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3.2混凝土抗水渗透的试验方法





1.国内相关标准的试验方法 《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》 （GB/T 50082-2009） 《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ 053-94）其 中:T0528-94混凝土抗渗试验；T0529-94混凝土渗水 高度试验 《水运工程混凝土试验规程》（JTJ270-98）其中7.4 混凝土抗渗性试验；7.5混凝土渗水高度试验；7.6混凝 土吸水率试验 《水工混凝土工程》（DL/T5150-2001）其中：4.21 混凝土抗渗性试验；4.22混凝土相对抗渗性试验
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3.2混凝土抗水渗透的试验方法




2.国外相关标准的试验方法 欧洲标准 EN 12390-8:2000(硬化混凝土检验方法第8部 分—水压渗透深度) —基本方法：在混凝土表面给定水压力[(500+50)kPa]，经过连续加压（72+-2）h后劈开试件测量 渗透深度。 前苏联标准 我国的逐级加压法源于此标准，但加压机制有所不同。 我国逐级加压法从0.1MPa开始，以后每8h增加 0.1MPa；前苏联标准规定1~5min内水压上升0.2MPa。
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3.4主要影响因素及改善措施

掺加引气剂
在砼中掺入适量的引气剂，能在内部产生大量 的、均匀的封闭微小气泡，气泡的相隔作用可以改 变毛细孔的数量和特性，阻断毛细孔的渗水通路和 堵塞孔隙，改善砼孔结构，从而提高砼的渗透性能。
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3.4主要影响因素及改善措施
第三章 抗水渗透性能
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本章主要内容

3.1 混凝土的孔结构 3.2 混凝土抗水渗透的试验方法 3.3 混凝土的抗渗性评价 3.4主要影响因素及改善措施
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3.1 混凝土的孔结构
① ②
③
砼耐久性 水 有害离子 气体
传质能力： 冻害 氯离子侵蚀、硫酸盐侵蚀 碳化
纳米： 109
埃米： 1010
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3.1 混凝土的孔结构

Rakesh Kumar对砼孔系统的划分
孔径（埃） 分类 1.5~10nm微观孔 凝胶孔 5~5000nm的细观孔 毛细孔 空气 大孔
除此之外，还有骨料-砂浆界面间的一些微观细裂缝
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渗透机理



渗透机理 当水与混凝土接触时，由于压力差和毛细孔的表面 张力会使水向砼内部迁移，于是发生了渗透现象。 混凝土的渗透性能主要取决于砼的孔隙率、孔结构 及骨料的性能。 虽然含有大小不同的孔隙和裂缝，但并非这些孔隙 和裂缝均是渗水通道，抗渗性除了孔隙率之外还要 看孔结构。
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3.4主要影响因素及改善措施


水胶比 掺加引气剂 骨料的性能 矿物掺合料 养护条件
影响孔结构
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3.4主要影响因素及改善措施

水胶比
对砼渗透性影响最大的是水泥石的渗透性，骨 料本身的渗透性对砼渗透性影响相对较弱。而水胶 比直接影响着水泥石的渗透性。 水胶比较大 水泥石的孔隙率较高 水 在水泥石中形成的相互连通的毛细孔体系较多 砼的抗渗性就越差。 实际工程中，可以通过适当降低水胶比来获得 理想的砼抗渗性能。
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各标准关于抗渗等级划分的规定——



《混凝土质量控制标准》 GB 50164-92将砼抗 渗等级划分为S4、S6、S8、S10、S12五个等级 P，W，S 。 《水工混凝土结构设计规范》DL/T 5057-96将 砼抗渗等级分为W2，W4、W6、W8、W10、 W12六个等级。 《给水排水工程构筑物结构设计规范》 GB 50069 -2002根据最大作用水头与混凝土壁、板 厚度之比值iw 来设计抗渗等级： iw<10时，抗渗 等级为S4； iw>30时，抗渗等级为S8；介于两者 之间的抗渗等级为S6。 2018/10/16 15
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砼抗水渗透性能评价指标

①
《混凝土耐久性检验评定标准》将逐级加压 法测得的抗渗等级为砼渗透性能检验评定指 标。 没有采用渗水高度和渗透系数的原因如下： 渗水高度法是将砼在1.2MPa的水压下恒 压24h后，测定砼的渗水高度，这无法测 得抗水渗透性能较差的砼，因此，渗水高 度法和相对渗透系数法不能较好的评价砼 的抗渗等级。
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砼抗水渗透试验方法的验证

通过对砼及掺加矿物掺合料的砼的抗渗性进行研究，结 果表明： 1.随着砼强度等级的提高，砼渗水高度呈降低趋势，砼 的抗渗等级逐渐增加，反映了砼抗水渗透性随着砼的强 度增加而提高； 2.对于掺加矿物掺合料的砼，存在最佳掺量。在某一掺 量之前，随着矿物掺合料的增加，抗水渗透性而提高， 说明矿物掺合料最充分发挥了二次水化作用和微集料作 用；但超过最佳掺量后，抗渗性能趋于下降。
各标准关于抗渗等级划分的规定——

