CN109632601A - 一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，其具体工艺过程包括：芯样的钻取、芯样试件加工、试件预处理、测量芯样试件电通量并计算分析试件渗透性共四个步骤。基于混凝土电通量测试方法，用于测试直径在70‑75mm的混凝土小芯样的抗氯离子渗透性能。属于土木工程材料性能测试技术领域。

Description

一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法
技术领域
本发明涉及一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，属于土木工程材料性能测试技术领域。
背景技术
混凝土耐久性能是影响混凝土构件在建筑工程领域服役周期长短的关键因数，自20世纪60年代以来，混凝土的耐久性问题越来越受到世界各地专家学者的重视；研究表明，影响混凝土耐久性的各种破坏机理大多都与混凝土的渗透性有关：A.M.内维尔指出：“为了得到耐久的混凝土，必须相应的提高抗渗性。”这一思想在诸多文献中得以体现，混凝土的渗透性越低，其抵抗水和侵蚀性介质侵入的能力就越低，所以，渗透性(或称抗渗性)是评价混凝土耐久性的重要指标。
目前，测量混凝土抗氯离子渗透性的方法包括电通量法和快速氯离子迁移系数法(RCM)：电通量法是由Whiting提出，并发展为美国的AASHTO T277和ASTM C1202两个标准，是目前国际上最流行的混凝土渗透性快速评价方法，该法也被我国现行标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准(GB/T20082-2009)》采用，该方法在实验室制作试件时，采用φ100mm*100mm或φ100mm*200mm试模成型混凝土试件，养护至规定龄期，在电通量实验前将试件加工成为直径(100±1)mm，高度为(50±2)mm的圆柱形试件，通过测试试件中的电通量为指标来确定混凝土抗氯离子渗透性。现场混凝土耐久性评价大多采用在构件中钻取的芯样进行抗氯离子渗透性能测试，但随着建筑行业的发展，抗震等级的提高、高层与超高层建筑的发展而要求承载等级的提高而使得部分构件的钢筋变得密集，的芯样不能完全避开钢筋，难以获得的芯样，实体结构的氯离子渗透测试变得困难。因此，以现行标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准(GB/T20082-2009)》中的测试方法、仪器为基础，研发设计一种针对直径在(70-75)mm的小芯样混凝土氯离子渗透试验试件加工、测试方法，具有良好的社会和经济价值。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，基于混凝土电通量测试方法，用于测试直径在70-75mm的混凝土小芯样的抗氯离子渗透性能。
为解决上述问题，拟采用这样一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，具体包括如下步骤：
①芯样的钻取：在实体构件中钻取直径在70-75mm、长度为70-300mm的芯样，精确测量小芯样直径d1，芯样表面有涂层的需切除涂层，芯样内部不得含有钢筋；
②芯样加工：芯样加工采用下述灌浆料扩径法或硅胶扩容法；
1)灌浆料扩径法：配制高强、密实的灌浆料、将芯样置于内径为100mm的模具中心，将灌浆料浆体灌入模具中，模具成型24h后拆模、养护，养护结束后由试件表面向内切割48mm，然后对试件上下表面磨平处理，形成直径为100mm、高度为50mm的标准试件，完成混凝土试件的制作；
2)硅胶扩容法：将小芯样由试件表面向内切割48mm，后对小芯样上下表面磨平处理；配制硅胶；将芯样置于内径为100mm的模具中心，将硅胶胶液灌入模具中，模具成型24h后拆模、养护；用刀具将试件上下表面多余硅胶刮出，使上下表面裸露；完成混凝土试件的制作；
③试件预处理：对试件进行真空饱水，完成试件的预处理；
④测试与结果分析：以电通量法测试试件的6h总电通量Q，作以小芯样的实际电通量，并换算成直径为95mm的试件电通量。
上述的芯样的钻取，是先以钢筋扫描仪在构件表面扫描出合适取样的区域，即无钢筋区域，采用取芯机钻取芯样，芯样长度大于80mm，并应确保芯样中不含有钢筋等良导电材料。
上述的灌浆料包括胶凝材料、砂和外加剂和水，胶凝材料主要由水泥、超细粉体组成，其中水泥包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或多种；超细粉体包括硅粉、超细粉煤灰、超细磷渣粉、超细矿渣粉、纳米级碳酸钙粉、以及其他10微米以下的钙质或硅质超细粉体中的一种或多种；砂主要包括洁净的石英中砂、细砂、洁净的山砂、河砂中的一种或多种；外加剂主要包括高效聚羧酸减水剂、膨胀剂、胶粉、防水剂。
按重量份数，灌浆料的配比如下：
水泥：35-55；
砂：35-55；
