CN105259336A - 一种路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法，包括以下步骤：1)将含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体置于水泥混凝土试模的中心位置，再选择若干测试点，并在各测试点的位置安装湿度传感器，然后将水泥混凝土注满水泥混凝土试模，在不同龄期通过湿度传感器检测各测试点上水泥混凝土的湿度信息，建立湿度-距离-时间模型；2)获取荧光示踪剂在水泥混凝土中的迁移信息，然后根据荧光示踪剂在水泥混凝土中的迁移信息以及步骤1)得到的湿度-距离-时间模型得养生水分在路面水泥混凝土中的迁移轨迹。本发明能够准确的测试得到路面水泥混凝土内养生水分得到迁移轨迹。

Description

一种路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法

技术领域

本发明属于道路材料领域，涉及一种路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法。

背景技术

在我国高等级公路中，水泥混凝土材料得到广泛应用，但由于路面水泥混凝土直接暴露于大气之中，长期受到自然环境与交通环境的共同影响，因此比其他混凝土具有更高的损伤敏感性，为提升其耐久性，多对其进行高性能化。纵然高性能路面混凝土以高耐久性为目标，但由于其水胶比低，致使早期自收缩效应显著，随之引发微裂缝的产生，导致在温度、湿度、荷载作用下混凝土路面在开放交通仅几年就出现开裂、断板、剥蚀及错台等早期破坏，不能真正实现其高性能，严重影响行车安全与使用寿命。

为此国内外道路工程研究者提出采用内养护方法对混凝土进行养护，即采用吸水能力、保水能力强的超吸水性聚合物在混凝土内部提供水源，在毛细湿度差、压力差作用下释放水分以补充早期水泥水化所需水分，能够有效减缓自收缩裂缝的产生。然而，内养护材料的添加必将改变混凝土内部水分传输特性，进而对其孔结构、毛细管孔径造成影响，而对于内养生水分的传输轨迹及特性，缺乏相应的测试方法，导致机理研究相关试验无法开展，无法真正把握内养护材料特性，阻碍了高性能路面混凝土的耐久性设计。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法，该方法能够准确的测试得到路面水泥混凝土内养生水分得到迁移轨迹。

为达到上述目的，本发明所述的路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法包括以下步骤：

1)将含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体置于水泥混凝土试模的中心位置，再在含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的周围选择若干测试点，并在各测试点的位置安装湿度传感器，然后将水泥混凝土注满水泥混凝土试模，在不同龄期通过湿度传感器检测各测试点上水泥混凝土的湿度信息，再根据不同龄期各测试点上水泥混凝土的湿度信息建立湿度-距离-时间模型；

2)获取荧光示踪剂在水泥混凝土中的迁移信息，然后根据荧光示踪剂在水泥混凝土中的迁移信息以及步骤1)得到的湿度-距离-时间模型得养生水分在路面水泥混凝土中的迁移轨迹。

步骤1)的具体操作为：

a)将含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体置于无纺布茶袋中，再焊接制作立体铁丝支架，并将铁丝的一端固定于无纺布茶袋的上部，铁丝的另一端固定于立体铁丝支架的顶部，然后将立体铁丝支架水平放置到水泥混凝土试模内；

b)以无纺布茶袋为圆心，在无纺布茶袋的周围选取测试点，然后在各测试点的位置安装湿度传感器；

c)将水泥混凝土浇注至水泥混凝土试模的顶部，使水泥混凝土完全包裹无纺布茶袋，并成型为第一棱柱体试件；

d)在不同龄期时通过湿度传感器记录各测试点的湿度信息，并根据检测到的湿度信息建立湿度-距离-时间模型。

步骤2)的具体操作为：

e)重复3次步骤a)、b)及c)，得四个第一棱柱体试件，然后在不同龄期时将四个第一棱柱体试件以含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体为中心切开，采用微观观测方法对荧光示踪剂在水泥混凝土中的迁移路径进行观测，得不同龄期含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体所释水分的迁移信息；

f)根据步骤e)得到的不同龄期含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体所释水分的迁移信息以及步骤1)得到的湿度-距离-时间模型得路面水泥混凝土内养生水分的迁移轨迹。

所述水泥混凝土试模内部的长度、宽度及高度均为150mm。

立体铁丝支架的高度为水泥混凝土试模的高度的1/2。

所述测试点的数目为9个，其中，第一个测试点及第二个测试点位于含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的外壁上，第三个测试点、第四个测试点、第五个测试点及第六个测试点与含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的间距均为1.5cm，且第三个测试点、第四个测试点、第五个测试点及第六个测试点均匀分布在含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的周围，第七个测试点及第八个测试点分别位于含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的两侧，且第七个测试点及第八个测试点与含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体之间的间距均为3cm，第九个测试点位于相邻两个含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的中间位置。

