CN100575922C - 一种测试混凝土抗氯化物侵蚀能力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测试混凝土抗氯化物侵蚀能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将混凝土材料在60-90℃下热养后作为试件，热养时，水与胶凝材料的重量比为0.28～0.54；B、混凝土热养后，分别测定电通量和氯离子扩散系数值；C、根据公式：Q标＝M+NQ热推算标准养护的混凝土电通量数值，式中Q标为标养的混凝土的电通量数值，Q热为步骤B测定的电通量值，M、N为常数；根据公式：De标＝M1+N1De热，计算标养的混凝土的氯离子扩散系数，式中De标为标养的混凝土的氯离子扩散系数值，De热为步骤B测得的氯离子扩散系数值，M1、N1为常数。本发明中的方法可以快速的测定混凝土的抗氯化物侵蚀能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试混凝土抗氯化物侵蚀能力的方法。
背景技术
氯离子侵蚀混凝土进而导致其中钢筋发生腐蚀是混凝土结构耐久性失效破坏的最主要因素之一。近年来在全球范围内深入开展了其破坏机理、模型预测、试验检测、预防修补等方面的研究和探索，取得了丰硕成果。氯离子渗透性试验测试方法作为混凝土耐久性主要指标的检验评定手段和客观依据，确定科学、合理、可靠和有效的试验方法至关重要。
氯离子在实际工程混凝土中的传输机理是很复杂的，主要过程包括：扩散、渗透、对流、毛细吸附等。无论是常规或浓度加速试验，还是电加速试验，都既有稳态也有非稳态方法：非稳态方法是指混凝土中氯离子浓度不仅是位置的函数，也是时间的函数，扩散系数也是时间和位置的函数；而稳态是指混凝土中的浓度不随时间而变化，仅仅是位置的函数，即在扩散或渗透方向上浓度梯度不再随时间变化，氯离子进入混凝土中的通量等于离开混凝土的通量。
海洋环境下，混凝土抗氯化物侵蚀能力的指标主要有ASTM C1202方法测试的混凝土6小时电通量和按NT BUILD443测试混凝土氯离子扩散系数。而氯离子扩散系数更能真实地反映混凝土抗氯化物侵蚀能力的大小，根据经典菲克第二定律以混凝土氯离子扩散系数为基本参数能够与钢筋混凝土结构使用寿命联系起来，对于海工混凝土耐久性设计和既有结构耐久性评估和健康诊断有重要意义，因此混凝土的氯离子扩散系数是评价海洋环境下混凝土抗氯化物侵蚀能力的重要依据。
海洋工程结构混凝土抗氯化物侵蚀能力的控制标准和检测方法试验标准均是以养护28天、甚至90天的试件进行检测。国外大型海洋工程结构混凝土耐久性质量控制绝大多数是采用美国ASTM C1202混凝土抗氯离子渗透快速试验方法进行；而对于结构混凝土耐久性评价(扩散系数检测)则多采用北欧试验方法NT BUILD 443，其检测龄期通常为90天，由此导致扩散系数检测周期几乎有半年时间。
混凝土抗氯化物侵蚀能力的评定目前采用的是规定形状、尺寸的混凝土试件，经标准养护到胶凝材料达到一定水化程度，混凝土微观结构较为稳定之后再进行氯离子电渗透或氯离子扩散系数试验，以评定其抗氯离子侵蚀的能力。为了满足耐久性要求，用于海洋工程的高性能混凝土主要依靠化学外加剂和矿物掺合料(粉煤灰、磨细矿渣、硅粉等)复合来降低混凝土的用水量和改善混凝土的微观结构，以提高混凝土抗氯化物侵蚀能力。掺有活性掺合料的水泥石水化速度明显比仅使用水泥的要缓慢许多。而北欧标准NT Build 443在其适用性条文中特别强调：氯化物侵入参数依赖于混凝土成熟度。高性能混凝土的水化时间相对较长，因此其抗氯化物侵蚀性能的判定时间比普通混凝土所需更长。
