CN114383994A - 一种混凝土硫酸盐侵蚀体积膨胀测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种混凝土硫酸盐侵蚀体积膨胀测试方法，包括以下步骤：切割；喷制黑色散斑；密封；硫酸盐侵蚀；体积膨胀测试；数据处理。本发明采用非接触式测量，可对硫酸盐侵蚀过程中混凝土体积膨胀过程进行实时跟踪测试，不仅可获得混凝土体积膨胀量，还可以得到硫酸盐侵蚀过程中混凝土非均匀体积膨胀的可视化图谱。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土耐久性技术的技术领域，特别涉及一种混凝土硫酸盐侵蚀体积膨胀测试方法。
背景技术
目前关于混凝土在侵蚀性环境中膨胀性能的研究，所得只是一个混凝土整体膨胀量的平均化数据，数据单一，只能反映混凝土宏观尺度的体积膨胀。然而，一方面，当硫酸根离子向混凝土内部迁移的过程中，通过混凝土内部孔隙和缺陷迁移，并与混凝土中水化产物发生反应生成各种腐蚀产物，在不断消耗侵蚀性离子的同时，生成的反应产物导致混凝土内部结构不断变化。这就导致不同侵蚀时期离子迁移速率和腐蚀反应程度不同，所产生的混凝土体积变形也不同；另一方面，混凝土是一种由性能各不相同的骨料、砂子以及胶凝性材料组成的非均匀复合材料，每一个部位的材料组成和结构组成各不相同，侵蚀性离子在混凝土内部不同局部区域的迁移和发生的腐蚀反应是不相同的，产生的膨胀量也各不相同。因此，单一的宏观尺度体积膨胀量无法真实反映侵蚀性离子在混凝土内部发生腐蚀反应导致的混凝土体积变形。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明目的在于提供一种混凝土硫酸盐侵蚀体积膨胀测试方法，可真实反映硫酸盐侵蚀过程中的混凝土体积膨胀非均匀分布。
本发明为达到其目的，所采用的技术方案如下：
一种混凝土硫酸盐侵蚀体积膨胀测试方法，包括以下步骤：
切割：将待测混凝土块切割成待测试块；
喷制散斑：擦干待测试块的切割面的表面水分，对所述切割面的表面采用白色哑光漆进行喷涂且白色哑光漆完全覆盖切割面；待白色哑光漆干燥后，采用黑色哑光漆在白色哑光漆层上喷制黑色散斑；待黑色散斑干燥后，对待测试块进行拍照取样，采集黑色散斑的原始位置信息。
密封：对带有黑色散斑的切割面进行密封；预留两个对立的成型面，对其余三个面进行永久性密封；
硫酸盐侵蚀：将密封处理的待测试块浸泡在预先配置好的硫酸盐溶液中，浸泡至规定龄期；
体积膨胀测试：将侵蚀至规定龄期的待测试块取出，去除密封，将待测试块置于数字图像测试装置下进行拍照取样；拍照完毕，将切割面重新密封，置于硫酸盐溶液中继续侵蚀试验，至下一个规定龄期继续取出拍照；
数据处理：采用数字图像测试装置自带的软件对不同龄期取样拍照的图片进行处理，通过对比计算不同龄期测试面上黑色散斑的相对位置变化，可获得混凝土可视化体积膨胀分布图谱和体积膨胀分布值。
作为优选，采用精密切割机。
作为优选，所述黑色散斑均匀布置在白色哑光漆层上。
作为优选，所述切割面的表面平整。
作为优选，采用薄膜和玻璃胶将带有黑色散斑的切割面进行密封，采用环氧树脂将混凝土其余三个面进行永久性密封。
作为优选，所述待测试块为片状试块。
作为优选，所述拍照取样的方式为：布置两台相机，两台相机分别位于待测试块两侧，且待测试块的正上方布置有光源，然后进行拍照。
