水性滲透型無機防水劑滲透性與混凝土耐久性的相關性

水性滲透型無機防水劑凍融破壞是指混凝土在負溫與正溫交替循環作用下發生表面剝落、開裂、強 度降低、結構疏松乃至破壞的現象。這種破壞在接觸水又受凍的環境下容易發生， 所以抗凍性也是混凝土耐久性的一項重要指標。

材料微觀結構決定了其宏觀的行為。決定滲透性的主要微觀結構指標如混凝 土的密實度、孔隙構造和數量，同時也是混凝土抗凍性的重要因素。因此混凝土 的滲透性一定程度上反映了其抵抗凍融破壞的能力。已有試驗表明混凝土滲透性 與抗凍性之間存在較好的相關性。
干燥的混凝土不會遭受冰凍破壞。由于混凝土含水率存在一個臨界飽和度，
在濕環境中，水滲入混凝土內部并達到這個臨界飽和度，在凍結時產生的壓力大 于周圍水泥漿體的抗拉強度而產生微裂縫。混凝土經充分養護后含水率可能低于 臨界飽和度，但如果其滲透性較高，且暴露于潮濕環境時，可以再次達到或超過 臨界飽和度。

因此，對處于凍融環境中的混凝土，其滲透性非常重要。滲透性不僅控制著 凍結時與內部水的移動有關的滲透壓力，而且控制著冰凍前的臨界飽和度。

(2) 碳化與滲透性
研究表明，混凝土碳化是影響混凝土耐久性的一個重要因素。一般情況下， 早期混凝土呈較強的堿性（一般，pH>12.5),當空氣、土壤、地下水等環境中的 酸性氣體（如C02、S02等）或液體侵入混凝土中，與水泥石中的堿性物質發生 化學反應，使pH下降，稱為混凝土的中性化。其中，由空氣中的C02所引起的 中性化過程稱為混凝土的碳化。
混凝土的碳化是伴隨著C02氣體向混凝土內部擴散，溶解于混凝土孔隙內的 水，再與各水化產物發生碳化反應這樣一個復雜的物理化學過程。研究表明，混 凝土的碳化速度取決于C02氣體的擴散速度及<：02與混凝土成分的反應性。混凝 土的滲透性在很大程度上決定著C02的擴散速度，從而影響著混凝土的抗碳化性
能。
許多研究證明混凝土的碳化與滲透指標（吸水性、氣體滲透性、氯離子擴散 性等）具有較好的相關性。
1) 碳化深度與吸水性關系。有調查研究表明碳化深度隨吸水量的增大而呈 線性增加趨勢。
2) 碳化深度與氣體滲透性關系。混凝土的碳化性能很大程度上取決于C02 在混凝土中的擴散速度，因此也就必然受混凝土氣體滲透性的影響。有試驗結果 表明，混凝土碳化深度的平方與空氣滲透系數成良好的線性關系。
3) 碳化深度與氣離子擴散性。有試驗結果表明，兩者間有較好的相關性[181。
(3) 堿一集料反應與滲透性
堿一集料反應是指混凝土中的堿性物質與具有堿活性的集料間發生的化學反 應。這種反應引起明顯的混凝土體積膨脹和開裂，改變混凝土的微結構，是影響 混凝土耐久性的最主要因素之一。堿一集料反應實際是混凝土中某些活性礦物集 料與混凝土中的堿性溶液之間的反應。
混凝土發生堿一集料反應的條件是集料的堿活性、水泥的含堿量或其他途徑 得到堿以及潮濕的外部環境。研究[19’2(>]表明，只有在空氣相對濕度大于80%，或 直接接觸水的環境中，堿一集料反應膨脹破壞才會發生。否則，即使骨料具有堿 活性且混凝土中有超量的堿，堿骨料反應也很緩慢。生成的凝膠在干燥狀態下不 產生體積膨脹，就不會產生破壞性膨脹開裂。所以，混凝土的滲透性對堿一集料
反應有很大的影響，有效隔絕水的來源是防治堿一集料破壞的一個有效措施[|81。
(4) 鋼筋銹蝕與滲透性
鋼筋銹蝕是導致鋼筋混凝土結構耐久性損傷的一個主要原因，對結構的抗力、 可靠性、使用壽命等有很大影響。鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土結構和構件耐久性研究 中的重要課題，其危害之大遠遠超過人們的預計。
混凝土保護層滲透性決定了二氧化碳、水、氧氣和氯離子等各種侵蝕介質的 滲透速度，從而也決定了鋼筋開始脫鈍腐蝕的時間[21，22]。腐蝕開始后，離子在陰 陽兩極間遷移的難易，也就是混凝土的滲透率，在很大程度上受混凝土密實度的 影響|23,241，而混凝土密實度與滲透性密切相關，因此滲透性也影響著鋼筋銹蝕的 速度。
(5) 磨蝕與滲透性
混凝土的表面磨蝕分為三種情況：一是機械磨耗；二是沖磨；三是空蝕。 影響混凝土耐磨性的因素同樣影響混凝土滲透性，因此兩者間存在一定聯系。 有研究表明，混凝土表面吸水性與耐磨性之間存在很好的相關性，相關系數為
1) 這是因為這兩項指標都與混凝土（特別是表層混凝土）的性能有關，混凝 土的耐磨性決定于其強度和硬度，混凝土的表面吸水量則主要取決于表層混凝土 的水化程度和物理特性。另有試驗結果表明，可見磨耗深度與滲透性之間有很好 的相關性。
(6) 化學侵蝕與滲透性
混凝土在侵蝕性環境中，可能遭受化學侵蝕而破壞。對混凝土有侵蝕性的介 質包括軟水、酸、堿、硫酸鹽等。一般說來，混凝土的化學侵蝕可分為三類[25,26]: 第一類是某些水化產物被水溶解、流失的溶出性侵蝕；第二類是混凝土的某些水 化產物與侵蝕性介質發生化學反應的溶解性侵蝕；第三類是混凝土某些水化產物 與侵蝕性介質反應，生成膨脹性產物的膨脹性侵蝕。

對于溶出性侵蝕和酸侵蝕，Ca(OH)2或侵蝕產物隨水在混凝土中滲透而不斷 溶出是侵蝕不斷進行的必要條件，溶出過程決定了反應的快慢。因此，混凝土滲 透性是侵蝕速度的一個主要影響因素。混凝土的密實性越好，滲透性越低則侵蝕 速度越慢。對于堿侵蝕，NaOH或KOH在混凝土內部的擴散以及空氣中C02進 入混凝土的擴散過程同樣也都受到混凝土滲透性的制約。硫酸鹽侵蝕中，混凝土 滲透性決定著硫酸根的滲透速度，從而在很大程度上決定了侵蝕速度。