在耐久混凝土的材料优选、配合设计阶段，往往时间较为紧迫，混凝土养护期有限，实际工程中往往需要在混凝土配合比设计过程中快速确定火山灰反应较充分的状态下的抗氯化物侵入性。由于耐久性评定周期较长，每批混凝土先应用到结构，等待到达测试龄期再检验。一旦测试结果出现不合格，将造成相当大的损失。目前工程应用中各方均感到混凝土耐久性检测周期太长，施工中混凝土配合比的调整无法及时获得性能参数，难以满足施工的需要。因此有必要研究评定周期较短的试验方法，以便较为及时地掌握混凝土的耐久性状况。开展早期推定水泥基混凝土材料抗氯离子侵蚀能力的研究具有十分现实的必要性和紧迫性。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的缺点，提供一种采取适当方式热养，大大缩短该混凝土的火山灰反应期，通过测定高性能混凝土热养抗氯离子侵蚀能力指标，推算出标准条件下高性能混凝土耐久性指标。迅速获得在长龄期中才能获得的抗氯化物侵入性能指标的测试混凝土抗氯化物侵蚀能力的方法。
为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种测试混凝土抗氯化物侵蚀能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将成形混凝土试件在60-90℃下热养，热养时，水与胶凝材料的重量比为0.28～0.54；B、混凝土热养后，分别测定电通量和氯离子扩散系数值，C、根据公式：Q标＝M+NQ热推算标准养护的混凝土电通量数值，式中Q标为标养的混凝土的电通量数值，Q热为步骤B测定的电通量值，M、N为常数；根据公式：De标＝M1+N1De热，计算标养的混凝土的氯离子扩散系数，式中De标为标养的混凝土的氯离子扩散系数值，De热为步骤B测得的氯离子扩散系数值，M1、N1为常数。
其中，将成分和水胶比相同的混凝土分为两组，其中一组标养后测得Q标值，另一组采用步骤A的方法热养后测得Q热值，Q标、Q热分别作为坐标系的纵轴和横轴，改变水胶比后测得多组Q标值、Q热值，将测得的多组Q标值、Q热值所表示的点标于坐标系中，利用这些点可以获得一条直线，可得出M、N值；将成分和水胶比相同相同的混凝土分为两组，其中一组采用标养后测得De标值，另一组采用步骤A的方法热养后测得De热值，De标、De热分别作为坐标系的纵轴和横轴，改变水胶比后测得多组De标值、De热值，将测得的多组De标值、De热值所表示的点标于坐标系中，利用这些点可以获得一条直线，可得出M1、N1值。
优选地是，所述的步骤A中的热养时间为12-120小时。
优选地是，所述的胶凝材料包括按重量计算的25％～45％水泥和55％～75％矿粉。
优选地是，所述的胶凝材料包括按重量计算的25％～45％水泥、40％～60％矿粉和5％～15％硅粉。
本发明中的测试混凝土抗氯化物侵蚀能力的方法，通过对新拌混凝土采用加热养护的养护方式，加快胶凝材料的水化反应速度，缩短混凝土常规养护龄期，在较短的时间内使混凝土达到较高的成熟度，通过对热养混凝土抗氯化物侵蚀性能指标的测试，根据本研究得出的经验公式可以快速推定混凝土的标准养护28天电通量和90天扩散系数。混凝土抗氯化物性能指标的检测和评定周期大大缩短，快速获取混凝土抗氯化物侵蚀性能指标。本发明中的方法既可以作为试验手段为海工混凝土配合比设计与优化提供基本试验参数，又可以作为现场控制混凝土质量的辅助检测方法，缩短常规方法混凝土耐久性指标检测周期。
附图说明
图1为热养时间对混凝土强度发展的影响图；
图2为K1混凝土强度与水胶比关系图。
图3为K1混凝土电通量与水胶比关系图；
图4为K1混凝土扩散系数与水胶比关系图；
图5为K1混凝土标养28天与热养24小时电通量的关系图；
图6为K1混凝土标养90天与热养24小时扩散系数之间的关系图；
图7为K2混凝土强度与水胶比关系图；
图8为K2混凝土电通量与水胶比关系图；
