CN111735904B - 一种适用于新建工程中硬化混凝土中氯离子含量检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于新建工程中硬化混凝土中氯离子含量检测方法,包括选取待检测样品、制备混凝土粉样、粉样中氯离子含量检测和氯离子含量计算等步骤。通过图像识别计算出石子占砂浆的质量比,从而减去石子在混凝土砂浆中的占比,最后计算出准确氯离子占胶凝材料的质量百分比。采用此方法可以很好地消除石子分布不均或常规方法中石子不好剔除而产生对检测结果的不良影响,能准确地确定混凝土砂浆中的氯离子含量,从而更好的判断混凝土结构的耐久性状态。
Description
技术领域
本发明属于混凝土质量检测领域,涉及一种适用于新建工程中硬化混凝土中氯离子含量检测方法。
背景技术
在混凝土结构发生结构性破坏而导致不良结果的原因分析中,钢筋腐蚀是影响混凝土结构耐久性和安全性的重要因素,而引起钢筋腐蚀的原因中最主要的就是氯离子侵蚀。目前我国的大型基建项目多分布于沿海,海边的混凝土工程长期受到海水中氯离子的侵蚀,导致钢筋混凝土结构性能劣化的现象很普遍。因此如何准确测定混凝土中的氯离子含量,以便判断混凝土结构的耐久性状态,是工程技术人员极其关注的问题。
在现行行业技术规范《水运工程混凝土试验检测技术规程》(JTS/T 236-2019)中对混凝土中砂浆的氯离子含量检测方法是采用粉样滴定法,此方法对试验粉样的制备方法是:用小锤仔细除去混凝土试样中石子部分,保存砂浆,然后把砂浆研碎成粉状进行试验。但由于砂浆和混凝土中石子的黏附力强,样品中完全剔除的难度大,同时由于对石头进行舍弃,石头表面所附的氯离子一同被舍弃,导致试验结果不能反映真实的混凝土中砂浆的氯离子浓度。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种适用于新建工程中硬化混凝土中氯离子含量检测方法,该方法能有效减小石子对试验结果的不良影响,准确定测混凝土砂浆的氯离子含量。
本发明采用的技术方案是:一种适用于新建工程中硬化混凝土中氯离子含量检测方法,包括以下步骤:
1)选取待检测样品;
2)制备混凝土粉样:对混凝土试块表面进行研磨取粉,并在研磨先后对磨粉区域进行拍照,采用图像计算法计算出石子占磨粉区域的面积比;
3)粉样中氯离子含量检测:将粉样烘干,溶于水或稀硝酸中,然后采用滴定法检测粉样中氯离子含量;
4)根据检测结果进行氯离子含量计算。
进一步地,步骤1)中的待检测样品包括混凝土试块和同批次条件养护的石子,测量石子和混凝土的表观密度。该步骤可得到较为理想的检测数据,减小了其他因素影响带来的实验误差。
进一步地,步骤2)中的混凝土粉样,其磨粉深度为1~3mm,所取粉样达到30g以上。该步骤可使得磨粉区域上下表面石子所占面积基本接近,磨粉区域上下表面石子所占面积比的平均值可近似等于石子占粉样的体积比。
进一步地,步骤2)中在对混凝土试块磨粉区域拍照前,对磨粉区域上表面和研磨后的下表面进行清理,清除表面粉尘杂物,使石子与砂浆界限更清晰。该步骤可使得到的照片更为清晰,界限明确,提高了图像识别计算的准确性。
进一步地,步骤2)中采用图像计算法对照片进行图像识别计算,得到照片中石子的像素值,与照片原图像素值比较,计算得石子占磨粉区域上表面和下表面的面积比。
进一步地,步骤4)氯离子含量计算包括计算石子占粉样的质量比和粉样中砂浆氯离子含量,最后算得氯离子占胶凝材料质量百分比。
其中对检测结果进行计算所涉及公式为:
(a)石子占粉样的质量比ω:
根据图像计算法得到的石子占磨粉区域上表面和下表面的面积比S1、S2,以及石子和混凝土的表观密度ρ1、ρ2,计算石子占粉样的质量比ω,计算公式为:
其中:ω—石子占粉样的质量比;
S1—石子占磨粉区域上表面的面积比;
S2—石子占磨粉区域下表面的面积比;
ρ1—石子的表观密度;
ρ2—混凝土的表观密度。
(b)粉样中砂浆氯离子含量P2:
根据检测粉样中氯离子含量P1,则粉样中砂浆的氯离子含量P2由下式进行计算:
其中:ω—石子占粉样的质量比;
P1—粉样中的氯离子含量;
P2—粉样中砂浆的氯离子含量。
(c)氯离子占胶凝材料的质量百分比P3:
查询试块的混凝土配合比资料,设查询得到胶凝材料占砂浆的质量比为ω1,则氯离子占胶凝材料的质量百分比P3由下式进行计算:
其中:ω1—胶凝材料占砂浆的质量比;
P2—粉样中砂浆的氯离子含量;
P3—氯离子占胶凝材料的质量百分比。
相比于现有技术,本发明提供了一种适用于新建工程中硬化混凝土中氯离子含量检测方法,通过图像计算法对混凝土试块表面进行拍照计算出石子占磨粉区域的面积比,从而减去石子在混凝土砂浆中的占比,最后计算出准确氯离子占胶凝材料的质量百分比。通过此方法,能很好地消除石子分布不均或常规方法中石子不好剔除而产生对检测结果的不良影响,能准确地确定混凝土砂浆中的氯离子含量,从而更好地判断混凝土结构的耐久性状态。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明,其中:
图1是磨粉示意图;
图2是照片图像识别计算示意图;
其中,取粉区域上表面11,相机12,混凝土取粉区域13,混凝土试件14,取粉区域下表面15
