混凝土的強(qiáng)度與滲透性

　　混凝土的強(qiáng)度是指混凝土在外力作用下抵抗破壞的能力?；炷恋臐B透性是指某氣體、液體或離子通過混凝土的難易程度。混凝土的耐久性與滲透性直接相關(guān)，例如混凝土發(fā)生硫酸鹽腐蝕破壞的必要條件為有水及腐蝕性離子進(jìn)入混凝土體；發(fā)生堿骨料反應(yīng)破壞需有水分；鋼筋銹蝕需有氯離子去鈍以及水分和氧氣；碳化反應(yīng)需有CO2 等?！　∫话阏J(rèn)為，混凝土的強(qiáng)度越高，其滲透性越低，耐久性越好。這種假定的理論基礎(chǔ)是，混凝土的強(qiáng)度較高時(shí)，其水膠比自然較低，因此滲透性自然較低，耐久性較好。　　本文通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)說明二者之間的關(guān)系，并解釋其中原因。1 強(qiáng)度與滲透性的關(guān)系　　文獻(xiàn)[ 3 ] 給出了混凝土28 d 抗壓強(qiáng)度和空氣滲透性的關(guān)系。圖1表明隨28 d 抗壓強(qiáng)度的增加，滲透性有下降的趨勢。　　　　　　Dhir 等人研究了混凝土空氣滲透性的測量值，他們認(rèn)為混凝土的滲透性對早期濕養(yǎng)護(hù)的較小變化很敏感，于是給出初步結(jié)論：單獨(dú)的強(qiáng)度數(shù)值不能用來評價(jià)混凝土的滲透性；但強(qiáng)度和滲透性仍然是混凝土質(zhì)量的反映?！　∥墨I(xiàn)[5]從試驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：除非用于同類的純水泥混凝土之間相對比較，高性能混凝土的強(qiáng)度通常不能反映其滲透性?！　∫陨匣炷敛牧显趶?qiáng)度和滲透性方面表現(xiàn)得不一致，可能說明某些因素對這兩方面的影響是極不相同的。2 討論　　為便于說明孔隙結(jié)構(gòu)對滲透性和強(qiáng)度的影響，繪出孔隙結(jié)構(gòu)和滲透性之間的關(guān)系略圖如圖2 。強(qiáng)度和滲透性測量值的差異可以解釋為：首先，孔隙的連通性和滲透路徑的曲折性對滲透性有很大的影響，然而這些因素對抗壓強(qiáng)度的影響卻幾乎沒有；與此相反，抗壓強(qiáng)度和總孔隙率之間有線性關(guān)系，而滲透性與總孔隙率沒有直接關(guān)系。　　　　　　以空氣滲透性為例，孔隙尺寸的影響可用Powers公式分析。通過簡單的計(jì)算可知，滲透性對孔隙尺寸非常敏感。含大孔的混凝土孔隙率很小就能對滲透性的數(shù)值產(chǎn)生很大的影響；而相對較小孔的混凝土孔隙率較大時(shí)，對滲透性的影響卻微乎其微?！　±纾O(shè)一混凝土的孔隙率為10%，其中包括0. 1%左右的半徑為1μm的孔隙，其余9. 9 %左右的孔隙半徑為10nm。從后者通過的氣流與從前者通過的氣流相比是微乎其微的。令r1 = 1μm， r2 = 10 nm， p1 = 0. 1 % ， p2 = 9. 9 % ，則滲透總量　　　　K= 0. 001 × 2 / 8 +0. 099 × 2 / 8≈1. 25 ×10 - 16 　　顯然，絕大部分的孔隙沒有對滲透性起作用?！　×硪环矫?，由于試件內(nèi)部抗壓強(qiáng)度存在差異，在抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)中試件的不同部位一直進(jìn)行著荷載重分布，堅(jiān)固部分承擔(dān)較多的荷載，薄弱部分承擔(dān)較少的荷載，其結(jié)果似乎是較強(qiáng)的部位掩蓋了較弱的部位。滲透性實(shí)驗(yàn)中不會發(fā)生這樣的荷載重分布，試件的每一部分都受到相同的壓強(qiáng)梯度，即滲透性對試件的缺陷更敏感。3 結(jié)論　　混凝土的滲透性與連通的孔隙有關(guān)，抗壓強(qiáng)度是受總孔隙率控制的，滲透性和抗壓強(qiáng)度有一定的關(guān)系，但二者之間沒有必然的聯(lián)系?！　】赡艽嬖趦煞N混凝土，其抗壓強(qiáng)度相同，但滲透性不同。相反，混凝土的抗壓強(qiáng)度不同，可能滲透性相同。也不排除抗壓強(qiáng)度相同的混凝土具有相同滲透性的情況?！　≡u價(jià)混凝土耐久性時(shí)，抗壓強(qiáng)度數(shù)值有時(shí)能說明一定問題，但無法取代滲透性的試驗(yàn)結(jié)果。所謂混凝土抗壓強(qiáng)度越高耐久性越好的論點(diǎn)是不確切的。

原作者：趙鐵軍李淑進(jìn)