图9为K2混凝土扩散系数与水胶比关系图；
图10为K2混凝土标养28天与热养24小时电通量关系图；
图11为K2混凝土标养90天与热养24小时扩散系数之间的关系图；
图12为KS1混凝土强度与水胶比关系
图13为KS1混凝土电通量与水胶比关系
图14为KS1混凝土氯离子扩散系数与水胶比关系
图15为KS1混凝土标养电通量与热养电通量关系图
图16为KS1混凝土标养与热养扩散系数关系
图17为KS2混凝土强度与水胶比关系图；
图18为KS2混凝土电通量与水胶比关系图；
图19为KS2混凝土扩散系数与水胶比关系图；
图20为KS2混凝土标养与热养电通量的关系图；
图21为KS2混凝土标养90天与热养24小时扩散系数关系图；
图22为热养早期推定混凝土标养28天电通量经验曲线图
图23为热养早期推定混凝土90天扩散系数经验曲线图
图24K1混凝土电通量早期推定的误差图
图25KS1混凝土电通量早期推定的误差图；
图26为K2混凝土电通量早期推定的误差图；
图27为KS2混凝土电通量早期推定的误差图。
具体实施方式
本发明中使用的混凝土耐久性指标是指混凝土电通量和氯离子扩散系数，混凝土耐久性指标与混凝土抗氯离子侵蚀能力指标含义相同，W/B是指水与凝胶材料的重量比。
本发明中的热养护方法为：
(1)混凝土试件的制备
混凝土试件的标准尺寸为直径
高度h＝50±2mm。在试验室制作时，一般可使用直径
高度h＝51mm试模成型混凝土试件。热养试验需要标准试件6个，3个用于测试电通量，3个用于测试扩散系数。
按《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTJ 275-2000)中要求成型混凝土试块。
(2)混凝土试件的热养
成型的混凝土试件在8小时之内带模放入高低交变湿热温养护箱养护，高温养护步骤如下：
先将养护箱的温度调至75℃，待温度达到该温度稳定后，将准备好的试件移入养护箱，开始计时。试件在养护箱内养护24小时后取出，拆模后取出试件，将试件转移到标准养护室内，并浸入饱和的Ca(OH)2水溶液中浸泡24小时后准备测试。
(3)热养混凝土抗氯化物侵蚀性能指标测试
将热养后的混凝土试件真空饱水；按照《混凝土抗氯离子渗透试验标准试验方法》(ASTM C1202-97)测试热养24小时混凝土的6小时电通量；按照《北欧氯离子渗透试验标准》NT BUILD 443方法测试热养24小时混凝土的氯离子扩散系数。
本发明的方法中，混凝土强度试验按照《水运工程混凝土试验规程》JTJ270-98进行。混凝土电通量测试使用上海第三航务工程局科学研究所研制的快速氯离子渗透检测仪；混凝土中氯离子含量的测试使用ZDJ-4A自动电位滴定仪；热养采用高低温交变湿热试验箱。
本发明中使用的原材料为：水泥：安徽海螺牌P.I 52.5硅酸盐水泥；矿粉：朱家桥S95水淬高炉矿渣粉；硅粉：挪威埃肯硅粉；砂：河沙，细度模数2.65的中砂；石子：粒径5～31.5mm连续级配的碎石。减水剂：格雷斯公司生产的ADVA152高效减水剂。
本发明中所使用的混凝土组分按重量配比可以为：(1)、25％的水泥和75％的矿粉；(2)30％的水泥和70％的矿粉；(3)、40％的水泥和60％的矿粉；(4)、45％的水泥和55％的矿粉；(5)25％的水泥、70％的矿粉和5％的硅粉；(6)、35％的水泥，60％矿粉和5％硅粉。
本发明选用了一种混凝土进行试验，成分如表6-1所示：
表6-1
| 水泥编号 | 胶凝材料组成比例 |
| K1 | 30％PI型52.5硅酸盐水泥+70％的S95矿粉 |
| K2 | 40％PI型52.5硅酸盐水泥+60％的S95矿粉 |
| KS1 | 28.5％PI型52.5硅酸盐水泥+66.5％S95矿粉+5％硅粉 |
