Name: concrete durability and water penetration
Uploaded: 2024-11-07T14:48:45.000Z
Duration: 1 min 25 s
Channel: JoVE

Проницаемость относится к тому, насколько легко жидкости или газы могут проходить через бетон. Эта характеристика актуальна для обеспечения непроницаемости конструкций, удерживающих жидкость и устойчивых к химическому разложению.
Проницаемость бетона оценивается с помощью базового лабораторного теста, в ходе которого герметизируются все стороны, кроме верхней части образца бетона. Затем на верхнюю поверхность наносится вода под давлением.
При достижении устойчивого состояния, которое может занять около десяти дней, регистрируется объем воды, проникший через заданную толщину бетона в течение определенного периода времени.
Для бетона, состоящего из стандартных заполнителей нормальной массы, проницаемость определяется пористостью цементной пасты.
Проницаемость гидратированной цементной пасты определяется не только небольшим размером пор внутри геля, но и наличием более крупных капиллярных пор.
По мере того, как гидратация прогрессирует, проницаемость цементной пасты снижается, потому что некоторые пространства, первоначально заполненные водой, закрываются.
При более низком соотношении воды и цемента, обычно ниже 0,6, проницаемость снижается, поскольку капилляры становятся сегментированными или разбитыми, препятствуя потоку жидкости.

Проницаемость бетона

Permeability of Concrete

Когда говорят о проницаемости бетона, это относится к тому, насколько легко жидкости или газы могут проходить через материал. Это качество имеет решающее значение для оценки водонепроницаемости и долговечности бетонных конструкций и их устойчивости к химическим воздействиям. Проницаемость бетона можно определить с помощью сравнительных лабораторных испытаний. Эти испытания обычно включают герметизацию бетонного образца по боковым поверхностям, приложение давления воды к верхней поверхности под давлением и измерение количества воды, проходящей сквозь образец в течение примерно десяти дней, пока не будет достигнуто устойчивое состояние.

Проницаемость бетона зависит не только от соотношения вода/цемент и степени гидратации, но и от пористости цементного теста, которая меняется в зависимости от распределения размеров пор. Капиллярная пористость играет важную роль, поскольку сегментированные капилляры снижают проницаемость по сравнению с взаимосвязанными. По мере того, как цементное тесто продолжает гидратироваться, его проницаемость уменьшается из-за закрытия пустот, изначально занятых водой. Для прочного бетона выгодно иметь более низкое соотношение вода/цемент, что помогает быстрее достичь более низкой проницаемости.

Также отмечается, что бетонная смесь должна быть плотной и содержать хорошо фракционированный заполнитель для снижения проницаемости. Кроме того, на проницаемость могут влиять такие факторы, как методы отверждения и размер заполнителя, при этом пропаренный бетон обычно имеет более высокую проницаемость, чем пропитанный влагой, если только он не подвергался особым условиям отверждения, таким как отверждение водным туманом, для достижения желаемых низких уровней проницаемости.

Проницаемость относится к тому, насколько легко жидкости или газы могут проходить через бетон. Эта характеристика актуальна для обеспечения непроницаемости...

Education

JoVE Core

Civil Engineering

Unit 1

Раздел 1

KEY TERMS AND CONCEPTS

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ

concrete durability and water penetration

Concrete durability depends partly on how easily water and gases can move through it. This property, called permeability, is important for judging water-tightness and resistance to chemical attack in concrete structures.

Permeability is measured with comparative lab tests. In a typical test, the sides of a concrete specimen are sealed, water pressure is applied to the top surface, and the amount of water that passes through is measured. The test is often run for about ten days until a steady state is reached.

Several features of the concrete mix affect permeability. The water/cement ratio and the degree of hydration both matter. The porosity of the cement paste also plays a major role. Pore size distribution is important, and capillary porosity can change how easily water moves through the material.

