CN104181288A - 分析连续湿度环境条件下混凝土碳化规律的方法 - Google Patents
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Abstract
一种分析连续湿度环境条件下混凝土碳化规律的方法，包括以下步骤：(1)开展连续湿度环境条件混凝土碳化试验；(2)绘制连续湿度环境条件情况图；(3)分析连续湿度环境条件下混凝土的碳化深度；(4)绘制混凝土碳化深度与连续相对湿度的关系曲线。该方法能够有效开展连续环境条件下混凝土碳化试验，并分析获取连续湿度环境条件下混凝土的碳化深度，从而能够揭示连续湿度环境下混凝土碳化规律，为综合分析和评估水工混凝土结构和地下混凝土结构的耐久性奠定基础。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种分析连续湿度环境条件下混凝土碳化规律的方法，具体涉及一种在连续湿度环境条件下开展混凝土碳化试验，并测定混凝土碳化深度的方法。
二、背景技术
处于水面附近的混凝土结构，在距离水面不同高度遭受连续不同湿度条件的影响；地下结构中混凝土则长期与土壤接触，地下水位以上的混凝土结构处于不同含水率的土壤环境中，同样处于连续湿度环境中。对于处于连续湿度环境条件下的水工结构和地下结构的混凝土，由于湿度的差异导致同一混凝土结构的不同部位碳化程度不同，进而造成整个混凝土结构耐久性和服役寿命评估的偏差。因此，研究连续湿度环境条件下混凝土的碳化规律是开展水工混凝土结构和地下混凝土结构的耐久性综合评估和服役寿命预测研究的重要基础。
目前，对于相对湿度对混凝土碳化影响的研究，研究成果主要是在单一相对湿度环境条件下开展碳化试验研究得到，这种试验通常采用恒温恒湿的标准碳化箱，通过逐次调节碳化箱中的相对湿度分批开展碳化试验。然而，此类试验只能逐次模拟某一相对湿度的环境条件，无法形成连续湿度环境，难以有效分析连续湿度环境条件下混凝土的碳化规律。因此，针对连续湿度环境条件下混凝土碳化试验方法开展研究，获取混凝土在连续湿度环境条件下的碳化规律，对综合分析和评估水工混凝土结构和地下混凝土结构的耐久性具有重要的学术意义和工程应用价值。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种分析连续湿度环境条件下混凝土碳化规律的方法，该方法能够有效获取混凝土在连续湿度环境条件下的一系列碳化深度，从而综合反映出连续湿度环境条件下混凝土的碳化规律。
本发明通过以下述技术方案实现上述目的：一种分析连续湿度环境条件下混凝土碳化规律的方法，包括以下步骤：
1、开展连续湿度环境条件混凝土碳化试验：选取干燥的棱柱体混凝土试块，用环氧树脂对垂直于试块长轴的2个端面进行密封，保留与长轴平行的4个面，将试块以密封面平行于环境中相对湿度梯度方向的方式置于人工连续湿度环境或自然连续湿度环境中，并开展碳化试验；
2、绘制连续湿度环境条件情况图：在碳化试验过程中，测定连续湿度环境条件中沿相对湿度梯度方向的相对湿度值，并对多次测定得到的相对湿度值取平均值，绘制连续湿度环境条件情况图；
3、分析连续湿度环境条件下混凝土的碳化深度：达到期望碳化龄期时，从碳化箱中取出试块，将试块沿相对湿度梯度方向劈裂，清理断面后在断面上喷上浓度为1％的酚酞酒精溶液，其中酒精溶液含20％蒸馏水，经30s后，在颜色变化稳定后的断面上分别按一定间距测定混凝土试块断面四条边的碳化深度，并结合步骤2中获取的连续湿度环境条件情况，分析得到不同相对湿度环境条件下混凝土的碳化深度；
4、绘制混凝土碳化深度与连续相对湿度的关系曲线：对同一相对湿度条件下对应的得到的两个或多个混凝土碳化深度值取平均值，绘制混凝土碳化深度与连续相对湿度的关系曲线。
所述人工连续湿度环境是通过人工模拟方式形成的相对湿度在50％至100％之间的某一连续范围，且在空间中沿某一方向连续分布的环境。
所述自然连续湿度环境为相对湿度在50％至100％之间的某一连续范围，且在空间中沿某一方向连续分布的自然环境。
所述混凝土碳化深度是从混凝土表面沿混凝土表面法线方向到呈现深色的未碳化区域之间的距离，当测点处的未碳化区域分界线上刚好嵌有粗骨料颗粒，从该粗骨料颗粒的两侧绘制虚拟未碳化区域分界线，此时混凝土碳化深度取从混凝土表面沿混凝土表面法线方向到虚拟未碳化区域分界线之间的距离，碳化深度范围为0mm至150mm。
所述期望碳化龄期范围为28天至365天。
所述混凝土试块断面四条边碳化深度的测定间距选取0～30mm之间的某一数值，且混凝土试块断面同一边的测定间距应该相等，不同边的测定间距可以不相等。
本发明的突出优点在于：