| KS2 | 40％PI型52.5硅酸盐水泥+55％S95矿粉+5％硅粉 |
首先，分别采用K1、K2、KS1、KS2几种不同类型的胶凝材料配制的混凝土进行热养时间的对比试验，以混凝土强度指标作为初步衡量混凝土胶凝材料水化程度即混凝土的成熟度的参数指标，热养时间分别定为24小时、48小时和72小时，将热养强度与标养28天强度对比。
测试热养混凝土与标养混凝土力学性能数据如表1所示：
表1
| 水泥编号 | 水胶比 | 热养24小时强度/MPa | 热养48小时强度/MPa | 热养72小时强度/MPa | 标养28天强度/MPa |
| K1 | 0.35 | 47.1/78.0％ | 48.0/79.0％ | 50.0/83.0％ | 60.5 |
| K2 | 0.35 | 59.6/87.0％ | 60.9/89.0％ | 63.4/92.8％ | 68.3 |
| KS1 | 0.35 | 49.5/83.0％ | 51.8/87.0％ | 52.6/88.0％ | 59.5 |
| KS2 | 0.35 | 54.3/78.7％ | 56.3/81.6 | 60.1/87.0％ | 69.0 |
其中，表中“/”右侧数据为达到标养28天强度的百分比。
将表1的数据做成图1的热养时间对混凝土强度发展的影响图，从图1可以看出，对于高性能混凝土胶凝材料热养24小时、48小时和72小时的混凝土强度基本达到标养强度的78％～93％，加速胶凝材料水化反应程度基本达到热养早期推定要求。
分别测试混凝土热养24、48、72小时的电通量和混凝土标养28天的电通量，测得数据如表2所示
表2
分别测试混凝土热养24、48、72小时的氯离子扩散系数和混凝土标养28天的氯离子扩散系数，测得数据如表3所示
表3
表2和表3为K1和KS1两组混凝土热养时间对混凝土耐久性指标的影响。从测试结果可以看出，热养的电通量明显小于标养28天混凝土的电通量，且热养电通量随着热养时间延长而减小。热养扩散系数大于标养90天扩散系数，且热养扩散系数随热养时间延长而减小。
根据上述研究结果，确定早期推定混凝土抗氯化物侵蚀能力的加速试验热养护方法为：将成型后的混凝土带试模放入高低温交变湿热养护试验箱，温度保持在75℃高温养护24小时后取出后拆模，然后将试件移入养护室浸入饱和的Ca(OH)2水溶液中，标准养护24小时后进行耐久性指标测试，简称热养24小时。
M、N，M1、N1数值的确定：
测定多种热养混凝土和标养混凝土性能指标，测试结果如表4所示。
表4
编号为K1的混凝土测试结果分析如下：
将表4中的对编号为K1的混凝土测试数据分别做成图2-6，根据图2～图4分析，K1系列混凝土在两种养护制度下电通量和强度与水胶比线性关系明显，随水胶比增大混凝土强度降低电通量增加；热养24小时强度是标养强度的70％～95％，大部分在80％～90％之间。说明热养加速胶凝材料水化的程度达到早期推定要求。K1系列混凝土热养24小时的电通量是标养28天电通量的76％～106％，热养24小时测得的扩散系数是标养90天测得的扩散系数的126％～176％。
两种养护制度下混凝土的性能指标之间存在较好的相关性，相关分析如图5-6所示。K1系列混凝土电通量与扩散系数相关关系如表5所示，相关系数大于0.95，线性相关性较强。
K1系列混凝土标养与热养抗氯化物侵蚀性能指标关系式如表5所示
表5
| 混凝土回归分析类别 | 关系式 | 相关系数 |
| 标养90天的混凝土的扩散系数De与热养24h的混凝土的扩散系数De单位：10<sup>-12</sup>m<sup>2</sup>/s | Y<sub>标养90天</sub>＝0.09138+0.57632X<sub>热养24小时</sub> | R＝0.92533 |
