混凝土导电量与气体渗透系数的相关性

混凝土渗透性的测试方法及影响因素杨钱荣,　朱蓓蓉(同济大学混凝土材料研究国家重点实验室,　上海 200092) 【摘　要】　对水渗透、气体渗透和氯离子渗透三种不同的渗透性测试方法的特点与不足之处作了评价;论述了集料、水胶比、掺合料、引气、龄期、养护及环境条件和孔结构等因素对混凝土渗透性的影响,并指出了关于混凝土渗透性今后有待进一步研究的问题。

【关键词】　渗透性;耐久性;气体渗透;氯离子渗透【中图分类号】　T U52811 【文献标识码】　B 【文章编号】　100126864(2003)0520007204TESTING METH ODS ON THE PER MEABI LIT Y AN D INF L UENCE FACTORSOF PER MEABI LIT Y OF CONCRETE Y ANG Qian 2rong ,　ZH U Bei 2rong(State K ey Lab of C oncrete Material Research ,T ongji University ,Shanghai 200092,China ) Abstract :The authors analyze three different testing methods on the permeability of concrete ,includingwater permeability test ,gas permeability test and chloride permeability test.Each testing method has merits of its own ,but each has its demerits.The authors discuss the influence factors of permeability of concrete ,aggre 2gate ,w/c ,additive materials ,air 2entraining agent ,curing condition and circumstances as well as pore structure.In addition ,the author points out s ome problems that need further research in this area.K ey w ords :Permeability ;Durability ;G as permeability ;Chloride permeability〔基金项目〕　上海市重点学科;973项目(2001G B610705-2)0　前言近几年来,混凝土耐久性的研究在许多国家引起了普遍的重视。

混凝土渗透性的影响因素及改善方法混凝土渗透性高低影响液体（或气体）侵入的速率，而有害的液体或气体渗入混凝土内部后，将于混凝土组成成分发生一系列物理化学和力学作用。

抗渗性是提高和保证耐久性首先要控制的主要性能。

混凝土抗渗性主要有三种，即透水性、透气性和抗氯离子渗透性。

目前以透水性抗渗标号作为抗渗的指标，其优点是简单、直观，但对长龄期抗渗性较高的混凝土不适用，没有时间概念，有时会引起误会。

例如，抗渗标号为P8的混凝土，并不是在0.8MPa水压下长期不透水，如果结构物厚度大于且水压作用时间较长，最后还是会透水的。

（一）影响混凝土渗透性的因素影响混凝土渗透性的因素一方面来自混凝土配合比、矿物掺合料、引气剂以及养护措施等，另一方面混凝土硬化后的孔隙率和孔径大小也对渗透性有影响。

（1）骨料混凝土骨料的加入会切断混凝土浆体孔隙连通的路径，从而降低混凝土的渗透性。

另外，骨料的尺寸对混凝土渗透性也有影响，粒径小于20mm时，混凝土内部形成的缺陷较小，对渗气性没有明显的影响，骨料粒径大于20mm时，骨料界面形成的缺陷增加，固化浆体与骨料界面性能下降严重，混凝土渗透性降低。

（2）水胶比水胶比的大小直接影响水化产物的空隙率，对混凝土渗透性产生重要影响。

水胶比越大，混凝土硬化后内部孔隙率越大，渗透性越大当水胶比超过0.55时，混凝土渗透性急剧增大；当水胶比小于0.4时，混凝土渗透性迅速降低，几乎不渗透。

（3）掺合料混凝土的掺合料通过火山灰效应、二次水化反应、填塞效应等效应改变混凝土的渗透特征。

粉煤灰活性较低，浆体中水化产物不够，存在较多孔隙，前期混凝土的抗渗性能不如矿粉，而后期粉煤灰的火山灰效应逐渐显现，改善了混凝土的孔隙结构，从而改善了混凝土的抗渗性。

研究表明当混凝土的粉煤灰含量由20%、30%、40%提升到50%，养护56d和90d的混凝土的气体渗透性逐渐降低，但对于仅养护28d、掺杂30%和40%粉煤灰含量的混凝土渗透性呈现增大趋势，其原因应该同样是前期粉煤灰尚未进行二次水化。

混凝土渗透性与耐久性以及引气与耐久性的关系前言：随着混凝土技术的进步，混凝土制备的可变因素越来越多。

各种矿物细掺料和高性能减水剂作为基本材料组分，更增加了混凝土耐久性影响因素的复杂性。

金伟良、赵羽习等把混凝土结构的耐久性分为环境、材料、构件和结构四个层次。

尽管影响因素很多，但归根结底，这些因素影响着混凝土的两个重要的基本特性、即渗透性和强度。

一、认识混凝土的渗透性、耐久性以及引气（一）混凝土的渗透性混凝土的渗透性，笼统地说是指气体、液体或离子受压力、化学势或电场作用在混凝土中渗透、扩散或迁移的难易程度。