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案做进一步说明,但是本发明所要求保护的范围并不局限于此。
本实施例提供一种适用于新建工程中硬化混凝土中氯离子含量检测方法,其具体步骤如下:
1)选取待检测样品:选择待检测的混凝土试块和同批次条件养护的石子,可选择同条件养护的150mm×150mm×150mm试块或者100mm×100mm×100mm试块。若无同条件养护的试块,也可在现有结构上,用便携式钻芯机钻取芯样试块,取样直径为100mm;分别检测石子和混凝土试块的表观密度ρ1、ρ2,石子的表观密度ρ1采用排液法测量体积,然后通过称量质量,最后计算密度,混凝土的表观密度ρ2可以直接由待检测试块进行检测。
2)制备混凝土试样:对混凝土试块14表面进行打磨,去掉浮浆层,然后使用无水乙醇擦洗待磨粉区域的上表面11,清除表面的粉尘杂物,使石子和砂浆的分界面更清晰。把相机12镜头对准待磨粉的区域上表面几何中心处,拍摄照片,拍摄方式和角度如图1(a)所示,采用图像识别法,记录照片图2(a)原图的像素值为331194px,通过图像识别计算得到照片图2(b)中石子的像素值181886px,两者比较得到石子占磨粉区域上表面的面积比S1为54.92%;确定取粉区域13,使用金刚石钻头进行磨粉,磨粉深度为1~3mm;进而使用无水乙醇擦洗磨粉区域的下表面15,把相机镜头对准待磨粉的区域下表面几何中心处,拍摄照片,拍摄方式和角度如图1(b)所示,采用图像识别法,同上所述步骤计算出石子占磨粉区域下表面的面积比S2。
3)粉样中氯离子含量检测:将研磨的粉样全部烘干后,溶于水中(测游离氯离子含量)或稀硝酸中(测总氯离子含量)浸泡,然后采用滴定法对粉样中的氯离子含量进行检测,检测得到粉样中的氯离子含量P1。
4)氯离子含量计算:
根据步骤1测得的石子和混凝土试块的表观密度ρ1、ρ2,以及步骤2测得的石子占磨粉区域上、下表面的面积比S1、S2,并通过下式计算出石子占粉样的质量比ω;
根据步骤3测得的粉样中的氯离子含量P1,通过下式计算粉样中砂浆的氯离子含量P2;
最后查询试块的混凝土配合比资料,设查询得到胶凝材料占砂浆的质量比为ω1,则通过下式计算氯离子占胶凝材料的质量百分比P3;
通过上述计算步骤,最终得到较为准确的氯离子在胶凝材料中的质量百分比。
以上为本发明的较佳实施例,相比于现有技术,其通过图像计算法对混凝土试块表面进行拍照计算出石子占磨粉区域的面积比,从而减去石子在混凝土砂浆中的占比,最后计算出准确氯离子占胶凝材料的质量百分比。通过此方法,能很好地消除石子分布不均或常规方法中石子不好剔除而产生对检测结果的不良影响,能准确地确定混凝土砂浆中的氯离子含量,从而更好地判断混凝土结构的耐久性状态。
本发明不局限于上述实施方式,如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围,倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变形。
Claims (5)
1.一种适用于新建工程中硬化混凝土中氯离子含量检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)选取待检测样品;
2)制备混凝土粉样:对混凝土试块表面进行研磨取粉,并在研磨前后对磨粉区域进行拍照,采用图像计算法计算出石子占磨粉区域的面积比;
3)粉样中氯离子含量检测:将粉样烘干,溶于水或稀硝酸中,采用滴定法检测粉样中氯离子含量;
4)根据检测结果进行氯离子含量计算:
氯离子含量计算包括计算石子占粉样的质量比和粉样中砂浆氯离子含量,最后算得氯离子占胶凝材料的质量百分比;
根据步骤2)图像计算法得到的石子占磨粉区域上表面和下表面的面积比为S1、S2,石子的表观密度ρ1,混凝土的表观密度ρ2,根据以下公式可计算石子占粉样的质量比ω:
根据步骤3)检测得到粉样中氯离子含量P1,则由以下公式可计算出粉样中砂浆的氯离子含量P2:
设查询得到试块的胶凝材料占砂浆的质量比为ω1,则由以下公式可计算出氯离子占胶凝材料的质量百分比P3:
2.根据权利要求1的一种适用于新建工程中硬化混凝土中氯离子含量检测方法,其特征在于,步骤1)中的待检测样品包括混凝土试块和同批次条件养护的石子,测得石子和混凝土试块的表观密度。
3.根据权利要求1的一种适用于新建工程中硬化混凝土中氯离子含量检测方法,其特征在于,步骤2)中的混凝土粉样,其磨粉深度为1~3mm,所取粉样达到30g以上。
4.根据权利要求1的一种适用于新建工程中硬化混凝土中氯离子含量检测方法,其特征在于,步骤2)中在对混凝土试块磨粉区域拍照前,对磨粉区域上表面和研磨后的下表面进行清理,清除表面粉尘杂物,使石子与砂浆界限更清晰。
5.根据权利要求1的一种适用于新建工程中硬化混凝土中氯离子含量检测方法,其特征在于,步骤2)中采用图像计算法对所得照片进行图像识别计算,得到照片中石子的像素值,与照片原图像素值比较,分别得到石子占磨粉区域上表面和下表面的面积比。
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