| 标养28天的混凝土的电通量与热养24小时的混凝土的电通量，单位：C | Y<sub>标养28天</sub>＝247+0.63X<sub>热养24小时</sub> | R＝0.95492 |
相关系数R是指图中所拟合的直线与测试获得的点之间的相关性，R越接近1，则直线与所有的点相关性越大。
编号为K2的混凝土测试结果分析如下：
将表4中对K2系列混凝土试验测试的数据做成图7-11，从图7-图9可以看出，两种养护制度下电通量和强度与水胶比线性关系明显，并随水胶比增大强度降低，电通量增加；热养强度是标养28天强度的72％～86％，说明热养加速胶凝材料水化的效果可以满足早期推定的要求。热养是标养28天电通量的86％～108％，热养24小时扩散系数是标养90天扩散系数的125％～273％。两种养护制度下混凝土的性能指标之间存在较好的相关性。混凝土热养与标养电通量和扩散系数相关分析如图10～图11所示。
从图10可以看出，K2系列混凝土标养28天电通量与热养24小时电通量之间的关系，两者之间线性关系良好。结合图8电通量与水胶比关系分析，热养混凝土电通量对水胶比的敏感性要大于标养混凝土，在水胶比较小的情况热养电通量小于标养电通量，在水胶比较大的情况热养电通量大于标养电通量。这是因为：热养在水胶比较小的情况下加速胶凝材料的水化反应速度的同时，分子间的自由水大部分被矿物胶凝材料的水化反应消耗，有助于形成相对密实的混凝土结构。而在水胶比较大的情况，在热养加速水化的过程中过多的游离水在短时间内不能完全被水化反应消耗，对硬化混凝土孔隙结构产生不利的影响。由此也说明热养加速胶凝材料水化的方法更适合于水胶比较低的混凝土。标养90天扩散系数与热养24小时扩散系数之间的关系如图11所示，标养28天电通量与热养24小时电通量相关公式如表6所示，标养电通量与热养电通量具有较高的相关性，标养与热养扩散系数相关性良好。
表6 K2系列混凝土标养与热养抗氯化物侵蚀性能指标关系
| 混凝土回归分析类别 | 关系式 | 相关系数 |
| 标养90天的混凝土的扩散系数De与热养24h的混凝土的扩散系数De单位：10<sup>-12</sup>m<sup>2</sup>/s | Y<sub>标养90天</sub>＝0.52842+0.20827X<sub>热养24小时</sub> | R＝0.99113 |
| 标养28天的混凝土的电通量与热养24小时的混凝土的电通量，单位：C | Y<sub>标养28天</sub>＝346+0.60X<sub>热养24小时</sub> | R＝0.96711 |
相关系数R是指图中拟合的直线与测试获得的点之间的相关性，R越接近1，则直线与所有的点相关性越大。
编号为KS1的混凝土测试结果分析如下：
将表4中对编号为KS1的混凝土试验测试的数据做成图12-图16，从图12-图14可以看出，两种养护制度下电通量和强度与水胶比线性关系明显，并随水胶比增大强度降低电通量增加，并且热养电通量对水胶比的敏感性大；从两种养护制度下混凝土抗氯化物侵蚀性能指标分析，热养考核指标对水胶比敏感性大于对标养指标对水胶比的敏感性，标养混凝土扩散系数明显低于热养混凝土扩散系数，两种养护制度下混凝土的性能指标之间存在较好的相关性。混凝土热养与标养抗氯化物侵蚀性能指标相关分析情况如图15～图16所示。热养与标养电通量、扩散系数的线性相关关系式如表7所示，分析可见相关系数均大于0.90，具有较好的线性关系。
表7 KS1系列混凝土标养与热养抗氯化物侵蚀性能指标关系
| 混凝土回归分析类别 | 关系式 | 相关系数 |
| 标养90天的混凝土的扩散系数De与热养24h的混凝土的扩散系数De单位：10<sup>-12</sup>m<sup>2</sup>/s | Y<sub>标养90天</sub>＝0.02402+0.58359X<sub>热养24小时</sub> | R＝0.95192 |
