(1)胶凝材料用量和水胶比
混凝土配制中如果水泥用量较大将会引起水泥硬化产生的干燥收缩较大,因为加水硬化过程混凝土的总体体积是减小的,水化过程化学减缩值约为 7~9ml/100g,水泥使用量增加,必然会使减缩值增加,而水泥浆体水化的同时通常会蒸发水量约为 6ml/100g,毛细孔伴随水的散失产生毛细压力,对硬化浆体产生收缩作用而引起干缩造成混凝土开裂,进而导致混凝土体的抗渗能力下降。当然,水泥用量不能过少,想要达到适当的抗渗性能的话,水泥用量一般不要低于 320kg/m3,因为过低的水泥用量容易造成水化浆体量不足无法充分包裹粗细骨料,骨料与浆体间粘结强度下降,界面过渡区的性能也会更差,使整个混凝土无法保证最基本的使用性能。关于水胶比对混凝土渗透性的影响,有研究认为水胶比超过 0.55 时混凝土抵抗渗透的能力会显著下降,而当水胶比低于 0.38 的时候,成熟的硬化水泥浆体的渗透系数甚至比花岗岩还低,说明低水胶比确实可以让混凝土具备相当优质的抗渗性能。另外,在实际工程中,水泥水化所需要的用水量仅占水泥用量的 23%左右,而为了能够满足流动性和施工性能,配比设计中都会使用更大的用水量,这些额外无法参与反应的水分所遗留的孔隙便成为了混凝土硬化过程中的弱点所在,随着水胶比的增加,遗留的毛细孔将会更多,混凝土抗渗透性能也就更差,有试验测算结果显示,若是水胶比从 0.4 变到 0.7,渗透系数至少会增加百倍,而从 0.65 到 0.55,渗透系数则可以降低一半以上,这充分说明工程实际中为了能够令混凝土结构本身具备良好的抗渗性能,除了进行相关改善措施外,降低配比设计中的水胶比仍然十分重要。
(2)骨料粒径
砂石是不同粒径颗粒的混合体,粒径越大则比表面积越小,包裹表面所需要的用水量和浆体使用量就越少,当采用粒径更大的骨料进行混凝土配制时,若保证流动性和水泥用量不变,则可以减少用水量,进而降低水胶比,提高混凝土的强度,但是粗细骨料也都不能使用过粗的颗粒,因为对于粗集料来讲,粒径增加则会导致颗粒下部形成更大的空隙,这些空隙属于混凝土抵抗侵入和渗透的薄弱环节,而对细骨料来讲,过粗粒径则会导致砂浆与粗骨料粘结力不足,容易产生离析分层等现象,所以除了水工和大体积混凝土中考虑水化温升更多而使用粗骨料外,一般都不宜采用粒径超过 40mm 的粗骨料,同时粗细骨料还要求含泥量低,颗粒级配合理,质地坚硬,粒形整齐,这样才能有利于优化混凝土的密实程度和抗渗性能。
(3)外加剂和矿物掺合料
掺加质量优异的引气剂或有引气效果的减水剂,能够引入粒径合理的微小气泡,改善混凝土体系的孔隙结构,截断连通的毛细孔通道,避免毛细通道为大量外界腐蚀介质提供入侵渠道;掺加等级优良的活性矿物掺合料对混凝土则能够起到填充孔隙和改进后期性能的作用。
由于工程实践中要讲求经济适用性,所以大多数情况下都会在施工配比设计中采用一定的矿物掺合料取代水泥的使用,而掺入这些矿物掺合料后,如果掺加的不是硅灰,通常混凝土的早期强度和抗渗透能力都会下降,即便强度没有十分明显的降低,在抗渗透性能方面,混凝土也会有所减弱,这主要是因为多数矿物掺合料的活性比较低,一般超细的掺合料使用量也不会高,取代水泥用量以后,造成了胶凝材料数量减少,不能有效地提供足够用于包裹集料的浆体,所以会造成早期界面过渡区性能较差,水化用水量相对减少而强度和抗渗性能下降的情况,不过就目前学者们所做研究认为,虽然掺加矿物掺合料后早期性能下降,但随着龄期的增加,中后期掺合料的填充作用和活性效应会逐渐体现,进而改善混凝土的各项性能指标,有关研究显示,低水胶比混凝土在掺入约为 20%的粉煤灰型矿物掺合料时,能够达到最高的抗氯离子渗透性能。
(4)施工过程
在实际工程应用中,虽然有些项目的混凝土设计合理,原材料质量也很优异,但是没有确保混凝土施工中搅拌均匀,振捣密实,常常会造成浆体分布不均或者离析严重的情况,存在各种蜂窝麻面等缺陷的混凝土其渗透性和耐久性就自然会差很多,所以工艺流程和施工要求要同时提高才能最大程度上保证建筑质量。
