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1、混凝土抗渗性试验方法比较夏艳辉摘要混凝土抗渗性是混凝土长期性能之一，通过在压力水的作用下，测试混凝土的抗渗等级或渗水高度来评价不同混凝土抗渗性能差异。国家标准与水工、电力等行业标准均规定混凝土抗渗性的试验标准。但不同标准之间在试验方法、实验过程、实验结果处理等方面存在较大差别，致使部分工程设计图纸及施工文件出现表达或标注混乱情况。本文就各标准规定的混凝土抗渗性试验方法展开比较，分析其异同，以供工程设计与施工人员参考。关键词混凝土，抗渗性，标准比较混凝土抗渗性试验广泛应用于我国建筑、水利各领域。对一些水工建筑、有防水要求的建筑部位，其所使用混凝土的抗水渗透性能是非常重要的材料技术指标。规定了混凝
2、土抗渗性试验方法的标准包括：国家标准普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法（GBJ 82-85）、交通行业标准公路工程水泥混凝土试验规程JTJ270-98；交通行业标准水运工程混凝土试验规程JTJ053-94；电力行业标准水工混凝土试验规程DL/T5150-2001等。以上混凝土抗渗性实验方法的原理基本相同，均利用在十九世纪即已问世的Darcy公式进行推算。但各标准之间存在较大的区别，致使工程技术人员容易混淆，甚至错误使用。各标准依据试验方法的不同大致可分为：混凝土抗渗等级或标号试验与混凝土渗水高度或渗透系数试验。先分别就这两方面在各标准方法中展开比较与分析。1、混凝土抗渗等级或标号试验国家标准
3、与水工、电力等行业标准均规定了混凝土抗渗等级或标号试验。该测试混凝土抗掺性能方法是沿袭前苏联的方法，是通过给受检混凝土施水压的方式，使水在混凝土中迁移，通过不同混凝土中水的迁移差异来描述混凝土的抗渗性能。各标准规定方法所采用仪器设备、试件制备、养护时间等均相同。但试验过程、结果计算及抗渗等级或标号的表示方法等均有差别。1.1 试验过程试验过程的差别主要于试验开始水压的区别。GBJ 82-85、DL/T5150-2001及JTJ270-98标准规定试验开始水压为0.1MPa，JTJ053-94标准规定试验开始水压为0.2MPa。产生差别的原因在于JTJ053-94标准制定者认为：提高初始水压力，
4、在实用过程中可以节约试验时间，且当只是比较不同混凝土抗渗性时，试验结果不产生影响。1.2 结果计算抗渗等级或标号的计算公式一致，但符号不一致。这也是在部分工程设计图纸及施工文件中出现表达或标注混乱的原因所在。例如GBJ 82-85及JTJ053-94所采用的公示为：S=10H1DL/T5150-2001及JTJ270-98所采用的公示为：W=10H1所以，GBJ 82-85及JTJ053-94以S表示抗渗标号、DL/T5150-2001及JTJ270-98以W表示抗渗标号。此外，JTJ053-94还将混凝土分为了S2、S4、S6、S8、S10及S12等6个等级，并规定若水压加至1.2MPa，8
5、h第三个试件没有渗水，则停止试验，抗渗标号以S12表示。2、混凝土渗水高度JTJ053-94、JTJ270-98及DL/T5150-2001规定了凝土渗水高度试验，GBJ 82-85则没有规定。渗水高度试验除可以比较混凝土之间的抗渗性外，还可以依据Darcy公示计算混凝土抗渗系数。以上3个行业标准对混凝土渗水高度试验所规定的方法的区别有：2.1初始水压和恒压时间JTJ053-94与JTJ270-98一致，其所规定的初始水压为1.20.05 MPa，恒定时间为24h； DL/T5150-2001规定的初始水压为0.8 MPa，恒定时间为24h。2.2 结果计算JTJ053-94直接以渗水高度做为