| 标养28天的混凝土的电通量与热养24小时的混凝土的电通量，单位：C | Y<sub>标养90天</sub>＝374+0.46X<sub>热养24小时</sub> | R＝0.92111 |
相关系数R是指图中拟合的直线与测试获得的点之间的相关性，R越接近1，则直线与所有的点相关性越大。
编号为KS2的混凝土测试结果分析如下：
将表4中对KS2混凝土试验测试的数据做成图17-图21，从图17-图18可以看出，可以看出两种养护制度下，电通量和强度与水胶比线性关系明显，并随水胶比增大强度降低电通量增加。KS2混凝土热养24小时是标养28天强度的73％～91％，说明热养24小时加速胶凝材料水化的效果基本满足早期推定要求。标养28天与热养24小时电通量线性相关性较强，相关关系见图20。
热养混凝土扩散系数是标养90天扩散系数的131％～186％。说明热养虽能加速胶凝材料的水化，但水化产物的数量和密实程度比标养90天的混凝土有一定差距。从图21可以看出标养90天KS2混凝土的扩散系数与热养24小时的扩散系数相关性较好。可以根据热养24小时扩散系数早期推定混凝土标养90天的扩散系数。
KS2系列混凝土标养与热养抗氯化物侵蚀性能指标关系如表8所示：
表8KS2系列混凝土标养与热养抗氯化物侵蚀性能指标关系
| 回归分析类别 | 关系式 | 相关系数 |
| 标养90天的混凝土的扩散系数De与热养24h的混凝土的扩散系数De单位：10<sup>-12</sup>m<sup>2</sup>/s | Y<sub>标养90天</sub>＝-0.18553+0.85836X<sub>热养24小时</sub> | R＝0.97532 |
| 标养28天的混凝土的电通量与热养24小时的混凝土的电通量，单位：C | Y<sub>标养90天</sub>＝472+0.48X<sub>热养24小时</sub> | R＝0.97224 |
表中的相关系数R是指图中拟合的直线与测试获得的点之间的相关性，R越接近1，则直线与所有的点相关性越大。
热养电通量早期推定标养28天电通量的经验公式：
通过上述试验研究，得出了热养电通量早期推定标养28天电通量的经验公式，经验公式的参数随胶凝材料组成不同而不同，将工程中常用的单掺矿粉和复合使用矿粉和硅粉的K系列和KS系列混凝土28天电通量早期推定公式汇于表9。
表9混凝土28天电通量早期推定经验公式
| 水泥编号 | 推定公式 |
| K1 | Q<sub>标</sub>＝247+0.63Q<sub>热</sub> |
| K2 | Q<sub>标</sub>＝346+0.60Q<sub>热</sub> |
| KS1 | Q<sub>标</sub>＝374+0.46Q<sub>热</sub> |
| KS2 | Q<sub>标</sub>＝472+0.48Q<sub>热</sub> |
其中：Q标为混凝土标养28天的混凝土电通量；Q热为混凝土热养24小时的混凝土电通量。
图22为热养早期推定混凝土28天电通量的经验曲线图，从经验曲线的斜率分析，K1、K2系列混凝土的斜率次在0.60～0.70之间；KS1、KS2系列混凝土斜率较小在0.4～0.5之间。
由于在海工混凝土质量控制中，通常要求混凝土28天电通量小于1000C，在本项目研究中配制的混凝土标养28天电通量大部分也在1000C以下。对图22中标养28天电通量小于1000C的区域分析，大部分混凝土热养24小时电通量小于标养28天电通量，分析原因可能是胶凝材料中含有大量的矿物掺合料，而矿物掺合料在28天龄期火山灰活性没有完全发挥出来。而热养的高温条件激发了矿物掺合料水化反应的活性，混凝土在较短的时间内达到较高的成熟度。
