关键词：声时；声速；渗透高度；加载时间；渗透系数；抗渗；
一、目前国内混凝土抗渗试验方法
1.1现阶段我国混凝土抗渗试验方法
1.1.1我国混凝土抗渗规范
我国建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202—2018）规定，建筑结构室外地平线以上部位，混凝土需满足抗渗标号p4等级；结构埋置深度0～10m时，基础混凝土需满足抗渗标号p6等级；结构埋置深度10～20m时，需满足抗渗标号p8等级；结构埋置深度20～30m时，需满抗渗标号p10等级；结构埋置深度大于30m时，混凝土抗渗等级需满足抗渗标号p12等级。
目前我国对于混凝土抗渗检测方法主要有两种，抗渗标号法和相对渗透系数法，试块采用圆台，如图2所示，每6块试件为一组。
图2 混凝土抗渗试块模型1：1
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表示。混凝土抗渗（impermeable concrete）是指抗渗等级等于或大于P6级的混凝土。
1.1.2抗渗标号法
抗渗标号法适用于所有等级的混凝土抗渗检测。根据GB 50164《混凝土质量控制标准》规范规定，根据混凝土试件在抗渗试验时所能承受的最大水压力，将混凝土抗渗性能分为p4、p6、p8、p10、p12五个等级。混凝土抗渗等级是以28d龄期的标准试件，在实验工作中，一般取标准混凝土抗渗试块6块养护（温度为20±2℃，相对湿度95%以上的标准养护室）在试验前一天取出，将表面晾干，然后在其侧面涂一层密封材料，随即用千斤顶加压，将试件压入经烘箱预热过的模具中，稍冷却后解除压力连同模具在混凝土渗透仪上进行试验。按标准试验方法（逐级加载法）进行试验时，初始水压力从0.2MPa开始，每隔8小时，压力增大0.1MPa，当6件试块中不超过2件试块出现渗透时所能承受的最大水压力来确定，根据公式p=10H-1(H为3件试块出现水渗透时的水压力)计算。
1.1.3相对渗透系数法
相对渗透系数法：适应于S1、S2、S4、S6、S8、S10、S12、S16、S30共9个等级标号的混凝土抗渗检测。在实验工作中，制作标准混凝土试块，试块养护（温度为20±2℃，相对湿度95%以上的标准养护室中）至试验前一天取出，将表面晾干，然后在其侧面涂密封材料，随即用千斤顶加压，将试件压入经烘箱预热过的套件中，稍冷却后解除压力连同试件套在混凝土渗透仪上进行试验。
一次加压到1.2MPa，恒压24h，加压过程不大于5分钟，达到1.2Mpa的时间作为实验记录的起始时间，稳压过程中应随时观察试件端面的渗水情况，如试件端面出现渗水，此时渗水高度为试件高度，并记录加载时间；对于试件端面未出现情况，则渗水24h后停止实验，将试件从模具中用千斤顶压出，将试件放在压力机上，沿纵断面将试件劈裂为两半，用粉笔描绘出水痕迹线，用精度0.01mm的游标卡尺测量平均渗水高度，孔隙率A取0.03，记录试验进行时间（24h），采用公式：
H——水压力，以水柱高度表示（mm）
注：1、1.2MPa水压力，以水柱高度表示为122400mm
2、用游标卡尺测10个测点处渗水高度，并计算平均值作为该试件的计算渗水高度，然后记录6个试件的渗水高度的平均值，作为该试件的计算渗水高度。
1.2实验材料选择
1.2.1水泥
本次试验采用42.5普通硅酸盐水泥，具体性能见下表2。
注：d——天数
1.2.2 粗骨料
表观密度: 2875kg/m 堆积密度：1496Kg/m3
粒径：5mm---20mm
1.2.3粉煤灰
类别：c类（高钙灰）
级别：二级，细度不大于25%，需水量96.4%，烧失量不大于8%
1.2.4 矿粉
级别：s95 颜色：灰白色
28天活性指数：95 密度：2.8g/cm3
1.2.5细骨料（细骨料采用中砂，取自河子西）
细度模数：2.5 粒径：0.5～0.25mm
1.2.6 外加剂
本次试验研究p6、p8、p10三种抗渗试块，共用3种外加剂。
1.3抗渗混凝土试块配比
1.3.1 p6抗渗试块配比
水：水泥：粉煤灰：矿粉：粗骨料：细骨料：外加剂（一号外加剂）
=1：1.21：0.53: 0.54：6.03: 4.35：3.18:0.04
1.3.2 p8抗渗试块配比
水：水泥：粉煤灰：矿粉： 粗骨料：细骨料：外加剂：（二号外加剂）
=1：1.27: 0.48: 0.51：6.03：5.42： 0.04
1.3.3 p10抗渗试块配比
水：水泥：粉煤灰：矿粉：粗骨料：细骨料：外加剂：（三号外加剂）
=1: 1.33： 0.45: 0.49: 6.04: 4.39 0.04
二、标养混凝土抗渗试块与饱和混凝土抗渗试块抗渗性能研究
2.1试验方法探究