《水运工程混凝土施工规范 》 JTJ268—96 《水运工程混凝土质量控制标准》JTJ269—96 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 》JTG D62—2004 ——按照最大作用水头与混凝土壁厚之比，对 砼抗（水）渗等级作出了相应的规定。
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砼腐蚀大多是由于水及有害离子侵入的条件下 而发生的，砼抗渗性能是评价砼耐久性最重要的指 标。
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3.1 混凝土的孔结构
粗骨料 细骨料 水泥水化产物 未水化的水泥颗粒 孔隙及裂纹
复合材料
强度 吸水性 孔隙
影响
渗透性 抗冻性
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3.1 混凝土的孔结构

吴中伟院士根据孔径的大小对砼孔级划分
孔径（埃） 分类 <200 无害孔 200~1000 少害孔 1000~2000 有害孔 >2000 多害孔

近藤连一等人根据孔径大小把砼中的孔分为：
孔径（埃）
分类
<12
6~16
32~2000
过渡孔
>2000
毛细孔或大孔
凝胶微晶内孔 凝胶微晶间孔
毫米： 106 103 微米：
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最大作用水头/ 砼壁厚 抗渗等级
<5
5～10
11～15
16～20
>20
W4
W6
W8
W10
W12


《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55—2000 ，将抗渗砼定义为抗渗等级等于或大于P6级的砼 。 对于有抗渗要求的结构，应根据所承受的水头、 水力梯度、水质条件和渗透水的危害程度等因素 进行确定抗渗等级，具体要求参见相关标准。
2018/10/16 8源自3.2混凝土抗水渗透的试验方法

抗水渗透试验方法主要有： 逐级加压法（抗渗等级法） 渗水高度法 相对渗透系数法
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3.2混凝土抗水渗透的试验方法

逐级加压法（抗渗等级法）
（1）逐级加压法 计算公式： 采用上口直径为175mm、 P=10H-1 下口直径为185mm、高 P—砼抗渗等级 150mm圆台试件，一组6个， H—6个试件中有3个试件渗 从试件底部施加0.1MPa水压开 水是的水压力 始试验，每隔8h增加水压 0.1MPa，并随时观察渗水情况， 当6个试件3个试件表面出现渗 水，或加至规定压力时4个未发 现有渗水现象时的最大水压计 算砼的抗渗等级。 2018/10/16 10
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3.4主要影响因素及改善措施

养护条件
较好的养护条件能够保证水泥充分水化，从而 使砼内部孔结构得到改善：大毛细孔减少，孔隙率 下降，抗渗性明显提高。而且随着养护期龄的增加， 砼的总孔隙率和毛细孔还会逐渐减小，砼的抗渗性
能也随之提高。
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砼抗水渗透性能评价指标
②
③
目前我国建筑工程以中低强度砼（<C50）用 量最广，抗水渗透性能优劣差异大，若采用渗 水高度法所得结果离散性相对较大，在确定不 同抗渗等级时存在一定困难。 采用抗渗等级作为砼抗水渗透性能的检验评定 指标，将抗渗等级分为六个等级，能够覆盖目 前所使用的大部分砼种类，用于多数砼抗渗性 检验评定。
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3.2混凝土抗水渗透的试验方法

相对渗透系数
计算公式：
2 aDm Kr 2TH
相对渗透系数法反应砼吸 收的水和渗透的水，通过渗水
量及时间计算渗透系数，以一 K r—相对渗透系数（cm/h） 组6个试件的渗透系数的算术平 Dm —平均渗水高度（cm） 均值作为渗透系数的试验结果， H —水压力，以水柱高度表 以各等分点渗水高度的平均值 示（cm） T —恒压试件，h 作为该试件的渗水高度。 a —砼的吸水率，一般为 0.03
3.2混凝土抗水渗透的试验方法

渗水高度法
实验前将试件用石蜡或水泥加黄油密封。水压24小时内 恒定控制在1.2MPa，且加压过程不应大于5min。在恒定水 压力下测试一定时间内水渗透进入砼试件的高度。试验结果 以10个测点渗水高度的平均值作为该试件渗水高度的测定值， 然后计算一组6个试件渗水高度的算术平均值作为该组试件 渗水高度的测定值，以此来评价砼的抗水渗透性。

骨料的性能
骨料质地均匀，级配良好能保证砼的抗渗性。 良好的级配能使骨料的孔隙率和总表面积较小，提 高砼的密实度；掺入适当级配的骨料可以切断毛细 孔的连续性，改善了砼的孔结构。