CN113933291A - 一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法，具体为：步骤1，在混凝土大坝待检测区域进行钻孔取芯；步骤2，在步骤1得到的混凝土芯表面喷洒酚酞酒精溶液，将混凝土芯划分为碳化区、过渡区、未碳化区三个区域；步骤3，将步骤2划分后的混凝土芯进行多次研磨，每次研磨后测量研磨所得粉末的碳酸钙含量，明确精确的碳化深度。本发明测量方法测得的碳化深度值更加精确。
Description
技术领域
本发明属于大体积混凝土检测技术领域，涉及一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法。
背景技术
混凝土碳化主要会影响混凝土内的钢筋锈蚀情况。混凝土的碳化深度如果超出预期太多，会加剧混凝土内的钢筋锈蚀，导致大体积混凝土中本应由钢筋来承担的结构的拉应力直接作用在混凝土上，会造成结构加速破坏。
现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝、隧道基础等；其中混凝土碳化会引起钢筋锈蚀，使工程结构受到损伤并缩短了使用年限，进而必须要对工程进行加固或维修，从而造成很大的直接和间接的经济损失。碳化深度的测定是为了提前了解大体积混凝土的耐久性，并对整体结构尤其是钢筋的锈蚀程度有明确的了解，从而提前加以预防，减少不必要的人力与经济损失。
现有大体积混凝土的碳化深度的测定步骤如下：(1)采用适当的工具在混凝土测区表面形成直径一孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度，约等于保护层厚度；(2)除去孔洞中的粉尘和碎屑，不能用液体冲洗；(3)在凿开的混凝土表面滴1％的酚酞酒精溶液；(4)当已碳化与未碳化界线清楚时，再用碳化深度测定尺测量自混凝土表面至深处不变色、有代表的交界处垂直距离1～2次，该距离即为混凝土的碳化深度值；并在测区选取n个碳化深度测点，得到相应碳化深度测量值，即可进行平均碳化深度值的计算。但现有测定碳化深度的方法存在明显的问题与不足：(1)酚酞测试法的测量精度不够高，可能导致测量一次碳化深度未能达到测量目的的情况，这会对坝体造成多处破坏与损伤，进而可能造成别的方面影响；(2)目前利用传统方法时会使用游标卡尺，而游标卡尺的量程较大，操作耗时繁琐且易产生误差，虽然能满足使用要求，但是测定时容易产生误差，导致测定结果不准确，且携带不方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法，测得的碳化深度值更加精确。
本发明所采用的技术方案是，一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，在混凝土大坝待检测区域进行钻孔取芯；
步骤2，在步骤1得到的混凝土芯表面喷洒酚酞酒精溶液，将混凝土芯划分为碳化区、过渡区、未碳化区三个区域；
步骤3，将步骤2划分后的混凝土芯进行多次研磨，每次研磨后测量研磨所得粉末的碳酸钙含量，明确精确的碳化深度。
本发明的特征还在于，
步骤1的具体过程为：确定待检测区域，利用地质钻探对待检测区域按照梅花型布置钻孔取芯，得到多个混凝土芯，取芯结束后，将钻孔进行密封。
每个混凝土芯为圆柱体，长度为150mm、直径为30mm。
待检测区域包括混凝土坝上游坝面、下游坝面、闸墩、溢流堰面、轻型坝挡水面板的背水面。
步骤2的具体过程为：对每个混凝土芯表面喷洒1％酚酞酒精溶液，则混凝土芯上出现变红区域，分别以变红区域边界线的峰值与谷值为起点相背各延伸10mm，得到两个延伸边界，两个延伸边界之间的区域为过渡区，位于变红区域的延伸边界至混凝土芯变红一侧的端部为未碳化区，另一个延伸边界至混凝土芯未变红一侧的端部为碳化区。
步骤3的具体过程为：以碳化区与过渡区的交界面为研磨起点，在研磨起点处将混凝土芯切断，以研磨起点向过渡区进行多次研磨，每次研磨1mm，每次研磨后对研磨所得的粉末进行碳酸钙浓度测量，当连续3次检测碳酸钙含量数值之间的变化小于5％时，停止研磨，测量剩余混凝土芯的长度，以连续三次研磨过程中第一次的开始研磨位置为碳化深度，则碳化深度＝150mm-剩余混凝土芯的长度+2mm，求取多个混凝土芯的碳化深度的平均值，将平均值作为精确的碳化深度。
本发明的有益效果是，
(1)本发明一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法，钻孔尺寸小于现有测量方法中钻孔的尺寸，从而减小了对混凝土大坝的损伤；
(2)本发明一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法，能够精确测量出混凝土试件的碳化部分与未碳化部分的分界面，从而得到精确的碳化深度，为防止钢筋锈蚀提供更为准确地碳化深度数据；
(3)本发明一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法，能够全面分析混凝土大坝从表面到内部碳化的具体状况，为后期的维护提供了保障。
附图说明
图1是本发明一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法中混凝土芯分区的结构示意图；
图2是本发明一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法中测得的碳化深度的曲线图；
图3是本发明实施例涉及某混凝土大坝上游面检测深度-碳酸钙含量关系曲线。
图中，1.碳化区，2.过渡区，3.未碳化区，4.研磨起点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，在混凝土大坝待检测区域进行钻孔取芯；