抗渗标号法（也称逐级加压法）是我国目前最具有说服力的混凝土抗渗实验方法，也是工程中经常采用的试块抗渗性能检测办法，实验步骤如上所述，该实验方法强调：制作6件抗渗试块，配比与结构试验部位相同。试块制作好后，在温度为20±5℃的环境中静置24h，然后拆模、编号，在实验室标养状态下养护28天，养护完成后取出，在试件侧面抹密封材料，用压力机将试件压入模具中，并固定在混凝土渗透仪上，加载时荷载从0.2Mpa开始，每经过8h增加0.1Mpa，最终观察试件表面渗水状况，确定混凝土抗渗等级。
混凝土结构需进行抗渗检测部分均处于地下结构部分，地下结构混凝土渗水高度直接与地下水位的高度、地下土层的土质分层、土颗粒含水量有关，在结构施工时，结构基础部分在浇筑完成之后养护28天，达到设计要求强度，之后进行基坑回填，地下水位升高，基础结构与地下水接触，由于基础结构部分在28天养护完成之后只是达到了设计强度，混凝土内部水化反应并未完成，基坑回填以后，随着地下水位的上升，混凝土水化反应会继续进行，混凝土结构密实性会发生近一步变化。
由于抗渗标号法进行实验所采用的试块是在标养状态下养护28天，试块强度满足设计要求，但水化反应并没有完成。
因此，本次试验用上述逐级加压法，以最高渗水水位线为实际渗水高度，作为渗水高度数据，研究在标养条件、标养室浸水养护条件两种养护条件下，相同试验条件下，比较标养试块和饱和试块抗渗性能的差异。
2.2标养试块、饱和试块探究
本次试验将设p6、p8、p10三个抗渗等级试块，各抗渗等级试块各需2组，共6组试块，本次试验同时启动6台试验机完成。
试验中p6、p8、p10各等级第一组试验试块选择在标准养护室中，浸水养护28天，使之进行充分水化反应，形成的饱和试块（即上述p6：1—6号试件，p8：19—24号试件，p10：37—42号试件），如图1；第二组试验试块选择在标准养护室中标养28天试块（即上述p6：7—12号试件，p8：25—30号试件，p10：43—48号试件），如图2。每个抗渗等级试块两组作为对照实验，采用上述逐级加压法进行水压载荷实验，本次试验将采用膨润土作为密封材料，试块装配方法按照采用膨润土作为密封材料时所采用的装配方法。
在试验中：p6等级试件加载48h（饱和试块在1号试验机加载，标养试块在2号试验机加载）；p8等级抗渗试块加载64h（饱和试块在3号试验机加载，标养试块在4号试验机加载）；p10等级抗渗试块加载80h（饱和试块在5号试验机加载，标养试块在6号试验机加载）。采用钟表计时，待各试块加载到时后，关闭试验机，将装有试块模具一一从混凝土渗透仪上卸载，放在如下图7所示仪器上，利用千斤顶将试块从模具中压出，并进行如图7所示的试块劈裂实验，试块在千斤顶压力作用下劈成两半，此时，应迅速用粉笔画出劈裂试块的水迹线，用精度为0.01mm游标卡尺测量渗水水迹线最高点，并做记录。
2.3实验数据分析
从表5可以清晰的看出，饱和试块的渗水性能明显低于标养试块，原因在于，饱和试块渗水充足，水化反应充分，密实性高；标养试块水化反应程度低，试块内部孔隙率高。因此也可以推断，在结构基础部分，基础回填完成后，随着地下水位上升并与结构基础接触，混凝土水化反应继续进行，基础部分混凝土密实性增强，抗渗性能提高。
三、恒压加载法标养混凝土抗渗试块渗水高度随加载时间变化研究
3.1混凝土试块渗水高度随时间变化关系图及数据分析
3.1.1混凝土试块渗水高度随时间变化关系图
3.2混凝土试块渗水高度随时间变化数据分析 从上图中可以明显的观察出，在恒压1Mpa加载时，p6、p8、p10抗渗等级标养试块在加载前96h内，渗水最高水迹线持续升高，并且随着时间的增加，渗水高度增长缓慢，在96～120小时之间，渗水迹线都没有明显上升，且高度基本上都保持在59mm左右，其中最高渗水高度59.17mm。因此可以说明，混凝土渗水达到了动态平衡，可以解释为混凝土最高渗水到达59mm左右时，试块内部压力与外部水压互相平衡，渗水迹线不会上升。
通过此次试验可以得出，结构混凝土抗渗部分在外部水压力作用下，会进行水渗透，当混凝土结构内部产生的压力等于外部水压时，水不会再进行渗透，出现动态平衡。因此在实际结构中，应加强混凝土结构密实性配置，在保证结构达到设计强度的前提下，采用更多密实性材料，提高混凝土抗渗性能。
根据GB 50164《混凝土质量控制标准》规范规定，采用逐级加压法进行抗渗实验时，普通p6等级抗渗试块加载48小时出现2块水渗透为合格；普通p8等级抗渗试块加载66小时出现2块水渗透为合格；普通p10等级抗渗试块加载80小时出现2块水渗透为合格，普通试块抗渗性能与图4、图5、图6中显示的本次试验中，试块水渗透高度试验数据相比，充分证明：改变混凝土各材料配比，添加抗渗外加剂的抗渗试块，混凝土抗渗性有极大提高，可以在很大程度满足建筑工程基础结构抗渗要求，满足建筑结构安全、稳定性要求，满足结构设计要求。
参考文献：
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论文作者:姚一凡
论文发表刊物:《建筑实践》2019年16期
论文发表时间:2019/11/20
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