常用的混凝土渗透性测试方法有：透水法、透气法、氯池浸泡法及电量法等。

（二）混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土抵抗外界化学侵蚀、气候变化、磨损以及其他任何破坏过程能力的重要体现，当在暴露的环境中，耐久性性能好的混凝土应保持其形态、质量和使用的功能。

其中混凝土的耐久性研究主要包括化学腐蚀、冻融破坏、钢筋锈蚀以及碱集料破坏等相关因素对其耐久性的影响。

（三）混凝土的引气混凝土所采用的引气是一种具有增水作用的表面活性物质，引气的使用可以是混凝土拌合水的表面张力得到显著的削减，从而使混凝土的内部产生大量稳定的微小封闭气泡。

在这些气泡的作用下，部分毛细管通路被切断了，进而可以使混凝土结冰时产生的膨胀压力得到有效的缓解，避免使混凝土遭到破坏，进而起到缓冲减压的作用。

二、混凝土的渗透性与耐久性之间的关系混凝土是一种多相的、不均匀的、多孔的复合体系，当其相对的表面存在压力、浓度和电位差时，就会发生物质的迁移。

随着水工工程的发展，20世纪30年代，人们开始关注混凝土的渗透性。

由于水工结构诸如大坝、水渠、涵管，以及海底隧道等，一旦渗透性能不能满足要求，就会造成污染、渗漏等工程事故。

（一）混凝土的渗透性与耐久性之间的关系说明混凝土的渗透性能与其耐久性有密切的关系：抗渗性能好的混凝土具有好的密实性、好的抗碳化能力、好的抵抗钢筋锈蚀能力以及抗冻性等。

