具体的试验实例，对抗渗性能的试验研究作了详细的阐述和系统的分析，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。关键词：混凝土；抗渗性能；试验

随着我国建筑施工技术的不断成熟进步，预应力混凝土结构在施工中被广泛应用。而好的混凝土结构构件抗渗性能，有利于建筑施工的进行。因此，混凝土构件抗渗性能的优劣，则成为了施工人员所急需要研究探讨的问题。基于此，本文就混凝土构件抗渗性能的试验进行了分析，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。 1 试验概况

1.1 试验构件制作

在预应力混凝土结构耐久性试验研究中，受以下几个因素影响，试验效果常常不太理想: （1）受试验条件和仪器设备限制，要求试验构件尺寸相对较小；

（2）由于锚具回缩，在普通预应力加载过程中，钢筋应力损失非常严重，很难达到预定应力值，且加载后的有效应力大小难以控制，无法建立可靠的试验条件；

（3）专门设计的钢筋应力加载装置价格昂贵，且数量较少，无法进行大批次试验，由于混凝土结构本身特性决定了试验数据的离散性，故仅通过数量较少的构件进行试验，无法得到可信服的试验结果。

采用后张无黏结预应力钢筋，利用改进的锚具和压力试验机，保证了小尺寸预应力构件应力的有效加载，并对加载后应力进行测试和分析。根据试验要求，制作了3个批次尺寸为100mm×400mm×400mm和100mm×250mm×400mm的预应力混凝土构件和非预应力混凝土构件，见表1。为了对比混凝土强度对构件耐久性影响，第1批次、第2批次构件混凝土设计强度为C50，实际达到的强度等级为C55，第3批次构件混凝土设计强度等级为C30，实际达到的强度等级为C35。根据加载误差和预应力损失测试，构件混凝土应力最终稳定值与设计值相差保持在±5%范围内，即可满足试验要求。

取显著性水平α=0.05，得临界值t0.975（16）=2.1199＞2.1091，因此可以拒绝假设H0:μ1=μ2，即可认为第1批预应力构件和非预应力构件碳化深度无明显差异。

同理可得出第2批构件方差分析结果（A1为非应力状态，A2为12MPa压应力状态，A3为16MPa压应力状态，A4为8MPa压应力状态），A1构件与A2构件碳化深度无明显差异，A1构件与A3构件碳化深度有明显差异，其他组构件间碳化深度无明显差异。第3批构件方差分析结果（A1为12MPa压应力状态，A2为非应力状态），A1构件与A2构件碳化深度有明显差异，即第3批构件预应力构件和非预应力构件，碳化深度有明显差异。

2.2 构件抗压强度对碳化深度影响分析

在进行各批次应力状态对碳化深度结果的比较中，所得结果不尽相同，第1批构件应力状态和非应力状态对碳化深度的影响无显著性变化；第2批构件只有在16MPa压应力状态下，才与非应力状态下的构件碳化深度有显著性影响；第3批构件有比较大的显著性差异。

第1—第3批构件养护28d标准块单轴抗压强度分别为56.6，57.3和38.6MPa，其中第1批和第2批构件强度差异不大，第3批构件强度明显低于前两批。结合上述研究结果可知:混凝土构件强度对应力状态下碳化深度有较大影响，高强度混凝土构件相对于低强度混凝土构件，应力状态对碳化深度的影响较小。从混凝土微观形态分析，高强度混凝土结构内部孔隙率一般低于低强度混凝土结构，内部缺陷也相应要少。预应力混凝土结构构件在压应力状态下，因应力影响使混凝土内部空隙率和局部缺陷得到部分改善，外部有害物质到达内部结构的时间和速度减缓，导致混凝土碳化速度变慢。 3 构件表层渗透性试验研究

根据已有研究成果，混凝土结构的耐久性与表层渗透性有很大的相关性，混凝土的微观结构是造成其老化的主要内在因素，微观空隙结构直接影响到结构在环境影响下的老化速度。引进国外先进表层渗透性测试方法对试验构件表层渗透性进行试验测试。

构件表层渗透性检测需经表面准备、测头安装、加初始压力、自动记录压力等步骤，依据密实性的不同，每个部位检测所需时间为10～20min。根据检测数据，计算表层混凝土渗气指数，并按表3进行分级。从表3可知:第1批构件保护质量等级好；第2批构件混凝土表层渗透性系数也比较小，其保护质量等级好；第3批构件混凝土表层渗透性系数较大，但仍在较好的范围内，同时第3批个别构件空气渗透性测试时间未达到15min，无法得出其空气渗透性系数，说明仪器空气压力下降太快，构件抗渗透性能较差。

第1批、第2批构件的表层渗透性系数平均值均较小，在表层渗透性系数非常小的情况下，构件有较好的抗渗性能，而第1批、第2批构件养护28d标准块单轴抗压强度均大于第3批构件，说明构件抗压强度对混凝土结构的抗渗性能有较为显著的影响。第3批构件调整了配合比，抗压强度和前两批构件相比较低，抗渗性能下降较为明显，部分构件抗渗系数较大，同时部分构件空气压力下降较快，无法完成试验，说明抗渗性能较差。

构件表层混凝土抗渗性能不仅与混凝土微观结构有较大的相关性，也与混凝土结构强度有很大的关系。混凝土强度不能全面代表混凝土结构性能，但强度的高低可在一定程度上反映混凝土结构的性能，高强度混凝土的内部微观结构对结构耐久性能的影响一般优于低强度的混凝土结构。试验中第1批和第2批构件强度均比较高，水灰比较低；第3批构件水灰比较第1批和第2批构件高，强度也较低。构件水灰比越高，混凝土微观结构空隙比越大，有害物质越容易侵蚀到混凝土结构内部，故其抗渗透性能也越差，试验从空气渗透性的测试分析验证了强度对混凝土结构抗渗性能的影响。 3.2 应力对构件表层渗透性的影响分析

由表3可知:3批构件变异系数均较大，说明构件渗透性系数离散性较大。第1批、第2批构件的表层渗透性系数平均值均较小，在表层渗透性系数非常小的情况下，应力对渗透性系数的影响程度从统计学上无可靠保证，且从数值上分析应力状态和非应力状态，构件渗透系数无明显区别，无法判定应力在高强混凝土构件上对表层渗透性的影响。

第3批构件中部分构件未能达到完成试验的时间，无法得出抗渗系数，说明抗渗性能较差。对其他构件参照2.1节中统计分析方法进行方差分析得出，预应力构件和非预应力构件表层抗渗系数无明显差异。 4 结束语

综上所述，预应力混凝土技术是提高房屋建筑工程施工质量、科学化水平的重要措施。而在实际施工中，我们需要关注其的抗渗性能，并进行相应的研究分析，以确保混凝土构件的抗渗质量，从而为整体的建筑施工带来帮助。参考文献

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[2]张昀保、徐贵荣、张心欣、王蕾.纤维对水工混凝土抗渗性能的影响研究[J].南水北调与水利科技.2013（S2）.