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混凝土气渗性能的影响因素分析

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来源:
2018/06/25 15:51
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       在工程建设中,混凝土耐久性是关系工程质量的一个重要指标,影响混凝土耐久性的因素众多,气渗性能作为评价混凝土耐久性的重要组成部分,必然会有很多因素对其产生影响,只有对这些因素进行详细了解和全面把握,才能切实保证混凝土的施工质量,提高混凝土构筑物在现实环境中抵抗侵蚀的能力,延长其使用时间。 
  一、混凝土气渗性能研究的必要性 
  国外很早就对混凝土的气渗性能进行了研究,而我国在这方面起步较晚。混凝土的耐久性是关系混凝土使用质量的一个重要指标,作为混凝土耐久性的重要组成部分,气渗性能也是评价混凝土耐久性乃至使用质量的重要衡量指标。目前,国内外研究结果表明,混凝土的各项使用指标不会因为混凝土的气渗性能发生重大变化,特别是对于低渗透性的混凝土而言。但是,混凝土的气渗性毕竟与其渗透性和相关性能、表现等存在一定的关联,特别是对混凝土的耐久性产生重要影响,而当前对混凝土气渗性能影响因素的研究还不够深入,所以,有关混凝土气渗性能的研究有待于进一步加强。 
  二、混凝土气渗性能的影响因素 
  1、干燥温度因素 
  随着干燥温度的升高,混凝土的气渗性能不断增强。混凝土是由水、水泥、砂子和石子等材料混合而成的,所以合成时其内部和表面都含有大量水分,混凝土大部分孔隙中都含有水分,堵塞了孔隙,使气体难以通过孔隙。随着干燥温度升高,混凝土孔隙中水分的蒸发加快,气体通过孔隙的阻力也就相应的减小,孔隙中通过的气体流量增大,其气渗性能也就相应的增大。 
  2、含水率因素 
  通过上面的分析可以看出,混凝土中水分堵塞孔隙,导致气体流通不畅,是造成混凝土气渗性能降低的一个重要原因,所以混凝土的含水率对其气渗性能有重要影响,随着含水率的升高,混凝土的气渗性能降低。但是,其含水率并非固定不变的,随着温度的升高等因素影响,含水率也会呈现增加趋势,所以,含水率对混凝土气渗性能的影响并非一成不变,在达到一定温度(80度到100度左右)后,随着温度的升高,虽然含水率增大,但这是随着温度升高从混凝土内部蒸发出来,虽然含水率升高,但水分被逐渐蒸发,所以气渗性能也逐渐增高。 
  3、干燥时间因素 
  随着干燥时间的延长,开始时混凝土气渗性能增加很快,但是超过两天之后,气渗性能增加速度逐步趋于平缓。这是因为在混凝土干燥的早期,混凝土表面水分较多,水分蒸发使混凝土孔隙流通性变好,气渗性能增加较快;但是超过一定时间点后,混凝土表面和孔隙中的游离水分已经基本蒸发完毕,这个时候孔隙中流通性随着干燥时间延长是缓慢增加的,所以气渗性能增加也比较平缓。 
  4、水灰比因素 
  随着水灰比的降低,混凝土中粉煤灰的含量增加,在较长时间段内混凝土的气渗性能先提高后降低,在粉煤灰含量达到0.3左右的时候,其气渗性能最高。这是因为随着粉煤灰的增加,构成混凝土的集料之间的密实性变差,所以渗透性增强,气渗性能也相应的提高;但是随着粉煤灰的进一步增加,其逐步发挥细料功能填充到孔隙中,使混凝土整体变得密实,孔隙度降低,则气渗性能下降。另外,在相同的水灰比、其他条件保持不变的情况下,粉煤灰二次水化作用发挥的比较充分,其中的活性成分与水泥化合产物Ca(OH)2发生反应,进一步产生C-S-H型的凝胶等物质,这些物质大量填充于混凝土孔隙中,增强了混凝土的密实性,降低了孔隙的连通性,其气渗性也就相应降低。 
  5、碳化因素 
  随着碳化时间的增加,混凝土的气渗性能降低。一方面,碳化的过程就是CO2进入混凝土孔隙内与其中的Ca(OH)2反应生成固态的Ca(OH)3的过程,而固态的Ca(OH)3会堵塞孔隙,降低其气渗性能;另一方面,随着粉煤灰后期的逐步作用,混凝土的密实性增强,孔隙率降低且孔径变小,所以气渗性也就相应地降低。 
  6、养护方式因素 
  在混凝土的养护工作中,自然养护相对湿度小,而标准的养护需要在开始的时候定期补水,相对湿度高。自然养护的混凝土早期失水较多,水化产物较少,所以孔隙较多,气渗性能较好;而标准养护的相对湿度大,使得混凝土的水化产物较多,这些水化产物大量充斥于混凝土孔隙内部,堵塞了孔隙,导致气渗性能下降。 
  7、干湿循环因素 
  随着干湿循环时间间隔的增大,混凝土的气渗性能逐步增高。这是因为如果干湿循环时间间隔短,则混凝土的干燥时间短,混凝土失去水分就少,所以水分得以依附于混凝土表面或孔隙中,影响了孔隙的连通性,其气渗性能也就变差。干湿循环时间间隔变大,干燥时间就会变长,混凝土失去水分就会增多,导致其水化程度低,再加上干燥也使得混凝土孔隙变多,所以气渗性能变好。 
  8、收缩因素 
  随着干湿循环频率的增大,混凝土的收缩率也会相应变大,使混凝土受到张力的影响较大,也就使得混凝土的孔隙增加、孔径变大,从而增强了孔隙的连通性,有利于提高其气渗性能。 
  9、抗压强度因素 
  随着混凝土抗压强度的升高,气渗性呈现降低的趋势。一般情况下,水胶比与抗压强度有存在很大的相关性,低水胶比混凝土的抗压强度高,高水胶比混凝土的抗压强度低。高水胶比混凝土的孔隙较多且孔径较大,混凝土的密实性就低,其气渗性能就会相对较高,而低水胶比的混凝土正好相反。因此,混凝土的抗压强度、水胶比和气渗性能都具有很强的相关性。 

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