1、不同养护条件下渗透结晶防水材料对混凝土抗渗性能影响摘要:养护条件影响混凝土的性能。为比较渗透结晶材料在不同养护条件下对混凝土抗渗性能影响。采用二次抗渗试验方法，结合微观结构测试方法，对混凝土的界面结构进行分析和表征。结果表明：养护湿度增大，混凝土界面过渡区和水泥石结构逐渐改善，最可几孔径逐渐减小。在饱水养护时，混凝土抗渗性能最好，标准养护时次之，相对湿度30%养护时最差。 关键词: 养护条件；渗透结晶材料；混凝土抗渗性；微观结构 中图分类号：TV431 文献标识码：A 1 引言 水工混凝土抗渗性是其耐久性的一个重要要求1。混凝土渗透结晶防水材料具有优良的防水性能和裂缝自修复性能2，在混凝土中掺
2、加该材料，有利于提高混凝土的抗渗性，在水工混凝土领域具有广阔的应用前景。但渗透结晶防水材料性能优劣与其应用环境密切相关，因此有必要研究不同养护环境条件下渗透结晶材料对混凝土抗渗性能影响。采用扫描电子显微镜（SEM）和压汞试验(MIP)，研究表征自制的混凝土渗透结晶型防水材料的渗透防水性能和自修复性能，以便了解该材料抗渗机理。 2 试验 作为防水材料，衡量性能好坏的最主要指标就是它的防水能力，具体表现为材料的抗渗能力。对于渗透结晶型防水材料，优良的二次抗渗压力更能显示出这种防水材料的优越性。为了能表征防水材料的渗透结晶性能，研究过程中，制作了内部结构疏松的低强度等级混凝土试件，采取内掺法，改变不
3、同的养护环境，进行混凝土试件的抗渗性能比较。 2.1 试验原材料及配合比 普通硅酸盐水泥（缩写 PO）：PO42.5 水泥，山水水泥有限公司产；细骨料：中砂，细度模数 2.8，山东烟台产；粗骨料:采用 1020mm碎石和 2040mm 碎石二级配，山东烟台产，其中 1020mm 碎石：2040mm碎石=4：6。混凝土渗透结晶防水材料，自制。试验所用配合比见表 1。 表 1 混凝土配合比 kgm-3 水泥 细集料 粗集料 水 渗透结晶材料 330 718 1171 176 6.6 2.2 抗渗试件制备与测试 根据水工混凝土试验规范SL352-2006，混凝土抗渗试件按配合比混合，掺加混凝土渗透结
4、晶防水材料，振捣成型，在不同湿度条件下养护至试验龄期。并按照水工混凝土试验规范SL352-2006 中抗渗试验要求进行性能测试。 2.3 试验结果与讨论 不同湿度条件养护下的混凝土抗渗性能试验结果见表 2。 表 2 不同湿度养护条件下混凝土的抗渗性能 养护条件 第一次抗渗压力 第二次抗渗压力 相对湿度为 30% 0.8 0.4 标准养护 1.2 1.0 饱水养护 1.4 1.4 由表 2 可知，在不同的湿度条件下养护后，混凝土抗渗性能差异较大。相对湿度为 30%养护条件下，内掺渗透结晶防水材料试件的一次抗渗压力和二次抗渗压力分别为 0.8MPa 和 0.4MPa；标准养护条件试件的一次抗渗压力
5、在达到 1.2MPa，二次抗渗压力仍可达到 1.0MPa；饱水养护条件下，混凝土试件的一次与二次抗渗压力相同，均为 1.4MPa。上述三种养护条件的抗渗性能试验结果表明，养护湿度增加，混凝土抗渗性能提高。饱水养护条件效果最好，标准养护次之，相对湿度为 30%养护效果较差。这是因为养护湿度增加，有利于渗透结晶防水材料中活性化学组分向试件内部的扩散，修复混凝土内部存在的微裂缝，增加混凝土内部密实性，从而提高混凝土的抗渗性能。 3 微观结构表征 混凝土的抗渗性能与其混凝土内部的微观结构密切相关3,4。因此，采用 SEM 和 MIP 对混凝土的微观结构进行测试分析。 3.1 SEM 结构与分析 3.1
