混凝土电通量的影响因素

混凝土电通量的影响因素
作者：余敏
来源：《城市建设理论研究》2013年第10期
摘要：简要论述了高性能混凝土的渗透性评价方法和评价指标，并试验研究了外加剂、配合比、养护龄期等因素对混凝土电通量的影响。

关键词：混凝土; 渗透性; 氯离子渗透; 电通量; 耐久性
中图分类号：TU528文献标识码： A 文章编号：
前言：高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制的，便于浇捣，不离析，力学性能稳定，早期强度高，具有低渗透性、韧性和体积稳定性等性能的耐久混凝土。

高性能混凝土的定义及研究在各国掀起热潮，高性能混凝土也被认为是混凝土技术发展的方向。

经过1 0 多年的研究和实践，在高性能混凝土方面取得了大量的研究成果，也实现了工程应用。

但不同国家、不同学者依照各自的认识、实践、应用范围和目的要求的差异，对高性能混凝土存在着不同的定义和解释，对高性能混凝土的界定也各不相同。

虽然如此，有一点是无庸置疑的，那就是高性能混凝土以耐久性设计为核心，提高和改善传统混凝土的使用性能为前提，因而将混凝土渗透性的高低作为高性能混凝土耐久性评价的重要指标之一。

因此，本文就高性能混凝土的渗透性评价方法和评价指标作简要的论述，并以电通量为渗透性的评价指标，试验研究了外加剂、配合比、养护龄期等因素对混凝土电通量的影响。

正文：
1 混凝土渗透性
水泥完全水化所需的水不超过水泥质量的20%，多余的拌合用水会在硬化的混凝土中形成孔隙，包括毛细孔和凝胶孔，其中毛细孔是水渗透、迁移的通道。

水在渗透、迁移过程中可能会含侵蚀性化合物，也可能会溶解水泥中的某些水化产物，从而使混凝土产生破坏，因而混凝土中迁移的水成了混凝土诸多破坏因素的载体，混凝土的渗透性对耐久性极具重要性。

氯离子通过混凝土内部的孔隙和微裂缝体系从周围环境向棍凝土内部传递，是有害介质在混凝土渗透的重要方式，而氯离子在混凝土中的渗透性能也成了评价混凝土渗透性的另一主要指标。

但是，氯离子在混凝土中的传输过程是一个复杂的过程，涉及到许多机理，一般认为主要有以下几种方式:(1) 毛细管作用，即盐水向混凝土内部干燥的部分移动; (2) 渗透作用，即在水压力作用下，盐水向压力较低的方向移动; (3) 扩散作用，即由于浓度差的作用，氯离子从浓度高的地方向浓度低的地方移动; (4) 电化学迁移，即氯离子向电位较高的方向移动。

通
常情况下，氯离子侵入几种方式的组合，另外还受到氯离子与混凝土材料之间的化学结合、物理粘结、吸附等作用的影响。

氯离子渗透性是反映混凝土抵抗有害介质侵入能力的一个重要指标和参数，而针对氯离子渗透性测试方法的研究目前已成为国内外的研究热点，迄今已有多种氯离子渗透性试验方法。

2 试验研究
2 . 1 原材料
( 1 ) 水泥: 选用华新P·O42.5 ， 28d抗折和抗压强度分别为8.6MPa 和49. 8MPa ;同时，选用海螺P·O 42.5， 28d抗折和抗压强度分别为9.2MPa和52.9MPa 。

( 2 )粉煤灰:选用南昌丰城电厂粉煤灰，其细度为15.4% ，需水量比100%，烧失量
0.7%。

( 3 ) 砂:选用细度模数为2.7的中砂，密度2.65g / c m3,含泥量0. 3%。

( 4 )石:选用石灰岩碎石，粒径为5 --31.5 mm，密度2. 698 / cm ' ，压碎值为9.2 %，含泥量0.6 %。

( 5 ) 外加剂: 选用两厂家高效减水剂，代号分别为P1和P2
2. 2配合比
试验所用配合比如表1所示，主要考察外加剂种类、掺用水量和水泥品种，以及养护龄期对混凝土电通量的影响。

表1 试验配合比及试验结果
2 .
3 .试验方法及仪器设备
采用目前世界上最流行的混凝土渗透性评价方法ASTMC 1202的电通量法。

试验时，将养护至要求龄期的混凝土切割成φ100 mm * φ50 mm试件，经真空下浸水饱和后，安装到实验装置中，两端安置铜板，一端浸入0.3 mol/L的NaOH溶液为正极，另一端浸入3%的NaCl溶液为负极,在电极两端施加60 V电压，测试通量6 h通过的电量总和，以此来评价混凝土的渗透性，其评价范围及与混凝土渗透性的关系如表2所示。

表2 通过混凝土的电量与混凝土渗透性的关系
2 . 4 试验结果分析
混凝土的坍落度，28d , 56d抗压强度，以及28d , 56d电通量的测试结果列于表1中，从中可以看出如下几点:
(1) 对比C1和C2发现，在配合比相同的情况下，两种聚羧酸高效减水剂对混凝土的抗压强度影响不大，但对28d和56d的电通量影响较大，这可能是由于两种减水剂对混凝土的孔结构存在不同的影响，孔结构对抗压强度的影响已不明显，而电通量表征的混凝土密实度和渗透性，受孔结构和孔分布的影响较为显著。

(2) 对比C1和C3发现，在配合比相同的情况下，同一种外加剂在不同掺量时对混凝土抗压强度和电通量存在不同程度的影响。

实际上，C3组混凝土是在C 1 组的基础上，增大0 . 2%减水剂掺量，造成了混凝土较为严重的离析、泌水，从而引起更多浆体和水分在集料表面集聚，更加削弱了混凝土内部浆体与集料界面结构，宏观表现为抗压强度的下降和电通量的增加，这种界面结构的变化对混凝土渗透性的负面影响更为严重。

(3) 对比C1和C4发现，减少用水量，水胶比0. 37 降到0. 35，也可一定程度的提高混凝土各龄期抗压强度和降低电通量，从而提高混凝土的抗渗性。

(4)C1和C5对比了两种水泥品种的影响，结果发现，虽然两种水泥均为P·O42.5 ，但华新水泥28d 抗压强度略低于海螺水泥，56d 抗压强度却略高于后者，表现出不同的强度发展规律;而华新水泥28d电通量略高于海螺水泥，56d却略低于后者，也表现出不同的发展规律。

这可能与水泥中的矿物组成以及混合料的品种有关。

(5) 对比表1中5组混凝土28 d和56d的电通量，发现随着养护龄期的延长，混凝土的电通量明显降低，但不同配合比降低的幅度却不一样，其中最多的降幅达52 %，最小的也达
38 %，因此电通量与龄期的关系非常明显。

3 结论
( 1 ) 减水剂对混凝土电通量存在影响，其主要是通过影响混凝土内部孔结构、孔径分布，以及浆体与集料界面过渡区的结构来影响电通量，因此配合比优选中减水剂的选择是必要的。

( 2 ) 用水量和水泥品种也对混凝土电通量存在影响，降低用水量有利于减小电通量，提高混凝土抗渗性，水泥品种也由于矿物组成和混合料的不同影响电通量。

( 3 ) 养护龄期显著影响混凝土的电通量，在试验的配合比中，56d的电通量较28d的降低38 %--- 52 %。

参与文献
【1】吴中伟，康慧珍. 高性能混凝土 [M]. 中国铁道出版社，1999 : 8 --9 .
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预应力箱梁用粉煤灰混凝土的配制与性能研究[ J ] . 施工技术，2005 (4) : 2 1--2 3 .
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