湿度传感器及用于连接湿度传感器与外接设备的导线均位于布线管中，其中，布线管的侧面开设有若干通孔，湿度传感器的探头穿过所述通孔伸出至对应测试点的位置处。

步骤e)中，重复3次步骤a)、b)及c)，得四个第一棱柱体试件，再给将石蜡涂覆在各第一棱柱体试件的表面，然后在不同龄期时将四个第一棱柱体试件以含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体为中心切开。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法在操作时，通过湿度传感器检测不同龄期各测试点上水泥混凝土的湿度信息，并根据采集的湿度信息建立湿度-距离-时间模型，同时通过荧光示踪剂获取水分在水泥混凝土中的迁移信息，然后根据水分在混凝土中的迁移信息以及湿度-距离-时间模型得到养生水分在路面水泥混凝土中的迁移轨迹，操作简单，实用性极强，得到的结果准确性较高。另外，需要说明的是，本发明通过荧光示踪剂采用荧光始示踪的方法实现对路面水泥混凝土内养生纷纷迁移轨迹的捕捉确定，填补了国内养生水泥混凝土路面水分传输轨迹测试方法的空白，解决了内养生材料分布间距、养生龄期等因素对水泥混凝土内养生水分迁移轨迹及规律的影响，操作简单，采用现有水泥混凝土标准模具、湿度传感器即可实现测试。

附图说明

图1为本发明中含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体及湿度传感器的布置示意图；

图2为本发明中各测试点的位置示意图；

图3为本发明中湿度-时间变化规律的预测示意图；

图4为本发明中测得到路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹的示意图。

其中，1为第一棱柱体试件、2为立体铁丝支架、41为第一个测试点、42为第二个测试点、43为第三个测试点、44为第四个测试点、45为第五个测试点、46为第六个测试点、47为第七个测试点、48为第八个测试点、49为第九个测试点。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法包括以下步骤：

1)将含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体置于水泥混凝土试模的中心位置，再在含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的周围选择若干测试点，并在各测试点的位置安装湿度传感器，然后将水泥混凝土注满水泥混凝土试模，在不同龄期通过湿度传感器检测各测试点上水泥混凝土的湿度信息，再根据不同龄期各测试点上水泥混凝土的湿度信息建立湿度-距离-时间模型；

2)获取荧光示踪剂在水泥混凝土中的迁移信息，然后根据荧光示踪剂在水泥混凝土中的迁移信息以及步骤1)得到的湿度-距离-时间模型得养生水分在路面水泥混凝土中的迁移轨迹。

步骤1)的具体操作为：

a)将含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体置于无纺布茶袋中，再焊接制作立体铁丝支架2，并将铁丝的一端固定于无纺布茶袋的上部，铁丝的另一端固定于立体铁丝支架2的顶部，然后将立体铁丝支架2水平放置到水泥混凝土试模内；

b)以无纺布茶袋为圆心，在无纺布茶袋的周围选取测试点，然后在各测试点的位置安装湿度传感器；

c)将水泥混凝土浇注至水泥混凝土试模的顶部，使水泥混凝土完全包裹无纺布茶袋，并成型为第一棱柱体试件1；

d)在不同龄期时通过湿度传感器记录各测试点的湿度信息，并根据检测到的湿度信息建立湿度-距离-时间模型。

步骤2)的具体操作为：

e)重复3次步骤a)、b)及c)，得四个第一棱柱体试件1，然后在不同龄期时将四个第一棱柱体试件1以含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体为中心切开，采用微观观测方法对荧光示踪剂在水泥混凝土中的迁移路径进行观测，得不同龄期含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体所释水分的迁移信息；

f)根据步骤e)得到的不同龄期含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体所释水分的迁移信息以及步骤1)得到的湿度-距离-时间模型得路面水泥混凝土内养生水分的迁移轨迹。

所述水泥混凝土试模内部的长度、宽度及高度均为150mm。

立体铁丝支架的高度为水泥混凝土试模的高度的1/2。

所述测试点的数目为9个，其中，第一个测试点41及第二个测试点42位于含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的外壁上，第三个测试点43、第四个测试点44、第五个测试点45及第六个测试点46与含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的间距均为1.5cm，且第三个测试点43、第四个测试点44、第五个测试点45及第六个测试点46均匀分布在含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的周围，第七个测试点47及第八个测试点48分别位于含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的两侧，且第七个测试点47及第八个测试点48与含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体之间的间距均为3cm，第九个测试点49位于相邻两个含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的中间位置，通过第九个测试点49上的湿度传感器检测相邻两个含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体所释水分的叠加。