6、试验结果，并用于评价混凝土的抗渗性。JTJ270-98与DL/T5150-2001则利用Darcy公示计算混凝土抗渗系数，但公示符号有所区别。JTJ270-98：DL/T5150-2001：电力行业标准公示中：m、a分别表示混凝土吸水率，当没有实测数据时一般采用0.3； 3、国内外标准比较英国EN 12390-8:2000、美国ASTM C642-1997、德国 DIN1048、北欧NT Build 369等国家与地区中均有对混凝土抗压力水渗透方法的规定。其中美国标准与英、美等欧洲标准相近。这些标准与我国国家及行业标准相比，存在较大的区别。3.1 试件制备我国国家及行业标准中，采用上口径175
7、mm，下口径185mm，高150mm的试件。英国、德国等欧洲标准中，采用立方体或者圆柱体或者棱柱体，但不论那种形状其边长或直径均不得小于150毫米。此外，我国国家及行业标准对试件的养护采用的是28d标准养护，英国、德国等欧洲标准采用的是28d蓄水养护。3.2 试验设备与过程我国混凝土抗渗试验采用的抗渗仪器中压力水作用区域为整个试件底部，而英国、德国等欧洲标准中压力水作用区域约为试件边缘长度或者表面直径的一半。此外，初始水压和恒压时间方面，与我国国家及行业标准相比，英国、德国等欧洲标准中采用的初始水压较小，恒压时间较长，约为0.5 MPa (50050kPa)及722h。3.3 结果处理英国、德
8、国等欧洲标准等采用渗水高度作为评价指标，但采用的试验值是试件中最大渗水高度，而我国标准体系中均采用的是平均渗水高度。4、结论由以上对比分析可知，国家标准与行业标准之间、国内外标准之间均存在较大的区别。且不同的工程采用的标准体系可能不同，这就要求工程技术人员详细了解其中的差别，并正确采用。参考文献：1. 国家标准普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法（GBJ 82-85）2. 交通行业标准公路工程水泥混凝土试验规程JTJ270-983. 交通行业标准水运工程混凝土试验规程JTJ053-944. 电力行业标准水工混凝土试验规程DL/T5150-20015. EN 12390-8:2000 Testi
9、ng hardened concrete-Part8: Depth of penetration of water under pressure6. ASTM C642-1997: Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete7. NT Build 369:Water diffusion8. DIN 1048-part 5:1991-Testing of hardened concrete(specimens prepared in mould)-water permeability附件
10、：混凝土抗渗性能研究的现状与进展摘要：阐述了关注混凝土抗渗性能的重要性，分析了影响混凝土抗渗性能的各个方面和主要影响因素，并且针对这些影响因素，介绍了国内外研究现状及目前获得的一些重要结论，对今后混凝土抗渗性能研究的发展方向也进行了探讨。认为水渗透性试验、氯化物渗透性试验、空气渗透性测试各适合于不同的场合和情况，不存在某一种强于另一种的问题。提出混凝土的抗渗研究应该更多地关注混凝土在服役环境中由于荷载、裂纹扩展等导致的抗渗性能劣化的问题。在荷载作用对混凝土抗渗性能的影响问题上，目前不同研究人员的研究结论之所以相差悬殊，试验条件不同是一个主要原因。关键词：混凝土抗渗性能 耐久性 微裂纹1、前言2