首次提供了分析连续湿度环境条件下混凝土碳化规律的方法，能够有效开展连续环境条件下混凝土碳化试验，并分析获取连续湿度环境条件下混凝土的碳化深度，从而能够揭示连续湿度环境下混凝土碳化规律，为综合分析和评估水工混凝土结构和地下混凝土结构的耐久性奠定基础。
四、附图说明
图1是实施例1的人工连续湿度环境条件下混凝土碳化试验示意图。
图2是实施例1的连续湿度环境条件情况图。
图3是实施例1的不同相对湿度环境条件下混凝土试块断面91天碳化深度图。
图4是实施例1的混凝土试块断面91天碳化深度与连续相对湿度的关系曲线图。
图5是实施例2的人工连续湿度环境条件下混凝土碳化试验示意图。
图6是实施例2的连续湿度环境条件情况图。
图7是实施例2的不同相对湿度环境条件下混凝土试块断面91天碳化深度图。
图8是实施例2的混凝土试块断面91天碳化深度与连续相对湿度的关系曲线图。
五、具体实施方式
以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述。
实施例1
本实施例为分析连续湿度环境条件下混凝土碳化规律的方法的具体实例，包括以下步骤：
1、开展连续湿度环境条件混凝土碳化试验：
选取一块干燥的、龄期为28天、尺寸为100mm×100mm×300mm的棱柱体混凝土试块，该混凝土试块按水：水泥：粉煤灰：矿渣：砂：碎石的质量比为1:1:0.5:0.17:4.69:7.64的配合比制备，用环氧树脂对垂直于试块长轴的2个端面进行密封，保留与长轴平行的4个面，然后将试块置于人工连续湿度环境中，该人工连续湿度环境是通过在碳化箱底部铺设高分子防水膜并向碳化箱中加蒸馏水，再向水底进行泵气形成近水面高湿度环境的方式实现的，此时，碳化箱中相对湿度梯度方向与水面垂直，试验时将试块以密封面平行于环境中相对湿度梯度方向的方式置于单层不锈钢架上，往碳化箱中加蒸馏水至水面覆盖混凝土试块1/2高度处，即混凝土试块顶部距水面50mm，如图1所示，开启气泵系统形成人工模拟连续湿度环境，启动碳化箱进行人工连续湿度环境条件下混凝土碳化试验，设定碳化箱内的温度为20℃±2℃，二氧化碳浓度为20％±2％，设定碳化箱顶部的相对湿度为70％±3％。
2、绘制连续湿度环境条件情况图：
在碳化试验过程中，通过调节碳化箱内相对湿度计的高度，测定试块高度范围内沿相对湿度梯度方向的相对湿度值，并对多次测定得到的相对湿度值取平均值，绘制连续湿度环境条件情况图，如图2所示；
3、分析连续湿度环境条件下混凝土的碳化深度：
碳化龄期达到91天后，从碳化箱中取出试块，将试块沿相对湿度梯度方向劈裂，清理断面后在断面上喷上浓度为1％的酚酞酒精溶液，其中酒精溶液含20％蒸馏水，经30s后，在颜色变化稳定后的断面上分别测定混凝土试块断面四条边的碳化深度，其中，碳化深度是从混凝土表面沿混凝土表面法线方向到呈现深色的未碳化区域之间的距离，当测点处的未碳化区域分界线上刚好嵌有粗骨料颗粒，从该粗骨料颗粒的两侧绘制虚拟未碳化区域分界线，此时混凝土碳化深度取从混凝土表面沿混凝土表面法线方向到虚拟未碳化区域分界线之间的距离，由于本实施例中混凝土试块的底面和两个侧面的下半部分位于水下，且水下区域均为深色无碳化区域，因此只需测量混凝土试块断面的顶面和两个侧面上半部分的碳化深度，其中对于混凝土试块断面的两个侧面上半部分，用游标卡尺按5mm的间距测定混凝土碳化区的碳化深度，对于混凝土试块断面的顶面，用游标卡尺按17mm的间距测定混凝土碳化区的碳化深度，然后结合步骤2中获取的混凝土试块不同高度处的连续湿度环境条件情况，分析得到不同相对湿度环境条件下混凝土的碳化深度，如图3所示；
4、绘制混凝土碳化深度与连续相对湿度的关系曲线：
对于混凝土试块断面的侧面，对每一个相对湿度条件对应的2个混凝土碳化深度值取平均值；而由于混凝土试块断面的顶面处于同一个相对湿度条件，对顶面测得的6个混凝土碳化深度值取平均值，绘制混凝土碳化深度与连续相对湿度的关系曲线，如图4所示。
实施例2
本实施例为分析连续湿度环境条件下混凝土碳化规律的方法的又一具体实例，包括以下步骤：
1、开展连续湿度环境条件混凝土加速碳化试验：
选取一块干燥的、龄期为28天、尺寸为100mm×100mm×300mm的棱柱体混凝土试块，该混凝土试块按水：水泥：粉煤灰：矿渣：砂：碎石的质量比为1:1.33:0.33:4.69:7.64的配合比制备，用环氧树脂对垂直于试块长轴的2个端面进行密封，保留与长轴平行的4个面，然后将试块置于人工连续湿度环境中，该人工连续湿度环境是通过在碳化箱底部铺设高分子防水膜并向碳化箱中加蒸馏水，再向水底进行泵气形成近水面高湿度环境的方式实现的，此时，碳化箱中相对湿度梯度方向与水面垂直，试验时将试块以密封面平行于环境中相对湿度梯度方向的方式置于第二层不锈钢架上，往碳化箱中加蒸馏水至水面距试块底部为100mm处，如图5所示，开启气泵系统形成人工模拟连续湿度环境，启动碳化箱进行人工连续湿度环境条件下混凝土碳化试验，设定碳化箱内的温度为20℃±2℃，二氧化碳浓度为20％±2％，设定碳化箱顶部的相对湿度为70％±3％。