混凝土在水胶比较低时标养电通量要大于热养电通量，而在水胶比较大时标养电通量小于热养电通量。分析原因，可能是高温养护在水胶比较低条件，分子间的自由水大部分被矿物胶凝材料的水化反应消耗，形成密实的混凝土结构。在水胶比较大时胶凝材料水化同时过多的游离水在短时间内不能完全被水化反应消耗，受高温养护条件影响，混凝土水化产物分布不均匀导致硬化混凝土孔隙结构不密实。同一种胶凝材料混凝土热养与标养电通量之间关系随水胶比变化而变化，早期推定经验公式较真实地反映了这一规律。
标养90天混凝土扩散系数早期推定公式
通过上述试验研究，得出了根据热养24小时扩散系数测试结果早期推定标养90天扩散系数的经验公式，经验公式的参数随胶凝材料组成不同而不同，将工程中常用的单掺矿粉和复合使用矿粉和硅粉的K系列和KS系列混凝土90天扩散系数早期推定公式汇于表10。
表10混凝土90天扩散系数早期推定经验公式
| 系列 | 推定公式 |
| K1系列 | De<sub>标</sub>＝0.09138+0.57632De<sub>热</sub> |
| K2系列 | De<sub>标</sub>＝0.52842+0.20827De<sub>热</sub> |
| KS1系列 | De<sub>标</sub>＝0.02402+0.58359De<sub>热</sub> |
| KS2系列 | De<sub>标</sub>＝-0.18553+0.85836De<sub>热</sub> |
其中，De标混凝土标养90天扩散系数；De热混凝土热养24小时扩散系数；单位10-12m2/s。
从图23热养推定混凝土标养90天扩散系数经验曲线看，标养90天混凝土扩散系数大部分低于热养24时混凝土测得的扩散系数。说明热养混凝土虽然短时间内达到较高的成熟度，但与标养90天胶凝材料缓慢水化形成的混凝土的密实程度仍有较大差别。对于同一种混凝土，标养90天测得的混凝土扩散系数要比热养24小时测得混凝土扩散系数要小，早期推定的经验公式基本反应了这一规律。混凝土标养和热养扩散系数之间的关系随胶凝材料组成的不同而变化。
为了验证早期推定混凝土抗氯化物侵蚀能力性能指标经验公式，设计验证试验，混凝土配合比见表11，混凝土标准龄期的耐久性指标测试结果及早期推定结果见表12。
表11
| 编号 | 水胶比 | 水/kg | 水泥/kg | 矿粉/kg | 硅灰/kg | 砂/kg | 石/kg | 减水剂/kg |
| K1-A | 0.36 | 150 | 125 | 292 | - | 697 | 1136 | 5.00 |
| K1-B | 0.40 | 150 | 113 | 263 | - | 750 | 1125 | 4.50 |
| KS1-A | 0.36 | 150 | 119 | 277 | 21 | 697 | 1136 | 5.00 |
| KS1-B | 0.40 | 150 | 107 | 249 | 18.75 | 750 | 1125 | 4.50 |
| K2-A | 0.36 | 150 | 166 | 250 | - | 692 | 1129 | 4.16 |
| KS2-A | 0.36 | 150 | 166 | 229 | 20.8 | 692 | 1129 | 4.16 |
表12早期推定经验公式的误差
表12中标养电通量数据为标养28天龄期的电通量，扩散系数为标养90天龄期的扩散系数。
早期推定经验公式的预测误差按下式计算，计算结果见表格12。
通过表12中数据可以看出，热养早期推定28天电通量的误差在10％以内。将表12中数据分别做成图24-图27，从图24～图27也可以看出早期推定经验公式的可信程度，因此早期推定经验公式能够满足工程需要快速判定混凝土抗氯化物侵蚀能力的要求。
