2010结构工程师辅导：耐水性、抗渗性和抗冻性
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(五)材料的耐水性、抗渗性和抗冻性
材料长期在饱和水的作用下不破坏,而且强度也不显著降低的性质,称为耐水性,常用软化系数表示。按下式计算:
K软=R饱/R干
K软一一软化系数;
R饱一一材料在吸水饱和状态下的抗压强度, MPa;
R干一一材料在干燥状态下的抗压强度, MPa。
一般材料吸水后,材料内部的结合力有所削弱,造成强度不同程度的降低,即使是致密的花岗岩长期浸泡水中,强度也会降低3%左右。
K软在0~1之间波动,通常将软化系数大于0.85的材料,认为是耐水材料。
抗惨性是指材料抵抗压力水渗透的性质,一般用渗透系数K或抗渗等级P表示。
K= (10-1-11 )
K一一渗透系数, cm/h;
Q一一透水量, cm3;
d一一试件厚度, cm;
A一一透水面积?, cm-;
t一一时间, h;
H一一静水压力水头, cm.
凝土材料的抗渗等级可用下式计算:
P=10H-1
P一抗渗等级;
H——六个试件中有三个试件开始渗水时的水压力, MPa。
渗透系数越小或抗渗等级越高,表明材料的抗渗性越好。各种防水材料及受压力水作用部位的材料,都要具有一定的抗渗性。
抗冻性是指材料在吸水饱和状态下,能经受多次冻融循环作用而不破坏、强度又不显著降低的性质,常用抗冻等级F表示。抗冻等级表示试件能经受的最大冻融循环次数。
当材料内部孔隙充满水,且水温降至负温时,水会结冰而产生体积膨胀(约增大9%)，对孔壁产生很大的压力(可达100MPa) ,造成孔壁开裂。反复的冻融又造成材料内外层产生明显的应力差和温度差,将对材料产生不同程度的破坏。
材料的抗渗性和抗冻性与孔隙率、孔隙大小和特征等有很大关系。孔隙率小及具有封闭孔的材料有较高的抗渗性和抗冻性;若具有细微而连通的孔隙,则对抗渗性和抗冻性均不利，若孔隙吸水后还有一定的空间,则可缓解冰冻的破坏作用。
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