抗渗等级与抗渗标号

渗透系数与抗渗标号的换算

2007-12-24 15:53

刘文波嵇艳玲沙元福

抗渗性是混凝土的一项重要指标，我们在抗渗混凝土施工前需要对混凝土进行抗渗试验。抗渗试验就是对试件定时逐级加压，即从0.1MPa 开始，每隔8h增加0.1MPa，直至6个试件中有3个端面渗水为止。这样，进行一次试验，需要连续进行数十小时至上百小时。这么长时间的试验，如果发生停电现象，会给试验带来影响，使试验无法继续进行，影响对抗渗性能的评估。

研究表明，混凝土的渗水高度Dm与其所受压力水头H及施压时间T 的乘积(TH)的平方根成正比。

式中：K——混凝土渗透系数；m——混凝土空隙率，通常取m=0.03。

国内科研单位还据此给出了混凝土抗渗标号与渗透系数的换算关系。根据以上成果，我们在长期试验实践中，摸索出在停电状况下，通过测试水压衰减曲线，继续进行抗渗试验的新方法，有效地解决了停电或无电情况下的抗渗试验问题。

1 水压衰减曲线

所谓水压衰减曲线，就是在加压试验过程中，停止加压，此时，试验水在已有压力作用下，将会继续向试件上部渗透，随着时间的推移，水压逐渐衰减，这种衰减是有规律的，如以时间为横坐标，水压为纵坐标，绘制两者的关系图，可得一条比较光滑的曲线，称作水压衰减曲线。根据试验过程中的供电情况，水压衰减曲线有以下几种类型：

(1)进行抗渗标号试验过程中，停电时间较长，未能恢复正常试验的，为分级加压—衰减型(图1－a)。

(2)进行抗渗标号试验过程中，停电时间较短，供电后又恢复正常试验的，为分级加压—衰减—分级加压型(图1－b)。

(3)无电时，人工加压—衰减型(图1－c)。

(4)无电时，人工数次加压—衰减型(图1－d)。

抗渗混凝土试验间断的处理

图1 几种水压衰减曲线示意图

2 水压衰减曲线测绘及计算

(1)停电时，立即记录下停电时间及当时水压(P

)，并切断电源，防止来电时人不在场，无法记录继续加压情况。

(2)停电2h内，因水压衰减较快，每隔10min左右观测一次水压衰减情况，做好记录；2h后，水压衰减变缓，可半小时或更长一些时间观测一次，直至恢复正常试验。

(3)绘制水压衰减曲线。根据测试结果，绘制水压衰减曲线图。

(4)计算停电观测期间水压(P)与加压时间(T)的乘积之和。

ΣTP=T

1P

1

+T

2

P

2

+……+T

n

P

n

式中：T

1，T

2

，……，T

n

分别为第1，2，……，n次观测的时间间

隔；P

1，P

2

，……，P

n

为与之对应的观测时间段内的平均水压。这里的

平均水压是个变量，但由于各个观测段的时间比较短，每个观测段内的水压变化可认为近似一条直线，所以，该段的平均水压近似等于其上、下两个测点水压的平均值。

P 1=(P

+P

1

)／2

P 2=(P

1

+P

2

)／2

……

P n =(P n-1+P

n

)／2

当n个观测段的时间间隔相同时：

Σni=1TP=T(P

0／2+P

1

+P

2

+……+P

n-1

+P

n

／2)

为换算方便，式中的水压单位以取兆帕、时间单位以取小时为宜。

3 渗透系数的计算

多数时间供电正常，偶尔出现短时间停电的，可在来电后继续进行逐级加压试验(如图1-b)。但应扣除停电期间已经施加的水压、时间乘积之和。

试验结束后，立即将试件卸下，沿轴线方向从中间劈开，测得其平均渗水高度D

m

，而后计算渗透系数K。

K=(mD2

m

)／2ΣTH(cm／s)

式中：m——混凝土空隙率；D

m

——平均渗透高度(cm)；T——渗水时间(S)；H——压力水头，压强为1MPa时的压力水头H≈104(cm)根据算得的渗透系数将其换算成抗渗标号。

4 渗透系数与抗渗标号的换算

根据理论计算，渗透系数与抗渗标号的换算关系见表。

表1 混凝土抗渗标号与渗透系数的关系数

实际工作中，会发现按表1换算出来的抗渗标号偏高。原因是，表中的K值是按平均渗水高度为15cm计算的，实际上，混凝土的渗水线是条不规则的曲线，按抗渗标号试验要求，试件端部渗水，即行停止试验，而此时最大渗水高度为15cm。通过大量试验获得，平均渗水高度与最大渗水高度关系：

=(Dmax-1.22)／1.02

D

m

当Dmax为15cm时，D

≈13.5cm。

m

按实测平均渗水高度计算所得的渗透系数，相对应的抗渗标号约比表1低一个等级。

施工中常遇到有W6、S6、P6三种混凝土抗渗等级的标法，其实都一样的,只是叫法不同,

以前水利规范叫S,建筑也是,，，，现在新的规范水利叫W,建筑叫P,试验方法基本上一样.

目前建筑行业中的抗渗标号还是按P，但水工方面多用W,（乱）

抗渗等级也就是抗渗标号，都是水压力的整数换算

但抗渗标号与渗透系数，属于混凝土性能的两种参数，是两种不同试验方法的结果，不能直接换算。

通常使用抗渗等级来评价抗渗性能，渗透系数作为参考，详见《水工混凝土试验规程》DL/T5150-2001

试验计算及换算详见规范内容及上面两篇文献

参考规范

《渠道防渗工程技术规范》SL18-91

《水工混凝土结构设计规范》SL/T191-96

《水工混凝土试验规程》DL/T5150-2001

补充：混凝土的抗渗性用抗渗等级（P）或渗透系数来表示。我国标准采用抗渗等级。抗渗等级是以28d龄期的标准试件，按标准试验方法进行试验时所能承受的最大水压力来确定。GB 50164《混凝土质量控制标准》根据混凝土试件在抗渗试验时所能承受的最大水压力，混凝土的抗渗等级划分为P4、P6、P8、P10、P12等五个等级。相应表示混凝土抗渗试验时一组6个试件中4个试件未出现渗水时不同的最大水压力。

试配要求的抗渗水压值应比设计提高0.2 MPa。试配时应采用水灰比最大的配合比作抗渗试验:

抗渗等级最大水灰比

C20～C30 C30以上

P6 0.60 0.55

P8～P12 0.55 0.50

>P12 0.50 0.45

其抗渗试验结果应符合下式要求：

Pt≥P/10＋0.2

式中 P——设计要求的抗渗等级