混凝土抗渗性能的影响因素

1.1掺合料掺量对抗渗性能的影响    

已有研究表明，在混凝土中加入适量的矿物掺合料可使其耐久性得到显著改善。粉煤灰、硅灰与水泥浆体之间存在优良的界面整合性能，影响混凝土的抗渗性能。有研究表明，掺入30%、40%的粉煤灰来代替水泥，能够明显地改善混凝土的抗氯离子渗透性能，且随着粉煤灰用量的增加，混凝土氯离子的扩散系数有下降的趋势。

钱红萍等采用RCM氯离子扩散系数和渗水高度法分析不同种类的矿物掺合料对混凝土抗渗性能的影响，发现粉煤灰和矿粉的掺入无论是对于氯离子扩散还是渗水性均有明显的降低。二者以2:3的比例复掺时效果更为显著。相较于基准混凝土而言，氯离子扩散系数可降低62%，渗水高度可降低63%。

霍俊芳等选用粉煤灰单掺和其他不同种类掺合料双掺的两种方式进行研究，结果表明当单掺30%粉煤灰时，与基准混凝土相比渗水高度可降低69%。这是因为密实填充和火山灰效应共同改善了混凝土的孔隙特征。粉煤灰与硅灰双掺时渗水高度是素混凝土的38%、与矿粉双掺时为57%、与石粉双掺时为67%。

李军将粉煤灰和矿渣粉以15%、25%、35%替代等质量水泥分别试验，结果表明，在龄期为90d时，不同掺量的混凝土中，氯离子的阻隔性随粉煤灰用量的增大而减小，而不同掺量的混凝土中氯离子的扩散系数却是相近的。当单掺硅灰时，混凝土对于氯离子的抗渗性能增强。此外，当复掺掺量为15%时，混凝土的抗渗性能为更优。一旦超过该比例，其性能便会有所损失。    

刘数华等根据已有的研究进一步探讨了粉煤灰对于混凝土抗渗性能增强的更佳掺量，研究发现当掺量为30%时其效果更佳。并且在掺量小于30%时，粉煤灰的掺入量与混凝土的抗渗性能成正比，当掺量大于30%时，二者成反比。

1.2水灰比对抗渗性能的影响

在混凝土拌和过程中，水灰比对于混凝土的工作性能和后期凝结硬化起决定性作用，对已完全硬化混凝土内部的孔径大小和孔隙的数量起关键作用，进而影响了其抗渗性能。混凝土的水灰比应遵循适量原则，如果水灰比过高，会在混凝土中形成大量的气孔，降低混凝土的紧实度，显著提高混凝土的孔隙率和渗透性，使得混凝土在面对有害气体和液体时，更容易被侵蚀。因此对于混凝土结构的长期使用寿命来说，水灰比更需要严格把控。

王璟玉等采用0.25、0.30、0.50三种不同比例的水灰比研究水灰比对高强混凝土抗渗性能的影响，研究发现当水灰比为0.25、0.30时，当压力加到2MPa和3MPa时表面也没有出现渗水的现象。而当水灰比为0.50时，压力加到1.3MPa时开始渗水。

吴环分别采用RCM和电量法对比不同水灰比对再生混凝土氯离子渗透性能的影响，发现在一定范围内降低水灰比有利于加强再生混凝土对于氯离子侵蚀的抵抗能力。也有研究表明，为降低甚至消除混凝土内部的毛细管孔隙可通过降低水灰比至0.38以下的方式以达到目的。    

1.3纤维掺量对抗渗性能的影响

有研究表明，掺入纤维后，水泥基体的抗渗性能会得到改善，这是因为纤维本身具有一定的阻裂和限缩的能力。通常认为，在水泥基体中，纤维能提高水泥基体在初始阶段的塑性及抗拉强度，有效地防止水泥基体中的早龄期裂缝，并能降低水泥基体中的微裂缝出现的概率，从而提高水泥基体的力学性能。

钢纤维的塑性、韧性和抗拉强度均较高，但相对用量较大；玻璃纤维具有较强的抗碱性，但易脆；炭纤维有许多优良的特性，但其昂贵的价格却制约着其广泛的应用；聚丙烯纤维、玄武岩纤维相对而言价格低廉，具有高强度、高机械性能和良好的抗腐蚀性能，是更为理想的纤维增强材料。

当前对纤维混凝土抗渗透性能的研究，大多侧重于在一个因素下对纤维含量进行优化，但是不同种类的纤维的更佳含量和对抗渗透性能的提高有着很大的差别，对于实际使用条件下的复合材料纤维增强体的研究更具现实意义。

王红喜等研究了不同种类的纤维进行混杂后对混凝土抗渗性能的影响，主要用到了钢纤维、Dura纤维、Dolanit纤维，他们表示虽然单一纤维的增强效果存在一定的局限性，但是对于多种纤维的混杂凭借不同的尺寸和性能，使混凝土在不同结构及性能层次上的阻裂和强化效果增强，使得各种纤维的优异性能得以充分发挥，并且纤维在不同形貌和性能上能够相互激发、补充，以达到提高抗渗性能的结果。研究表明，当单掺钢纤维时，混凝土相对渗透率下降了76.8%；当掺入Dura纤维时，混凝土相对渗透率降低了61.4%；在Dolanit纤维掺加后，混凝土的相对渗透率下降了73.2%。并且相对于单掺某一纤维而言，二元或三元混掺纤维能够更好地提高混凝土的抗渗性能。    

吴刚等对具有不同长度和形态的聚丙烯纤维进行了研究，结果表明，向混凝土中添加适量的聚丙烯纤维，对提高其抗裂、抗渗透能力具有重要作用。此外，还对不同长度的纤维对混凝土的抗裂性和渗透性的影响进行了研究。研究表明，少量纤维的加入除了能够增强其韧性以外，对混凝土内部的裂缝也有一定的作用，同时，随着纤维含量的增加，其抗渗性能也会提高。在混凝土中加入19mm的纤维后，其抗渗性能更好。孙家瑛研究了聚丙烯纤维和植物纤维对受荷混凝土抗渗性能的影响，研究发现聚丙烯纤维的掺入可使受荷混凝土的相对渗透高度降低80%；植物纤维的掺入可使其降低96%。

杨成蛟等将钢纤维、改性聚丙烯纤维混掺，研究混合纤维对于混凝土抗渗性能的影响。试验表明，在混凝土中添加纤维后，其抗渗性能略有下降，但不会影响其在实际工程中的工作性能，且在1.0%的混合纤维含量下，可提高其抗渗性能，且钢纤维对裂缝的效果优于改性聚丙烯纤维。    

姜雪洁等研究了不同掺量的改性聚丙烯纤维对混凝土抗渗性能的影响，结果表明改性聚丙烯纤维能够显著提高混凝土的抗渗性能。当掺入纤维含量为0.1%时，与基准混凝土相比，抗渗等级提高了200%；当掺入纤维含量为0.05%时，混凝土的抗渗效果仍然明显，抗渗等级提高了63%。