2、绘制连续湿度环境条件情况图：
在碳化试验过程中，通过调节碳化箱内相对湿度计的高度，测定试块高度范围内沿相对湿度梯度方向的相对湿度值，并对多次测定得到的相对湿度值取平均值，绘制连续湿度环境条件情况图，如图6所示；
3、分析连续湿度环境条件下混凝土的碳化深度：
碳化龄期达到91天后，从碳化箱中取出试块，将试块沿相对湿度梯度方向劈裂，清理断面后在断面上喷上浓度为1％的酚酞酒精溶液，其中酒精溶液含20％蒸馏水，经30s后，在颜色变化稳定后的断面上分别测定混凝土试块断面四条边的碳化深度，其中，碳化深度是从混凝土表面沿混凝土表面法线方向到呈现深色的未碳化区域之间的距离，当测点处的未碳化区域分界线上刚好嵌有粗骨料颗粒，从该粗骨料颗粒的两侧绘制虚拟未碳化区域分界线，此时混凝土碳化深度取从混凝土表面沿混凝土表面法线方向到虚拟未碳化区域分界线之间的距离，其中对于混凝土试块断面的两个侧面，用游标卡尺按10mm的间距测定碳化深度，对于混凝土试块断面的顶面，用游标卡尺按10mm的间距测定混凝土碳化区的碳化深度，对于混凝土试块断面的底面，用游标卡尺按14mm的间距测定混凝土碳化区的碳化深度，然后结合步骤2中获取的混凝土试块不同高度处的连续湿度环境条件情况，分析得到不同相对湿度环境条件下混凝土的碳化深度，如图7所示；
4、绘制混凝土碳化深度与连续相对湿度的关系曲线：
对于混凝土试块断面的侧面，对每一个相对湿度条件对应的2个混凝土碳化深度值取平均值；而由于混凝土试块断面的顶面和底面均各自处于同一个相对湿度条件，对顶面和底面分别测得的7个混凝土碳化深度值取平均值，绘制混凝土碳化深度与连续相对湿度的关系曲线，如图8所示。
Claims (6)
1.一种分析连续湿度环境条件下混凝土碳化规律的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1.1、开展连续湿度环境条件混凝土碳化试验：选取干燥的棱柱体混凝土试块，用环氧树脂对垂直于试块长轴的2个端面进行密封，保留与长轴平行的4个面，将试块以密封面平行于环境中相对湿度梯度方向的方式置于人工连续湿度环境或自然连续湿度环境中，并开展碳化试验；
1.2、绘制连续湿度环境条件情况图：在碳化试验过程中，测定连续湿度环境条件中沿相对湿度梯度方向的相对湿度值，并对多次测定得到的相对湿度值取平均值，绘制连续湿度环境条件情况图；
1.3、分析连续湿度环境条件下混凝土的碳化深度：达到期望碳化龄期时，从碳化箱中取出试块，将试块沿相对湿度梯度方向劈裂，清理断面后在断面上喷上浓度为1％的酚酞酒精溶液，其中酒精溶液含20％蒸馏水，经30s后，在颜色变化稳定后的断面上分别按一定间距测定混凝土试块断面四条边的碳化深度，并结合步骤2中获取的连续湿度环境条件情况，分析得到不同相对湿度环境条件下混凝土的碳化深度；
1.4、绘制混凝土碳化深度与连续相对湿度的关系曲线：对同一相对湿度条件下对应的得到的两个或多个混凝土碳化深度值取平均值，绘制混凝土碳化深度与连续相对湿度的关系曲线。
2.根据权利要求1所述的分析连续湿度环境条件下混凝土碳化规律的方法，其特征在于，所述人工连续湿度环境是通过人工模拟方式形成的相对湿度在50％至100％之间的某一连续范围，且在空间中沿某一方向连续分布的环境。
3.根据权利要求1所述的分析连续湿度环境条件下混凝土碳化规律的方法，其特征在于，所述自然连续湿度环境为相对湿度在50％至100％之间的某一连续范围，且在空间中沿某一方向连续分布的自然环境。
4.根据权利要求1所述的分析连续湿度环境条件下混凝土碳化规律的方法，其特征在于，所述混凝土碳化深度是从混凝土表面沿混凝土表面法线方向到呈现深色的未碳化区域之间的距离，当测点处的未碳化区域分界线上刚好嵌有粗骨料颗粒，从该粗骨料颗粒的两侧绘制虚拟未碳化区域分界线，此时混凝土碳化深度取从混凝土表面沿混凝土表面法线方向到虚拟未碳化区域分界线之间的距离，碳化深度范围为0mm至150mm。
5.根据权利要求1所述的分析连续湿度环境条件下混凝土碳化规律的方法，其特征在于，所述期望碳化龄期范围为28天至365天。
6.根据权利要求1所述的分析连续湿度环境条件下混凝土碳化规律的方法，其特征在于，所述混凝土试块断面四条边碳化深度的测定间距选取0～30mm之间的某一数值，且混凝土试块断面同一边的测定间距应该相等，不同边的测定间距可以不相等。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110187083A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-30 | 同济大学 | 一种水泥基材料碳化试验测试装置及测试方法 |