作为优选，通过对比计算不同龄期测试面上黑色散斑的相对位置变化具体指通过黑色散斑膨胀后的位置与原始的位置进行坐标比对，进而得到相对位置的变化。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用非接触式测量，可对硫酸盐侵蚀过程中混凝土体积膨胀过程进行实时跟踪测试，不仅可获得混凝土体积膨胀量分布，还可以得到硫酸盐侵蚀过程中混凝土非均匀体积膨胀的可视化图谱。
非接触式测量，在不影响试验过程的情况下，对硫酸盐侵蚀过程中混凝土体积膨胀分布进行测试，受其他因素干扰小，数据可靠性高；
可对硫酸盐侵蚀过程中混凝土体积膨胀过程进行实时测试，不同侵蚀龄期的混凝土体积膨胀分布，不仅可反映整个侵蚀过程中混凝土体积变形的非均匀分布变化过程，还可以实时反映硫酸盐在混凝土内部的迁移和腐蚀进程；
精度高，操作方便，对测试环境要求不高，保证光源即可。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1呈现了本发明所述的待测试块的切割面的表面；
图2呈现了本发明所述的待测试块的白色哑光漆层；
图3呈现了本发明所述的待测试块的白色哑光漆层上的黑色散斑；
图4呈现了本发明所述的待测试块的切割面的密封处理；
图5呈现了采集到的图像；
图6呈现了待测试块置于数字图像测试装置下进行拍照取样的方式；
图7呈现了对采集到的图像进行处理及对比计算；
图8是硫酸盐侵蚀后混凝土体积膨胀分布图a；
图9是硫酸盐侵蚀后混凝土体积膨胀分布图b；
图10是待测试块的示意图。
其中:
1-待测试块；11-切割面；111-白色哑光漆层；112-黑色散斑；12-侧面；13-成型面；14-侵蚀面.
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
参阅图1至图10所示,本发明所述的一种混凝土硫酸盐侵蚀体积膨胀测试方法，包括以下步骤：
(1)切割：采用精密切割机将待测混凝土块切割成100mm×100mm×10mm的片状的待测试块，保持切割面的平整，切割面骨料分布清晰可见，如图1；
(2)喷制散斑：擦干待测试块的切割面表面水分，首先采用白色哑光漆对切割面进行喷涂，使白色哑光漆完全覆盖切割面形成白色哑光漆层，且白色哑光漆层应尽可能薄，如图2；其次，待白色哑光漆层干燥后，采用黑色哑光漆在白色哑光漆层上喷制大小均匀的黑色散斑，如图3；散斑喷制完毕后，在阴凉通风处晾干，待黑色散斑干燥固定后，使用3D-DIC系统采集侵蚀前待测试块的表面的原始信息(主要是黑色散斑的原始位置)。
(3)密封：使用树脂将待测试样的成型面和两个相对着的100mm×10mm侧面密封，喷制黑色散斑的切割面和另外两个对着100mm×10mm侧面(侵蚀面)不密封。
待树脂干燥后，检查三个密封面是否完全密封，并保证100mm×100mm密封面的平整。如密封不完全或表面不平整，则需要进行二次密封或打磨。为保护测试面(喷制有黑色散斑的切割面)的黑色散斑不受影响，需要对测试面也做密封处理，将提前准备好的100mm×100mm透明薄膜覆盖在测试面上，并采用耐碱性玻璃胶将其固定在待测试块的表面，且要确保密封好，不能让侵蚀性溶液从玻璃胶密封处渗透进密封好的混凝土表面，对黑色散斑和实验结果造成不良影响；
如图4。耐碱性玻璃胶具有良好的密封性和粘黏性，自然晾干后，易去除且不伤害混凝土表面；
(4)硫酸盐侵蚀：待玻璃胶干燥固定后，将待测试块放入浓度为5％的硫酸盐溶液中进行浸泡，硫酸盐溶液将从两个相对的没有做任何密封处理的100mm×10mm侧面(侵蚀面)向混凝土中侵蚀，浸泡至规定龄期；