6、.1 不同湿度养护下水泥水化物 SEM 结构与分析 采用 SEM 对 28d 龄期不同湿度养护条件下混凝土内部水泥石进行扫描，拍摄图像见图 1。 a)相对湿度 30%养护 b )标准养护 c)饱水养护 图 1 不同湿度养护下 28d 水泥水化物 SEM 由图 1 可以看出，28d 龄期，在相对湿度 30%养护条件下，混凝土内水泥石明显看到裂缝存在，裂缝多而较长；标准养护时，水泥石水化物中可看到短小细微裂缝；饱水养护，基本未发现裂缝。这是因为，混凝土养护环境湿度增加，渗透结晶材料中的活性物质与混凝土内部的 Ca(OH)2反应快，在相同龄期内，填充于混凝土微裂缝的物质多，混凝土结构致密，抗渗性能提
7、高。 3.1.2 内掺渗透结晶防水材料的界面过渡区 SEM 结构与分析 采用 SEM 对 28d 龄期不同湿度养护下混凝土界面过渡区结构进行扫描与分析，扫描图像见图 2。 a )相对湿度 30%养护 b ) 标准养护 c) 饱水养护 图 2 不同湿度养护下 28d 混凝土界面过渡区 SEM 由图 2 可以看出，28d 龄期，养护湿度越大，混凝土界面过渡区结构越致密。在相对湿度 30%养护条件下，混凝土界面过渡区，骨料与水泥石之间可看到清晰的界面；标准养护时，混凝土相对湿度增加，骨料与水泥石之间的界面区逐渐减少，密实性相对增加；饱水养护时，混凝土界面过渡区致密。这是因为，混凝土养护湿度增加，界面
8、过渡区富集的Ca(OH)2 转变为更多的硅酸钙，填充了微裂缝的空隙，结构致密，混凝土贯通能力弱，界面过渡区得以改善，混凝土的抗渗性能好。 3.2 孔结构与分析 采用 MIP 对 28d 龄期不同湿度养护条件下的混凝土进行压汞试验，试验结果见表 3 和图 3。 表 3 不同湿度养护条件下混凝土的孔径分布 养护环境 最可几孔径/nm 孔径分布/% 20nm 20-100 nm 100-200nm 200nm 相对湿度 30%养护 69.8 29.60 33.40 12.67 24.70 标准养护 55.3 35.00 35.54 11.46 18.08 饱水养护 23.6 38.54 32.71
9、11.81 17.02 a ) 相对湿度 30%养护 b ) 标准养护 c) 饱水养护 图 3 不同湿度养护条件下混凝土孔径分布曲线 由表 3 可以看出，养护条件对混凝土的孔径分布影响显著。饱水养护时，小于 20nm 的无害孔含量较多；相对湿度 30%养护时，孔径大于200 nm 的多害孔含量较多。不同孔径及其含量影响混凝土的性能，含量大的无害孔，有利于混凝土性能提高。因此，饱水养护时，混凝土抗渗性能好；相对湿度 30%养护时，混凝土抗渗性能差。 从图 3 和表 3 中可以看出，相同混凝土配合比，养护湿度增大，混凝土的最可几孔径逐渐减小，混凝土的抗渗性能好。标准养护和饱水养护时的最可几孔径是相对湿度 30%养护的 79.2%和 33.8%。因此，饱水养护时，混凝土的抗渗性能好。 4 结论 不同养护条件下，渗透结晶材料对混凝土内微观结构影响不同，进而影响其抗渗性能。养护湿度大，混凝土界面过渡区密实，微裂缝少，最可几孔径小，混凝土抗渗性能好。