混凝土渗透性的原理和影响因素一、引言混凝土是建筑工程中最常用的材料之一，其性能对工程质量和寿命有着重要影响。

混凝土渗透性是混凝土性能中的一个重要指标，它直接关系到混凝土的耐久性和使用寿命。

因此，深入了解混凝土渗透性原理及其影响因素是非常必要的。

二、混凝土渗透性的定义和分类混凝土渗透性是指混凝土中水或气体通过孔隙或裂缝向混凝土内部渗透的能力。

混凝土渗透性可以分为自由渗透和强制渗透两种类型。

1. 自由渗透：指混凝土内部的孔隙和裂缝直接与外部环境相通，水或气体可以自由地从外部渗透到混凝土内部。

2. 强制渗透：指外界施加一定压力或负压，将水或气体强制地从外部渗透到混凝土内部。

三、混凝土渗透性的原理混凝土渗透性的原理主要与混凝土内部孔隙结构和水泥胶体及其与骨料间的相互作用有关。

1. 孔隙结构对混凝土渗透性的影响混凝土中的孔隙结构是影响混凝土渗透性的主要因素。

混凝土中的孔隙可以分为毛细孔和大孔两种类型。

毛细孔：直径小于50nm的孔隙，主要由水泥胶体和骨料表面的化学反应形成。

毛细孔的直径很小，因此水分子在其中的运动受到了极大的阻力，使得毛细孔内的水分子呈现出一定的张力，即毛细现象。

大孔：直径大于50nm的孔隙，主要由骨料之间的空隙形成。

大孔的直径较大，水分子在其中的运动比较自由，因此大孔对混凝土渗透性的影响相对较小。

2. 水泥胶体及其与骨料间的相互作用对混凝土渗透性的影响水泥胶体是混凝土中的胶凝材料，其主要成分是硅酸盐水泥，它与骨料之间的相互作用对混凝土渗透性有着重要影响。

水泥胶体的孔隙：水泥胶体中的孔隙大小不一，其中包括毛细孔和大孔。

水泥胶体孔隙的特点是形态不规则，大小不一，分布不均匀。

水泥胶体与骨料间的相互作用：水泥胶体与骨料之间存在着物理吸附和化学反应。

物理吸附主要是由于水泥胶体表面的静电作用吸附骨料表面的水分子，从而形成一层水膜。

化学反应则是指水泥胶体与骨料表面的化学反应，如硅酸盐水泥与石英砂表面的化学反应，产生钙硅酸盐晶体，填充骨料表面的微孔，从而提高混凝土的密实性和耐久性。

混凝土的导电性能原理一、引言混凝土是一种常见的建筑材料，具有重要的结构性能和保护功能。

但是，由于混凝土的导电性能，它也被广泛应用于地下工程和防雷领域。

混凝土的导电性能是指混凝土在电场作用下的电导率和电阻率。

它受到混凝土中水泥胶体和骨料的物理和化学性质的影响。

因此，了解混凝土的导电性能原理是设计和应用混凝土的重要基础。

二、混凝土的导电性能与电阻率混凝土的导电性能是指混凝土在电场作用下的电导率和电阻率。

电导率是指单位长度内的电流密度和电场强度之比，通常用西门子/米（S/m）表示。

电阻率是指单位长度内的电场强度和电流密度之比，通常用欧姆米（Ω·m）表示。

混凝土的导电性能与电阻率直接相关，电阻率越小，导电性能越好。

三、混凝土的导电性能与混凝土中的水泥胶体混凝土中的水泥胶体是影响混凝土导电性能的重要因素之一。

水泥胶体的导电性能与其化学成分、孔隙结构、水化程度和电解质浓度有关。

一般来说，水泥胶体的导电性能与其化学成分有关。

例如，水泥胶体中的钙离子和硅酸根离子可以提高水泥胶体的电导率，而氢氧根离子和硫酸根离子则可以降低水泥胶体的电导率。

此外，水泥胶体的孔隙结构也会影响其导电性能。

孔隙结构越复杂，导电性能越差。

水泥胶体的水化程度也会影响其导电性能。

当水泥胶体水化程度较高时，其导电性能也会增强。

最后，水泥胶体周围的电解质浓度也会影响其导电性能。

当周围电解质浓度较高时，水泥胶体的导电性能也会增强。

四、混凝土的导电性能与混凝土中的骨料混凝土中的骨料也是影响混凝土导电性能的重要因素之一。

骨料的导电性能与其种类、大小和形状有关。

一般来说，导电性能好的骨料有金属矿物和碳酸盐石料等，而导电性能差的骨料有粘土和膨胀性岩石等。

骨料的大小和形状也会影响其导电性能。

通常来说，骨料的导电性能随着颗粒大小的增加而增加，但是当颗粒大小超过一定范围时，导电性能会开始下降。

此外，骨料的形状也会影响其导电性能。

例如，长条形的骨料比球形的骨料导电性能更好。

混凝土渗透性主要影响因素（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。

粉煤灰混凝土水渗透与空气渗透性能的相关性分析王珩;杨虎;戈雪良;刘伟宝;陆采荣;梅国兴【摘要】Three types of experiments were adopted to study the water permeability coefficient,percolation rate and the air permeability coefficient of fly ash concrete. The rule of approaching the stable state of the water percolation experiment was ana-lyzed. The relationships between the indices and the parameters of concrete and the relationship between these 3 test results were revealed. The results indicated that,the test of water permeability coefficient would not be stable until at least 2 weeks after initi-ation. There are exponential relationships between the 3 permeability indices and curing time,and linear relationships between them and water binder ratio. The intrinsic permeabilitycoefficient,transformed from water permeability coefficient,has the linear relation-ship with the percolation rate and the air permeability coefficient,which is about 10 times of the intrinsic permeability coefficient, and the test result depends on the testing vacuum degree.%采用3种不同试验方法研究了粉煤灰混凝土的水渗透系数、渗透率和空气渗透系数.分析了水渗透系数试验的稳定规律,各渗透性能指标与混凝土配合比参数的关系,以及3类试验结果的相关性.结果表明,水渗透系数测试稳定时间至少为2周;3类渗透试验结果均与养护龄期呈幂指数关系,与水胶比呈线性关系;将水渗透系数转化为本征渗透系数后,与渗透率、空气渗透系数线性相关;空气渗透系数为本征渗透系数的10倍左右,其测试结果与测试真空度相关.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2017(044)008【总页数】6页(P105-110)【关键词】混凝土;水渗透系数;本征渗透系数;渗透率;空气渗透;相关性【作者】王珩;杨虎;戈雪良;刘伟宝;陆采荣;梅国兴【作者单位】南京水利科学研究院,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,国家能源水电工程安全与环境技术研发中心,江苏南京 210024;南京水利科学研究院,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,国家能源水电工程安全与环境技术研发中心,江苏南京 210024;南京水利科学研究院,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,国家能源水电工程安全与环境技术研发中心,江苏南京 210024;南京水利科学研究院,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,国家能源水电工程安全与环境技术研发中心,江苏南京 210024;南京水利科学研究院,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,国家能源水电工程安全与环境技术研发中心,江苏南京210024;南京水利科学研究院,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,国家能源水电工程安全与环境技术研发中心,江苏南京 210024【正文语种】中文【中图分类】TU528.01混凝土耐久性与其本身渗透性能密切相关，提高混凝土的抗渗透性能是确保混凝土结构安全运行的关键[1]。