| CN113587840A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-11-02 | 西安市市政建设工程质量检测有限公司 | 一种混凝土试件的碳化深度的测定方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1348101A (zh) * | 2001-11-24 | 2002-05-08 | 王立久 | 混凝土连续碳化测试仪及测试方法 |
| CN101377464A (zh) * | 2008-09-19 | 2009-03-04 | 孙炳全 | 非破坏实时连续测试混凝土碳化深度的方法 |
| CN101788455A (zh) * | 2010-01-08 | 2010-07-28 | 东南大学 | 通用硅酸盐水泥抗碳化性能和混合材掺量的测试方法 |
| JP2011133359A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Sumitomo Metal Mining Siporex Kk | 軽量気泡コンクリート水平部材の劣化診断方法 |
| CN102590242A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-18 | 东南大学 | X射线扫描无损检测水泥基材料三维碳化深度的演化方法 |
| CN103713023A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-04-09 | 深圳大学 | 一种水泥基材料碳化深度测试方法 |
| CN103792341A (zh) * | 2012-11-05 | 2014-05-14 | 郭健 | 一种经济型混凝土碳化试验箱 |
| CN103954557A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-07-30 | 广西大学 | 综合评定混凝土碳化速率系数的图像分析方法 |
-
2014
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1348101A (zh) * | 2001-11-24 | 2002-05-08 | 王立久 | 混凝土连续碳化测试仪及测试方法 |
| CN101377464A (zh) * | 2008-09-19 | 2009-03-04 | 孙炳全 | 非破坏实时连续测试混凝土碳化深度的方法 |
| JP2011133359A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Sumitomo Metal Mining Siporex Kk | 軽量気泡コンクリート水平部材の劣化診断方法 |
| CN101788455A (zh) * | 2010-01-08 | 2010-07-28 | 东南大学 | 通用硅酸盐水泥抗碳化性能和混合材掺量的测试方法 |
| CN102590242A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-18 | 东南大学 | X射线扫描无损检测水泥基材料三维碳化深度的演化方法 |
| CN103792341A (zh) * | 2012-11-05 | 2014-05-14 | 郭健 | 一种经济型混凝土碳化试验箱 |
| CN103713023A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-04-09 | 深圳大学 | 一种水泥基材料碳化深度测试方法 |
| CN103954557A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-07-30 | 广西大学 | 综合评定混凝土碳化速率系数的图像分析方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110187083A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-30 | 同济大学 | 一种水泥基材料碳化试验测试装置及测试方法 |
| CN113587840A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-11-02 | 西安市市政建设工程质量检测有限公司 | 一种混凝土试件的碳化深度的测定方法 |
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