Interconnected capillaries allow more flow than segmented capillaries, which reduce permeability. As cement paste hydrates, its permeability drops because voids that once held water are gradually closed. For more durable concrete, a lower water/cement ratio helps the mix reach low permeability sooner. A dense mix with well-graded aggregate also helps reduce permeability. Curing and aggregate size matter too. Steam-cured concrete usually has higher permeability than moist-cured concrete, although fog curing can be used in some cases to reach low permeability levels.

Concrete Durability and Water Penetration

concrete-durability-and-water-penetration

permeability of concrete

Concrete durability depends partly on how easily water and gases can move through it. This property, called permeability, is important for judging water-tightness and resistance to chemical attack in concrete structures. Permeability is measured with comparative lab tests. In a typical test, the sides of a concrete specimen are sealed, water pressure is applied to the top surface, and the amount of water that passes through is measured. The test is often run for about ten days until a steady...

sulfate attack on concrete

Concrete Damage from Sulfate Exposure

Concrete damage from sulfate exposure starts with a whitish discoloration, often first seen at the edges and corners. As the attack continues, the concrete can crack and spall. This deterioration happens when sulfates react with hardened concrete and create new compounds that take up more space than the materials they replace. Sulfates may enter concrete from soil, groundwater, or industrial effluents. Inside the concrete, they can form calcium sulfate and calcium sulfoaluminate. The reaction...

effect of sea water on concrete

Seawater Damage and Concrete Durability

Seawater can damage concrete by changing its chemistry, increasing porosity, and lowering strength. In marine settings, concrete is exposed to dissolved salts and repeated wetting, so its durability depends on how much water can enter the material. One major form of damage is the breakdown of ettringite and gypsum, two concrete minerals that can dissolve in seawater. As these materials are lost, the concrete becomes more porous. Salt can also crystallize inside pores, especially above the...

acid attack on concrete

Concrete Damage from Low pH Water

Concrete damage from low pH water happens when acids react with the hydrated cement paste. This reaction dissolves the paste, so the concrete becomes softer and weaker. The problem is often seen in chimneys, sewers, and industrial settings. The amount of damage depends on how acidic the water is. When pH falls below 6.5, the attack becomes more severe. A pH below 4.5 can cause major concrete damage. The rate of damage also depends on how fast hydrogen ions move through the cement gel. This...

alkali aggregate reaction in concrete

How Moisture Cracks Alkali-Reactive Concrete

Alkali-aggregate reaction in concrete can weaken a structure when siliceous minerals in the aggregate react with alkaline hydroxides from cement. The reaction makes an alkali-silica gel, which pulls in water and swells. As the gel expands inside the rigid cement paste, it creates pressure that can crack and disrupt the concrete. The damage comes from both osmotic hydraulic pressure and the swelling of the solid reaction products. Particle size also matters. Fine siliceous particles can cause...

corrosion of reinforcement

Why Concrete Can Fail Around Rebar

Steel reinforcement in concrete can corrode when its protective environment changes. Fresh concrete is highly alkaline because of calcium hydroxide, with a pH of about 13. That high pH helps form a passive iron oxide layer on the steel surface, which slows corrosion. Over time, carbonation, chloride ingress, and cracking can weaken this protection. Concrete contains hydrated cement paste with salts, and it acts as an electrolyte. Different areas of the steel then behave as anodic and cathodic...

key terms and concepts

Learn how water moves through concrete, how permeability is tested in the lab, and why mix design and curing affect durability and water-tightness.

Concrete Durability and Water Penetration | JoVE K12

JoVE Core Civil Engineering provides a foundational exploration of essential construction materials in civil engineering, focusing on bricks, stones, steel, wood, and concrete through easy-to-understand animated videos. This collection covers the properties, manufacturing processes, and practical applications of these materials. Additionally, the accompanied science-in-action videos demonstrate the research experiments performed in laboratories.

civil engineering

Concrete Durability and Water Penetration

Description

Transcript