引气量对混凝土抗压强度及渗透性影响刘　敏1,　厍世光1,　仝胜强2(11沈阳市市政建设工程公司,　沈阳　110021;　21北京城建道桥工程有限公司,　北京　100022) 【摘要】　通过对引气量为1%～7%道路混凝土的配制,研究了引气量对混凝土抗压强度及渗透性的影响,得到了混凝土的最佳引气量及引气量与抗压强度的数学模型公式,可供混凝土配合比设计时参考。

【关键词】　引气量;抗压强度;渗透性【中图分类号】　T U528104214 【文献标识码】　B 【文章编号】　1001-6864(2006)05-0015-020　引　言 在混凝土中引入大量均匀的微小封闭气泡能够有效地改善混凝土的耐久性[1]。

因此,掺引气剂已成为提高耐久性的基本措施。

例如,我国水工混凝土有关标准规程早已规定无论南方北方混凝土都必须引气。

北美、欧洲等发达国家的混凝土大部分是引气的。

而在日本,不论混凝土的使用环境和部位,包括建筑用混凝土,都必须引气,非引气混凝土在日本属于特种混凝土[2]。

鉴于发达国家的经验,我国的有些混凝土专家也向政府主管部门提出建议将使用优质引气剂的措施纳入施工规范,使该有益于混凝土工程耐久性的措施见之实施。

但是,引气量与抗压强度的关系目前还不够清楚,尤其是在道路混凝土的研究中,只是认为引入气体会对混凝土的强度有所损失,没有提出引气量与抗压强度的具体关系。

而这对于引气型高耐久性混凝土在道路与桥梁工程中的推广意义十分重大,因此,有必要研究引气量对混凝土力学性能的影响。

1　引气量对混凝土抗压强度及Cl -扩散系数的影响 为了研究引气量对混凝土强度的影响,进行了引气量分别为1%、3%、4%、5%、6%、7%共6组实验。

实验所用配合比见表1,强度发展规律见图1。

表1混　凝　土　配　合　比编号原材料用量/kg ・m -3水泥水砂子石子粉煤灰引气量/%S J -2/万FDN/%坍落度/mmA ～F410178.2645.41155.596.51～60～51.45110 由图1可知,在7、28d 时,含气量为4%的混凝土抗压强度已经超过了基准混凝土。

混凝土中的渗透性控制原理一、背景介绍混凝土作为一种常用的建筑材料，其性能对建筑物的耐久性、安全性、舒适性等方面有着重要的影响。

而混凝土的渗透性是其性能中的一个重要指标，直接关系到混凝土的耐久性和使用寿命。

因此，深入研究混凝土中的渗透性控制原理对于提高混凝土的性能和使用寿命具有重要实际意义。

二、混凝土渗透性的定义和分类混凝土渗透性是指水分或气体穿过混凝土的能力。

根据渗透介质不同，可以将混凝土的渗透性分为水渗透性和气渗透性。

其中，水渗透性是指水分通过混凝土的能力，气渗透性是指气体通过混凝土的能力。

在实际应用中，主要关注混凝土的水渗透性。

三、混凝土中渗透性的原因混凝土中的渗透性是由以下因素造成的：1.孔隙结构：混凝土中的孔隙结构决定了水分通过混凝土的能力。

孔隙结构的大小、形状、分布、连通性等因素都会影响混凝土的渗透性。

2.水泥石胶体：水泥石胶体是混凝土中的主要水泥基材料，其内部结构和物理性质会直接影响混凝土的渗透性。

3.骨料：混凝土中的骨料大小、形状、表面性质等因素都会影响混凝土的渗透性。

4.混凝土龄期：混凝土的龄期会影响其孔隙结构和水泥石胶体的物理性质，间接影响混凝土的渗透性。

5.外部环境：混凝土中的渗透性还会受到外部环境的影响，如温度、湿度、水质等因素都会影响混凝土的渗透性。

四、混凝土中渗透性的控制原理为了控制混凝土的渗透性，需要从以下方面入手：1.混凝土配合比设计：通过合理的配合比设计，可以控制混凝土中的孔隙结构和水泥石胶体的物理性质，从而达到控制混凝土渗透性的目的。

2.使用高性能材料：选择高性能的水泥、骨料、外加剂等材料可以提高混凝土的密实性和耐渗透性。

3.使用降低水灰比的混凝土：水灰比是混凝土中水泥用量与水用量的比值，降低水灰比可以提高混凝土的密实性和耐渗透性。

4.表面密封：通过表面密封处理，可以减少混凝土表面的孔隙结构，提高混凝土的密实性和耐渗透性。

5.使用渗透性降低剂：渗透性降低剂是一种混凝土外加剂，可以通过改善混凝土内部结构和水泥石胶体的物理性质，从而降低混凝土的渗透性。