11、0 世纪30 年代，人们开始关注混凝土的抗渗性能，是始于大型水工工程的建设，诸如混凝土水坝、水渠、涵管及位于地下水位线以下的地下结构如隧道等；一旦混凝土的抗渗性能不足或受到破坏，会降低这些结构的使用效能，造成污染、渗漏等事故。尤其是水坝之类的大型水工结构，在设计中需要确知混凝土抵抗高水压下水穿透的能力 1 .从20 世纪80 年代起，人们重新对混凝土抗渗性能产生兴趣，是由于混凝土的耐久性问题日益为人们所关注。混凝土的耐久性，与水和其它有害液体、气体向其内部流动的数量、范围等有关，因此抗渗性能高的混凝土，其耐久性就好。近年来，高性能混凝土的概念大有取代高强混凝土概念的趋势 2 ，因为人们认识到
12、强度这一单一的指标并不足以揭示结构材料的工作状态 。高性能混凝土首先要求是耐久性有保证的混凝土。因此，要研究高性能混凝土，就不能不关注混凝土的抗渗性能。然而，服役期间的混凝土，其抗渗性能并非是一个常数，其与龄期、浆体水化程度等因素丝丝相扣，与微裂纹的延伸扩展更是密切相关。正是因为涉及的影响因素太多，试验耗功耗时，因此，目前人们在这方面获得的研究成果还远远不能令人满意，有必要在这方面进一步深入进行研究。本文正是针对上述问题，分析了混凝土的抗渗性能的主要影响因素，并且介绍了研究现状。2、试验方法的研究混凝土的渗透试验是一项艰难而耗时的工作，用什么方法能快速而且准确地测量出反映混凝土渗透性能的数据，
13、首先成为有关研究人员的研究领域。研究混凝土抗渗性能有多种试验方法；有传统的水压力试验法，还有近年来越来越引起人们重视的抗氯化物渗透试验法，以及气体渗透性试验法等。气体渗透法比较适合在现场测试，在我国应用相对较少，试验室测试以前两种为主。2.1 水压力法传统的水压力试验法又分为稳定流动法（constant flow method） 、渗透深度法（depth of penetration method） 和抗渗标号法。稳定流动法测量压力液体流过混凝土的流量、流速，适用于研究具有较高渗透性，例如强度不高、龄期不长的混凝土。在该方法中，渗透系数Kf 可以根据Darcy 定律来确定，在足够缓慢的单向稳定
14、流中Darcy 定律可表示为：Kf = Q d/ A .t .H （1）在此， Kf 流动法测量的渗透系数；液体的黏度；Q 液体流量A 流动液体穿越的试件截面积；t 流量穿越试件所花时间；d 试件高度；H 水头高度。在根据Darcy 定律计算渗透系数过程中，测量一般存在相当大的试验误差，所以谨慎起见，要在不同的低流速下进行测量，将流速对压降作图，用一条直线来拟合这些数据点 3 .渗透深度法测量压力液体穿透混凝土的深度，适用于研究具有低渗透性的混凝土。在该方法中，相对渗透系数可用下式计算 4 ：Kp = .d2 .v /2t .H （2）在此， Kp 渗透深度法测量的渗透系数；。d平均渗透高度；
15、v 混凝土孔隙率；（岩土工程里孔隙率符号是n)t 恒定压力时间；H 水头高度。应该说，由于孔隙率实测困难而常采用估算值， Kp 值有误差，一般仅用于进行相对值的比较。R1P1Khatri and V1Sirivivatnanon 5 在研究中，建立了稳定流动法与渗透深度法之间的联系，给出了两种研究方法的选择标准。他们认为，究竟采用哪种试验方法为宜，取决于混凝土的28 天抗压强度F28 c 与龄期T ，临界条件如下： 如果213 （ T） 2 + 111 （F28 c ） 2 10400 ，采用渗透深度法； 如果213 （ T） 2 + 111 （F28 c ） 2 10400 ，采用稳定流动法。我国试验方法标准中采用的是所谓抗渗标号法 6 ，采用6 个高度为180mm 的圆台形试件从0.1MPa 开始施加水压，每隔8 小时水压增加0.1MPa ，直至6 个试件中有3 个被压力水穿透，停止试验，记录此时的水压力值；通过一个简单的线性换算关系，将停止试验时的水压力值换算成一个整数，这个整数即所谓混凝土的抗渗标号；也可以认为抗渗标号法是渗透深度法的一种特例。该方法的特点是简单，适