具体为：确定待检测区域，利用地质钻探对待检测区域按照梅花型布置钻孔取芯，得到多个混凝土芯，取芯结束后，将钻孔进行密封，防止二氧化碳进入孔内造成损害；
每个混凝土芯为圆柱体，长度为150mm、直径为30mm；
待检测区域包括混凝土坝上游坝面(正常蓄水位以上)、下游坝面、闸墩、溢流堰面等部位；
步骤2，在步骤1得到的混凝土芯表面喷洒酚酞酒精溶液，将混凝土芯划分为碳化区、过渡区、未碳化区三个区域；
具体为：
对每个混凝土芯表面喷洒1％酚酞酒精溶液(1g酚酞溶于100ml酒精中)，则混凝土芯上出现变红区域，如图1所示，分别以变红区域边界线的峰值与谷值为起点相背各延伸10mm，得到两个延伸边界，两个延伸边界之间的区域为过渡区2，位于变红区域的延伸边界至混凝土芯变红一侧的端部为未碳化区3，另一个延伸边界至混凝土芯未变红一侧的端部为碳化区1；
步骤3，将步骤2划分后的混凝土芯进行多次研磨，每次研磨后测量研磨所得粉末的碳酸钙含量，明确精确的碳化深度；
具体为：以碳化区与过渡区的交界面为研磨起点4，在研磨起点4处将混凝土芯切断，以研磨起点4向过渡区进行多次研磨，每次研磨1mm，每次研磨后对研磨所得的粉末进行碳酸钙浓度测量，如图2所示，当连续3次检测碳酸钙含量数值之间的变化小于5％时，停止研磨，测量剩余混凝土芯的长度，以连续三次研磨过程中第一次的开始研磨位置为碳化深度，则碳化深度＝150mm-剩余混凝土芯的长度+2mm，求取多个混凝土芯的碳化深度的平均值，将平均值作为精确的碳化深度。
碳酸钙含量测定采用碳酸钙含量数字压力分析仪，测量原理是利用压力变送器将碳酸钙与过量盐酸产生化学反应生成的二氧化碳气体压力转换为数字进行显示，通过压力值查表得出其对应的碳酸钙占混凝土的质量分数，其化学反应如下：
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2。
实施例
以上游坝面某测点为例，混凝土芯中碳化区、过渡区、未碳化区三个区域的碳酸钙含量变化如图3所示，通过混凝土坝各区域，包括上游坝面(正常蓄水位以上)、下游坝面、闸墩、溢流堰面碳化深度进行精确测量，结果如下：
表1混凝土大坝各部位的碳化深度
| 部位 | 上游坝面 | 下游坝面 | 闸墩 | 溢流堰面 |
| 碳化深度(mm) | 5.31 | 4.75 | 4.12 | 3.98 |
通过表1分析可知，上游坝面与下游坝面的碳化深度均较大，是因为上游坝面(正常蓄水位以上)、下游坝面与水接触的时间比较少，所以二氧化碳进入量比较大，导致碳化深度相对较高。然而，闸墩、溢流堰面长期与水接触，水流淹没情况下，二氧化碳无法有效入侵混凝土内部，导致碳化深度相对较低。可以看出，本发明所测试混凝土大坝碳化深度符合工程实际，结果较为可靠。
本发明检测方法避免了现场预留大量同条件养护试件，不需通过游标卡尺就能准确评价混凝土的碳化深度，省时省力，且克服了现有混凝土游标卡尺测试中数据误差较大的弊端，本发明可以测试混凝土从施工期、运行期及维修期的现场碳化深度，实现了混凝土大坝碳化深度快速精确的测量。
Claims (6)
1.一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，在混凝土大坝待检测区域进行钻孔取芯；
步骤2，在步骤1得到的混凝土芯表面喷洒酚酞酒精溶液，将混凝土芯划分为碳化区、过渡区、未碳化区三个区域；
步骤3，将步骤2划分后的混凝土芯进行多次研磨，每次研磨后测量研磨所得粉末的碳酸钙含量，明确精确的碳化深度。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法，其特征在于，步骤1的具体过程为：确定待检测区域，利用地质钻探对待检测区域按照梅花型布置钻孔取芯，得到多个混凝土芯，取芯结束后，将钻孔进行密封。
3.根据权利要求2所述的一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法，其特征在于，每个混凝土芯为圆柱体，长度为150mm、直径为30mm。
4.根据权利要求2所述的一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法，其特征在于，待检测区域包括混凝土坝上游坝面、下游坝面、闸墩、溢流堰面、轻型坝挡水面板的背水面。
5.根据权利要求1所述的一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法，其特征在于，步骤2的具体过程为：对每个混凝土芯表面喷洒1％酚酞酒精溶液，则混凝土芯上出现变红区域，分别以变红区域边界线的峰值与谷值为起点相背各延伸10mm，得到两个延伸边界，两个延伸边界之间的区域为过渡区，位于变红区域的延伸边界至混凝土芯变红一侧的端部为未碳化区，另一个延伸边界至混凝土芯未变红一侧的端部为碳化区。
6.根据权利要求1所述的一种混凝土大坝碳化深度高精度测量方法，其特征在于，步骤3的具体过程为：以碳化区与过渡区的交界面为研磨起点，在研磨起点处将混凝土芯切断，以研磨起点向过渡区进行多次研磨，每次研磨1mm，每次研磨后对研磨所得的粉末进行碳酸钙浓度测量，当连续3次检测碳酸钙含量数值之间的变化小于5％时，停止研磨，测量剩余混凝土芯的长度，以连续三次研磨过程中第一次的开始研磨位置为碳化深度，则碳化深度＝150mm-剩余混凝土芯的长度+2mm，求取多个混凝土芯的碳化深度的平均值，将平均值作为精确的碳化深度。
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