微细粉：2-10；
外加剂：1-5：
水：4-8；
上述的灌浆料流动度在280-320mm，不泌水，3d强度大于50MPa，7d强度大于70MPa。
硅胶扩容法中，硅胶由硅橡胶、催化剂、交联剂、固化剂组成，按重量比，组成比列为100:0.5-5:1-12:1.5-3.5。
上述灌浆料养护为混凝土标准养护，温度为20±2℃，湿度≥95％；硅胶养护条件为，温度：20±2℃，湿度65±5％。
上诉芯样的加工，在加工完成后扩径层与芯样试件侧面应紧密连接，不渗水。
上述芯样规定实验龄期应保证灌浆料龄期≥7d，硅胶成型龄期≥3d，保证灌浆料的强度与密实性，保证扩径层与芯样表面连接的紧密性。
上述的真空饱水具体过程为：将混凝土试件放入真空容器中，启动真空泵，并在5min内将真空容器中的绝对压强减少至1-5KPa，保持真空3h后，在保持真空度不变的情况下向真空干燥器内注入足够的蒸馏水，混凝土试件在蒸馏水中浸没1h后恢复常压，再在常压条件下继续浸泡18±2h后，取出备用，完成混凝土试件的预处理。
与现有技术相比，本发明的原理是配制一种密实、高强的灌浆料或硅胶，对直径为70-75mm的小芯样扩径，使其成为直径为100mm的标准试件。密实、高强的灌浆料或硅胶能够保证电通量为0C，测试所得电通量为φ(70-75)mm的小芯样试件中通过的电通量，为小芯样的电通量测试提供可能，同时保证测量的准确性，具有良好的社会和经济价值。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例提供一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，具体包括如下步骤：
①芯样的钻取：先以钢筋扫描仪在构件表面扫描出合适取样的区域，即无钢筋区域，采用取芯机钻取芯样，在实体构件中钻取直径在70-75mm、长度为80-300mm的芯样，精确测量小芯样直径，芯样表面有涂层的需切除涂层，并应确保芯样中不含有钢筋等良导电材料；
②芯样加工：
灌浆料扩径法：配制高强、密实的灌浆料、将芯样置于内径为100mm的模具中心，将灌浆料浆体灌入模具中，模具成型24h后拆模、养护，灌浆料养护为混凝土标准养护，温度为20±2℃，湿度≥95％，养护结束后由试件表面向内切割50mm，然后对试件上下表面磨平处理，形成直径为100mm、高度为50mm的标准试件，在加工完成后扩径层与芯样试件侧面应紧密连接，不渗水，完成混凝土试件的制作；
灌浆料包括胶凝材料、砂和外加剂和水，胶凝材料主要由水泥、超细粉体组成，其中水泥包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或多种；超细粉体包括硅粉、超细粉煤灰、超细磷渣粉、超细矿渣粉、纳米级碳酸钙粉、以及其他10微米以下的钙质或硅质超细粉体中的一种或多种；砂主要包括洁净的石英中砂、细砂、洁净的山砂、河砂中的一种或多种；外加剂主要包括高效聚羧酸减水剂、膨胀剂、胶粉、防水剂；灌浆料流动度在280-320mm，不泌水，3d强度大于50MPa，7d强度大于70MPa，按重量份数，灌浆料的配比：水泥：45；砂：38；微细粉：5；外加剂：1：水：6。
芯样规定实验龄期应保证灌浆料龄期≥7d，保证灌浆料的强度与密实性，保证扩径层与芯样表面连接的紧密性。
③试件预处理：对试件进行真空饱水，真空饱水具体过程为：将混凝土试件放入真空容器中，启动真空泵，并在5min内将真空容器中的绝对压强减少至1-5KPa，保持真空3h后，在保持真空度不变的情况下向真空干燥器内注入足够的蒸馏水，混凝土试件在蒸馏水中浸没1h后恢复常压，再在常压条件下继续浸泡18±2h后，取出备用，完成混凝土试件的预处理。
④测试与结果分析：以电通量法测试试件的6h总电通量Q，作以小芯样的实际电通量，并换算成直径为95mm的试件电通量。
实施例2：
本实施例提供一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，具体包括如下步骤：
①芯样的钻取：先以钢筋扫描仪在构件表面扫描出合适取样的区域，即无钢筋区域，采用取芯机钻取芯样，在实体构件中钻取直径在70-75mm、长度为80-300mm的芯样，精确测量小芯样直径，芯样表面有涂层的需切除涂层，并应确保芯样中不含有钢筋等良导电材料；
②芯样加工：
硅胶扩容法：将小芯样由试件表面向内切割切约48mm，因为切完不平整，需要打磨到50mm，后对小芯样上下表面磨平处理；配制硅胶，硅胶由硅橡胶、催化剂、交联剂、固化剂组成，按重量比，组成比列为100:2.5:7:1.8；将芯样置于内径为100mm的模具中心，将硅胶胶液灌入模具中，模具成型24h后拆模、养护，硅胶养护条件为，温度：20±2℃，湿度65±5％；用刀具将试件上下表面多余硅胶刮出，使上下表面裸露；在加工完成后扩径层与芯样试件侧面应紧密连接，不渗水，完成混凝土试件的制作。
芯样规定实验龄期应保证硅胶成型龄期≥3d，保证扩径层与芯样表面连接的紧密性。