通过以上对K1、K2、KS1和KS2混凝土的复验试验，按照前面研究建立起来的热养电通量早期推定经验公式，以热养24小时混凝土的电通量为参数，预测标养28天混凝土的电通量与28天龄期标准养护试件的实测电通量测试结果的相差均小于28天实测电通量的10％，热养早期推定混凝土扩散系数的预测误差也在10％以内，早期推定经验公式能够满足工程的要求。
本发明主要通过加热养护加速胶凝材料的水化，在大量试验的基础上建立标养和热养耐久性指标的关系，得出热养早期推定标养混凝土抗氯化物侵蚀能力的经验公式和经验曲线。缩短混凝土氯离子扩散系数的测试时间。表13～表14显示早期推定试验的时间比较。可见热养的加速试验效果是相当明显的，电通量的确定仅需3～4天，氯离子扩散系数的时间仅需1个半月，现有技术至少需要4个月以上。
表13早期推定混凝土28天电通量测试方案比较
表14早期推定混凝土氯离子扩散系数方案比较
从上述可以看出，本发明方法在大量热养试验系统研究的基础上，通过热养通过对新拌混凝土采用加热养护的养护方式，加快胶凝材料的水化反应速度，缩短混凝土常规养护龄期，在较短的时间内使混凝土达到较高的成熟度，通过对热养混凝土抗氯化物侵蚀性能指标的测试，根据本研究得出的经验公式可以快速推定混凝土的28天电通量和90天扩散系数。混凝土抗氯化物性能指标的检测和评定周期大大缩短。
本发明中还可以改变热养的温度，根据温度变化调整热养时间，获得的试件同样可用于测试抗氯离子的能力。
上述实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
Claims (5)
1.一种测试混凝土抗氯化物侵蚀能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将成形混凝土试件在75℃下热养，热养时，水与胶凝材料的重量比为0.28～0.54；B、混凝土热养后，分别测定电通量和氯离子扩散系数值，C、根据公式：Q标＝M+NQ热推算标准养护的混凝土电通量数值，式中Q标为标养的混凝土的电通量数值，Q热为步骤B测定的电通量值，M、N为常数；根据公式：De标＝M1+N1De热，计算标养的混凝土的氯离子扩散系数，式中De标为标养的混凝土的氯离子扩散系数值，De热为步骤B测得的氯离子扩散系数值，M1、N1为常数。
2.根据权利要求1所述的测试混凝土抗氯化物侵蚀能力的方法，其特征在于，将成分和水胶比相同的混凝土分为两组，其中一组标养后测得Q标值，另一组采用步骤A的方法热养后测得Q热值，Q标、Q热分别作为坐标系的纵轴和横轴，改变水胶比后测得多组Q标值、Q热值，将测得的多组Q标值、Q热值所表示的点标于坐标系中，利用这些点可以获得一条直线，可得出M、N值；将成分和水胶比相同相同的混凝土分为两组，其中一组采用标养后测得De标值，另一组采用步骤A的方法热养后测得De热值，De标、De热分别作为坐标系的纵轴和横轴，改变水胶比后测得多组De标值、De热值，将测得的多组De标值、De热值所表示的点标于坐标系中，利用这些点可以获得一条直线，可得出M1、N1值。
3.根据权利要求1或2所述的测试混凝土抗氯化物侵蚀能力的方法，其特征在于，所述的步骤A中的热养时间为24-72小时。
4.根据权利要求3所述的测试混凝土抗氯化物侵蚀能力的方法，其特征在于，所述的胶凝材料包括按重量计算的25％～45％水泥和55％～75％矿粉。
5.根据权利要求3所述的测试混凝土抗氯化物侵蚀能力的方法，其特征在于，所述的胶凝材料包括按重量计算的25％的水泥、70％的矿粉和5％的硅粉，或者包含按重量计算的35％的水泥，60％矿粉和5％硅粉。
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