(1)胶凝材料用量和水胶比
混凝土配制中如果水泥用量较大将会引起水泥硬化产生的干燥收缩较大,因为加水硬化过程混凝土的总体体积是减小的,水化过程化学减缩值约为 7~9ml/100g,水泥使用量增加,必然会使减缩值增加,而水泥浆体水化的同时通常会蒸发水量约为 6ml/100g,毛细孔伴随水的散失产生毛细压力,对硬化浆体产生收缩作用而引起干缩造成混凝土开裂,进而导致混凝土体的抗渗能力下降。当然,水泥用量不能过少,想要达到适当的抗渗性能的话,水泥用量一般不要低于 320kg/m3,因为过低的水泥用量容易造成水化浆体量不足无法充分包裹粗细骨料,骨料与浆体间粘结强度下降,界面过渡区的性能也会更差,使整个混凝土无法保证最基本的使用性能。关于水胶比对混凝土渗透性的影响,有研究认为水胶比超过 0.55 时混凝土抵抗渗透的能力会显著下降,而当水胶比低于 0.38 的时候,成熟的硬化水泥浆体的渗透系数甚至比花岗岩还低,说明低水胶比确实可以让混凝土具备相当优质的抗渗性能。另外,在实际工程中,水泥水化所需要的用水量仅占水泥用量的 23%左右,而为了能够满足流动性和施工性能,配比设计中都会使用更大的用水量,这些额外无法参与反应的水分所遗留的孔隙便成为了混凝土硬化过程中的弱点所在,随着水胶比的增加,遗留的毛细孔将会更多,混凝土抗渗透性能也就更差,有试验测算结果显示,若是水胶比从 0.4 变到 0.7,渗透系数至少会增加百倍,而从 0.65 到 0.55,渗透系数则可以降低一半以上,这充分说明工程实际中为了能够令混凝土结构本身具备良好的抗渗性能,除了进行相关改善措施外,降低配比设计中的水胶比仍然十分重要。
(2)骨料粒径
砂石是不同粒径颗粒的混合体,粒径越大则比表面积越小,包裹表面所需要的用水量和浆体使用量就越少,当采用粒径更大的骨料进行混凝土配制时,若保证流动性和水泥用量不变,则可以减少用水量,进而降低水胶比,提高混凝土的强度,但是粗细骨料也都不能使用过粗的颗粒,因为对于粗集料来讲,粒径增加则会导致颗粒下部形成更大的空隙,这些空隙属于混凝土抵抗侵入和渗透的薄弱环节,而对细骨料来讲,过粗粒径则会导致砂浆与粗骨料粘结力不足,容易产生离析分层等现象,所以除了水工和大体积混凝土中考虑水化温升更多而使用粗骨料外,一般都不宜采用粒径超过 40mm 的粗骨料,同时粗细骨料还要求含泥量低,颗粒级配合理,质地坚硬,粒形整齐,这样才能有利于优化混凝土的密实程度和抗渗性能。
(3)外加剂和矿物掺合料
掺加质量优异的引气剂或有引气效果的减水剂,能够引入粒径合理的微小气泡,改善混凝土体系的孔隙结构,截断连通的毛细孔通道,避免毛细通道为大量外界腐蚀介质提供入侵渠道;掺加等级优良的活性矿物掺合料对混凝土则能够起到填充孔隙和改进后期性能的作用。
由于工程实践中要讲求经济适用性,所以大多数情况下都会在施工配比设计中采用一定的矿物掺合料取代水泥的使用,而掺入这些矿物掺合料后,如果掺加的不是硅灰,通常混凝土的早期强度和抗渗透能力都会下降,即便强度没有十分明显的降低,在抗渗透性能方面,混凝土也会有所减弱,这主要是因为多数矿物掺合料的活性比较低,一般超细的掺合料使用量也不会高,取代水泥用量以后,造成了胶凝材料数量减少,不能有效地提供足够用于包裹集料的浆体,所以会造成早期界面过渡区性能较差,水化用水量相对减少而强度和抗渗性能下降的情况,不过就目前学者们所做研究认为,虽然掺加矿物掺合料后早期性能下降,但随着龄期的增加,中后期掺合料的填充作用和活性效应会逐渐体现,进而改善混凝土的各项性能指标,有关研究显示,低水胶比混凝土在掺入约为 20%的粉煤灰型矿物掺合料时,能够达到最高的抗氯离子渗透性能。
(4)施工过程
在实际工程应用中,虽然有些项目的混凝土设计合理,原材料质量也很优异,但是没有确保混凝土施工中搅拌均匀,振捣密实,常常会造成浆体分布不均或者离析严重的情况,存在各种蜂窝麻面等缺陷的混凝土其渗透性和耐久性就自然会差很多,所以工艺流程和施工要求要同时提高才能最大程度上保证建筑质量。