(5)体积膨胀测试：将浸泡10d的待测试块取出，去除测试面的薄膜和玻璃胶，将待测试块置于数字图像测试装置下进行拍照取样，如图5和图6所示；拍照完毕，将测试面重新密封，置于硫酸盐溶液中继续侵蚀试验，至60d时再次取出拍照；
其中，如图5所示的拍照方式可如下：布置两台相机，分别位于待测试块两侧，待测试块的正上方布置有光源。
(6)数据处理：采用数字图像测试装置自带的软件对不同龄期取样拍照的图片进行处理，通过对比计算不同龄期测试面上黑色散斑的相对位置变化，可获得混凝土可视化体积膨胀分布图谱和体积膨胀分布值，如图7和图8、图9所示。
其中，如图7所示，通过黑色散斑膨胀后的位置与原始的位置进行坐标比对，进而得到相对位置的变化。
由本案例可见，本发明可精准有效地实时测量硫酸盐侵蚀过程中混凝土内部体积膨胀非均匀分布及其变化过程。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种混凝土硫酸盐侵蚀体积膨胀测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
切割：将待测混凝土块切割成待测试块；
喷制散斑：去除待测试块的切割面的表面水分，对所述切割面的表面采用白色哑光漆进行喷涂且白色哑光漆完全覆盖切割面；待白色哑光漆干燥后，采用黑色哑光漆在白色哑光漆层上喷制黑色散斑；待黑色散斑干燥后，对待测试块进行拍照取样，采集黑色散斑的原始位置信息。
密封：对带有黑色散斑的切割面进行密封；预留侧面作为侵蚀面不密封；对剩余的面进行永久性密封；
硫酸盐侵蚀：将密封处理后的待测试块浸泡在预先配置好的硫酸盐溶液中，浸泡至规定龄期；
体积膨胀测试：将侵蚀至规定龄期的待测试块取出，去除带有黑色散斑的切割面的密封，将待测试块置于数字图像测试装置下进行拍照取样；拍照完毕，将带有黑色散斑的切割面重新密封，置于硫酸盐溶液中继续侵蚀试验，至下一个规定龄期继续取出拍照；
数据处理：采用数字图像测试装置自带的软件对不同龄期取样拍照的图片进行处理，通过对比计算不同龄期测试面上的黑色散斑的相对位置变化，获得混凝土可视化体积膨胀分布图谱和体积膨胀分布值。
2.根据权利要求1所述的混凝土硫酸盐侵蚀体积膨胀测试方法，其特征在于，采用精密切割机。
3.根据权利要求1所述的混凝土硫酸盐侵蚀体积膨胀测试方法，其特征在于，所述黑色散斑均匀布置在白色哑光漆层上。
4.根据权利要求1所述的混凝土硫酸盐侵蚀体积膨胀测试方法，其特征在于，所述切割面的表面平整。
5.根据权利要求1所述的混凝土硫酸盐侵蚀体积膨胀测试方法，其特征在于，采用薄膜和玻璃胶将带有黑色散斑的切割面进行密封，采用环氧树脂将混凝土剩余的面进行永久性密封。
6.根据权利要求1所述的混凝土硫酸盐侵蚀体积膨胀测试方法，其特征在于，所述待测试块为片状试块。
7.根据权利要求1所述的混凝土硫酸盐侵蚀体积膨胀测试方法，其特征在于，所述拍照取样的方式为：布置两台相机，两台相机分别位于待测试块两侧，且待测试块的正上方布置有光源，然后进行拍照。
8.根据权利要求1所述的混凝土硫酸盐侵蚀体积膨胀测试方法，其特征在于，通过对比计算不同龄期测试面上的黑色散斑的相对位置变化具体指通过黑色散斑膨胀后的位置与原始的位置进行坐标比对，进而得到相对位置的变化。
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