③试件预处理：对试件进行真空饱水，真空饱水具体过程为：将混凝土试件放入真空容器中，启动真空泵，并在5min内将真空容器中的绝对压强减少至1-5KPa，保持真空3h后，在保持真空度不变的情况下向真空干燥器内注入足够的蒸馏水，混凝土试件在蒸馏水中浸没1h后恢复常压，再在常压条件下继续浸泡18±2h后，取出备用，完成混凝土试件的预处理。
④测试与结果分析：以电通量法测试试件的6h总电通量Q，作以小芯样的实际电通量，并换算成直径为95mm的试件电通量。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
①芯样的钻取：在实体构件中钻取直径在70-75mm、长度为70-300mm的芯样，精确测量芯样直径；
②芯样加工：芯样加工采用下述灌浆料扩径法或硅胶扩容法；
1)灌浆料扩径法：配制高强、密实的灌浆料、将芯样置于内径为100mm的模具中心，将灌浆料浆体灌入模具中，模具成型24h后拆模、养护，养护结束后由试件表面向内切割48mm，然后对试件上下表面磨平处理，形成直径为100mm、高度为50mm的标准试件，完成混凝土试件的制作；
2)硅胶扩容法：将小芯样由试件表面向内切割48mm，后对小芯样上下表面磨平处理；配制硅胶；将芯样置于内径为100mm的模具中心，将硅胶胶液灌入模具中，模具成型24h后拆模、养护；用刀具将试件上下表面多余硅胶刮出，使上下表面裸露；完成混凝土试件的制作；
③试件预处理：对试件进行真空饱水，完成试件的预处理；
④测试与结果分析：以电通量法测试试件的6h总电通量Q，作为小芯样的实际电通量，并换算成直径为95mm的试件电通量。
2.根据权利要求1所述一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，其特征在于：芯样的钻取中，先以钢筋扫描仪在构件表面扫描出合适取样的无钢筋区域，采用取芯机钻取芯样，芯样长度大于80mm，并确保芯样中不含良导电材料。
3.根据权利要求2所述一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，其特征在于：所述灌浆料包括胶凝材料、砂和外加剂和水，胶凝材料主要由水泥、超细粉体组成，其中水泥包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或多种；超细粉体包括硅粉、超细粉煤灰、超细磷渣粉、超细矿渣粉、纳米级碳酸钙粉、以及其他10微米以下的钙质或硅质超细粉体中的一种或多种；砂主要包括洁净的石英中砂、细砂、洁净的山砂、河砂中的一种或多种；外加剂主要包括高效聚羧酸减水剂、膨胀剂、胶粉、防水剂。
4.根据权利要求3所述一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，其特征在于：按重量份数，所述灌浆料的配比如下：
水泥：35-55；
砂：35-55；
微细粉：2-10；
外加剂：1-5：
水：4-8。
5.根据权利要求1所述一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，其特征在于：所述灌浆料流动度在280-320mm，不泌水，3d强度大于50MPa，7d强度大于70MPa。
6.根据权利要求1所述一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，其特征在于：硅胶扩容法中，硅胶由硅橡胶、催化剂、交联剂、固化剂组成，按重量比，组成比列为100:0.5-5:1-12:1.5-3.5。
7.根据权利要求1所述一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，其特征在于：所述灌浆料养护为混凝土标准养护，温度为20±2℃，湿度≥95％；硅胶养护条件为，温度：20±2℃，湿度65±5％。
8.根据权利要求1所述一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，其特征在于：芯样的加工中，在加工完成后扩径层与芯样试件侧面应紧密连接。
9.根据权利要求1所述一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，其特征在于：芯样规定实验龄期应保证灌浆料龄期≥7d，硅胶成型龄期≥3d，保证灌浆料的强度与密实性，保证扩径层与芯样表面连接的紧密性。
10.根据权利要求1所述一种小芯样法检测混凝土抗氯离子渗透性能的方法，其特征在于，真空饱水具体过程为：将混凝土试件放入真空容器中，启动真空泵，并在5min内将真空容器中的绝对压强减少至1-5KPa，保持真空3h后，在保持真空度不变的情况下向真空干燥器内注入足够的蒸馏水，混凝土试件在蒸馏水中浸没1h后恢复常压，再在常压条件下继续浸泡18±2h后，取出备用，完成混凝土试件的预处理。
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