混凝土抗?jié)B性能研究的現(xiàn)狀與進(jìn)展

申請免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

摘  要：闡述了關(guān)注混凝土抗?jié)B性能的重要性，分析了影響混凝土抗?jié)B性能的各個(gè)方面和主要影響因素，并且針對這些影響因素，介紹了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及目前獲得的一些重要結(jié)論，對今后混凝土抗?jié)B性能研究的發(fā)展方向也進(jìn)行了探討。認(rèn)為水滲透性試驗(yàn)、氯化物滲透性試驗(yàn)、空氣滲透性測試各適合于不同的場合和情況，不存在某一種強(qiáng)于另一種的問題。提出混凝土的抗?jié)B研究應(yīng)該更多地關(guān)注混凝土在服役環(huán)境中由于荷載、裂紋擴(kuò)展等導(dǎo)致的抗?jié)B性能劣化的問題。在荷載作用對混凝土抗?jié)B性能的影響問題上，目前不同研究人員的研究結(jié)論之所以相差懸殊，試驗(yàn)條件不同是一個(gè)主要原因。 
    關(guān)鍵詞：混凝土抗?jié)B性能 耐久性 微裂紋 

    1、前言
    20 世紀(jì)30 年代，人們開始關(guān)注混凝土的抗?jié)B性能，是始于大型水工工程的建設(shè)，諸如混凝土水壩、水渠、涵管及位于地下水位線以下的地下結(jié)構(gòu)如隧道等；一旦混凝土的抗?jié)B性能不足或受到破壞，會降低這些結(jié)構(gòu)的使用效能，造成污染、滲漏等事故。尤其是水壩之類的大型水工結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)中需要確知混凝土抵抗高水壓下水穿透的能力[ 1 ] 。
    從20 世紀(jì)80 年代起，人們重新對混凝土抗?jié)B性能產(chǎn)生興趣，是由于混凝土的耐久性問題日益為人們所關(guān)注。混凝土的耐久性，與水和其它有害液體、氣體向其內(nèi)部流動的數(shù)量、范圍等有關(guān)，因此抗?jié)B性能高的混凝土，其耐久性就好。近年來，高性能混凝土的概念大有取代高強(qiáng)混凝土概念的趨勢[ 2 ] ，因?yàn)槿藗冋J(rèn)識到強(qiáng)度這一單一的指標(biāo)并不足以揭示結(jié)構(gòu)材料的工作狀態(tài)。高性能混凝土首先要求是耐久性有保證的混凝土。因此，要研究高性能混凝土，就不能不關(guān)注混凝土的抗?jié)B性能。然而，服役期間的混凝土，其抗?jié)B性能并非是一個(gè)常數(shù)，其與齡期、漿體水化程度等因素絲絲相扣，與微裂紋的延伸擴(kuò)展更是密切相關(guān)。正是因?yàn)樯婕暗挠绊懸蛩靥啵囼?yàn)耗功耗時(shí)，因此，目前人們在這方面獲得的研究成果還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能令人滿意，有必要在這方面進(jìn)一步深入進(jìn)行研究。本文正是針對上述問題，分析了混凝土的抗?jié)B性能的主要影響因素，并且介紹了研究現(xiàn)狀。
    2、試驗(yàn)方法的研究
    混凝土的滲透試驗(yàn)是一項(xiàng)艱難而耗時(shí)的工作，用什么方法能快速而且準(zhǔn)確地測量出反映混凝土滲透性能的數(shù)據(jù)，首先成為有關(guān)研究人員的研究領(lǐng)域。
    研究混凝土抗?jié)B性能有多種試驗(yàn)方法；有傳統(tǒng)的水壓力試驗(yàn)法，還有近年來越來越引起人們重視的抗氯化物滲透試驗(yàn)法，以及氣體滲透性試驗(yàn)法等。氣體滲透法比較適合在現(xiàn)場測試，在我國應(yīng)用相對較少，試驗(yàn)室測試以前兩種為主。
    2.1 　水壓力法
    傳統(tǒng)的水壓力試驗(yàn)法又分為穩(wěn)定流動法(constant flow method) 、滲透深度法(depth of penetration method) 和抗?jié)B標(biāo)號法。
    穩(wěn)定流動法測量壓力液體流過混凝土的流量、流速，適用于研究具有較高滲透性，例如強(qiáng)度不高、齡期不長的混凝土。在該方法中，滲透系數(shù)Kf 可以根據(jù)Darcy 定律來確定，在足夠緩慢的單向穩(wěn)定流中Darcy 定律可表示為: 
    Kf = μ Q d/ A ·t ·H      (1) 
    在此， Kf ———流動法測量的滲透系數(shù)；
    μ———液體的黏度； 
    Q ———液體流量；A ———流動液體穿越的試件截面積； 
    t ———流量穿越試件所花時(shí)間；
    d ———試件高度；
    H ———水頭高度。
    在根據(jù)Darcy 定律計(jì)算滲透系數(shù)過程中，測量一般存在相當(dāng)大的試驗(yàn)誤差，所以謹(jǐn)慎起見，要在不同的低流速下進(jìn)行測量，將流速對壓降作圖，用一條直線來擬合這些數(shù)據(jù)點(diǎn)[ 3 ] 。滲透深度法測量壓力液體穿透混凝土的深度，適用于研究具有低滲透性的混凝土。在該方法中，相對滲透系數(shù)可用下式計(jì)算[ 4 ] : 
    Kp = .d2 ·v /2t ·H        (2)
    在此， Kp ———滲透深度法測量的滲透系數(shù)；.
    d———平均滲透高度；
    v ———混凝土孔隙率； 
    t ———恒定壓力時(shí)間； 
    H ———水頭高度。
    應(yīng)該說，由于孔隙率實(shí)測困難而常采用估算值， Kp 值有誤差，一般僅用于進(jìn)行相對值的比較。