湿度传感器及用于连接湿度传感器与外接设备的导线均位于布线管中，其中，布线管的侧面开设有若干通孔，湿度传感器的探头穿过所述通孔伸出至对应测试点的位置处。

步骤e)中，重复3次步骤a)、b)及c)，得四个第一棱柱体试件1，再给将石蜡涂覆在各第一棱柱体试件1的表面，然后在不同龄期时将四个第一棱柱体试件1以含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体为中心切开，避免内部水分从上表面蒸发而影响测试的准确性。

需要说明的是，本发明中的各湿度传感器均采用预埋的方式，避免外界环境对测得的试验数据产生干扰，所述湿度-距离-时间模型用于确定路面水泥混凝土不同养生龄期时内部湿度随距离的变化规律，从而为水分迁移轨迹奠定基础。

Claims (8)

1.一种路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体置于水泥混凝土试模的中心位置，再在含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的周围选择若干测试点，并在各测试点的位置安装湿度传感器，然后将水泥混凝土注满水泥混凝土试模，在不同龄期通过湿度传感器检测各测试点上水泥混凝土的湿度信息，再根据不同龄期各测试点上水泥混凝土的湿度信息建立湿度-距离-时间模型；

2)获取荧光示踪剂在水泥混凝土中的迁移信息，然后根据荧光示踪剂在水泥混凝土中的迁移信息以及步骤1)得到的湿度-距离-时间模型得养生水分在路面水泥混凝土中的迁移轨迹。

2.根据权利要求1所述的路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法，其特征在于，步骤1)的具体操作为：

a)将含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体置于无纺布茶袋中，再焊接制作立体铁丝支架(2)，并将铁丝的一端固定于无纺布茶袋的上部，铁丝的另一端固定于立体铁丝支架(2)的顶部，然后将立体铁丝支架(2)水平放置到水泥混凝土试模内；

b)以无纺布茶袋为圆心，在无纺布茶袋的周围选取测试点，然后在各测试点的位置安装湿度传感器；

c)将水泥混凝土浇注至水泥混凝土试模的顶部，使水泥混凝土完全包裹无纺布茶袋，并成型为第一棱柱体试件(1)；

d)在不同龄期时通过湿度传感器记录各测试点的湿度信息，并根据检测到的湿度信息建立湿度-距离-时间模型。

3.根据权利要求2所述的路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法，其特征在于，步骤2)的具体操作为：

e)重复3次步骤a)、b)及c)，得四个第一棱柱体试件(1)，然后在不同龄期时将四个第一棱柱体试件(1)以含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体为中心切开，采用微观观测方法对荧光示踪剂在水泥混凝土中的迁移路径进行观测，得不同龄期含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体所释水分的迁移信息；

f)根据步骤e)得到的不同龄期含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体所释水分的迁移信息以及步骤1)得到的湿度-距离-时间模型得路面水泥混凝土内养生水分的迁移轨迹。

4.根据权利要求1所述的路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法，其特征在于，所述水泥混凝土试模内部的长度、宽度及高度均为150mm。

5.根据权利要求3所述的路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法，其特征在于，立体铁丝支架的高度为水泥混凝土试模的高度的1/2。

6.根据权利要求3所述的路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法，其特征在于，所述测试点的数目为9个，其中，第一个测试点(41)及第二个测试点(42)位于含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的外壁上，第三个测试点(43)、第四个测试点(44)、第五个测试点(45)及第六个测试点(46)与含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的间距均为1.5cm，且第三个测试点(43)、第四个测试点(44)、第五个测试点(45)及第六个测试点(46)均匀分布在含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的周围，第七个测试点(47)及第八个测试点(48)分别位于含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的两侧，且第七个测试点(47)及第八个测试点(48)与含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体之间的间距均为3cm，第九个测试点(49)位于相邻两个含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体的中间位置。

7.根据权利要求1所述的路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法，其特征在于，湿度传感器及用于连接湿度传感器与外接设备的导线均位于布线管中，其中，布线管的侧面开设有若干通孔，湿度传感器的探头穿过所述通孔伸出至对应测试点的位置处。

8.根据权利要求3所述的路面水泥混凝土内养生水分迁移轨迹测试方法，其特征在于，步骤e)中，重复3次步骤a)、b)及c)，得四个第一棱柱体试件(1)，再给将石蜡涂覆在各第一棱柱体试件(1)的表面，然后在不同龄期时将四个第一棱柱体试件(1)以含有荧光示踪剂的饱水超吸水性聚合物凝胶体为中心切开。