芯样混凝土抗渗性能检测试验研究

技术与市场第１９卷第２期２０１２年混凝土的抗渗性能是混凝土的一项极为重要的耐久性指标，其抗渗性能的好坏将会直接关系到建筑物的正常使用及安全程度，特别是一些水工结构，建筑储水结构混凝土对抗渗性能的要求更为严格。

同时，研究混凝土的抗渗性可以科学有效地评定混凝土结构的耐久性［１］，也因此对不同等级和类型的混凝土抗渗性能的检测准确性提出了更高的要求，而现有规范和一些学者对于混凝土抗渗性试验方法都进行过规定和探讨［２－４］。

按照现有的混凝土抗渗性能检测试验的相关规范制作的试件大多为标准的圆台型试件，需要有与该试验相配套的试模，对于一些中小型施工单位而言，这种试模在工程现场不易找到，因此，大多数送往检测单位的抗渗性试样都是通过钻芯取样或用圆柱体试模制作的非标准试样，而对于这种非标准的抗渗性试样的检测，目前还没有比较正式的试验检测规范。

为此，笔者参照现有抗渗性试验规范并利用已有的试验设备，通过一定的加工处理，对非标准抗渗试件做了以下抗渗性检测试验，并取得了较好的试验结果。

1试验方法及规范研究混凝土抗渗性能有多种试验方法，有水压力试验法、抗氯化物渗透试验法及气体渗透性试验法等［３］。

气体渗透法比较适合在现场测试，在我国应用相对较少，试验室测试以前两种为主。

在我国《普通混凝土长期性能试验方法标准》ＧＢ／Ｔ５００８２－２００９中介绍了两种抗水渗透试验方法，即：渗水高度法和逐级加压法［５］。

两种方法对抗渗混凝土试件的标准尺寸和数量上要求都是一致的，试模应采用上口内部直径为１７５ｍｍ、下口内部直径为１８５ｍｍ和高度为１５０ｍｍ的圆台体，数量均为６个。

混凝土抗渗仪都应符合现行行业标准《混凝土抗渗仪》ＪＧ／Ｔ２４９的规定，并能使水压按规定的制度稳定地作用在试件上。

而在实验操作过程以及表示方法上有些差异，渗水高度法适用于以测定硬化混凝土在恒定水压力下的平均渗水高度来表示的混凝土抗水渗透性能。

逐级加压法适用于通过逐级施加水压力来测定以抗渗等级来表示的混凝土的抗水渗透性能。

通过渗水高度法易于确定混凝土的抗渗系数，而逐级加压法可方便地确定混凝土的抗渗等级（或称抗渗标号）。

相对渗水高度法，逐级加压法操作更为简单，适用较普遍。

2试验设备及检测流程2.1试验设备钻芯机、混凝土切割机、打磨机、抗渗试模、ＨＳ－４型或ＨＳ－４Ｓ型混凝土抗渗仪，ＨＳ－２００型多功能脱模机。

2.2检测流程定位取样或非标准试模浇注—试样加工处理—标准试样制作—抗渗试验。

3试验过程及要求3.1定位取样或非标准试模浇注在待检测实体结构有代表的部位上，利用钻芯机钻取６个混凝土芯样，或在浇筑过程中利用圆柱体试模留取６个试件，如图１所示。

芯样宜在结构或构件的以下部位钻取［６］：①结构或构件受力较小的部位；②混凝土强度具有代表性的部位；③便于钻机安装和操作的地方；④避开主筋、预埋件和管线的位置；芯样高度可适当大于抗渗试模高度，并具有一定的垂直度。

钻取完的试件及时做好编号记录及相应备注存底。

对于非标准试模浇注的试件应尽量使试件的直径接近标准抗渗性试模的上表面尺寸１５０ｍｍ，以减少外围填充材料使用量。

3.2芯样加工及处理将送样的非标准芯样利用混凝土切割机切割为１５２￣１５５ｍｍ范围内高度，然后使用打磨机磨平切割后的芯样端面，最终加工处理后的圆柱体试样平均高度为１５０ｍｍ（如图２）。

注意在芯样切割及打磨过程中，不宜使试件出现裂缝或较大缺陷。

图1非标准芯样图2切割打磨后芯样图3芯样内防水处理3.3标准抗渗试件制作３．３．１制作依据依据标准混凝土抗渗性试验规范要求，将圆柱体芯样利用抗渗试模及填充材料制作成上口内部直径为１７５ｍｍ、下口内部直径为１８５ｍｍ和高度为１５０ｍｍ的圆台体，其截面如图４所示。

其中填充材料是制作芯样抗渗试件的重要材料，对于整个抗渗试验起着极为重要的作用，其应具备下列几个条件［７］：１）填充材料本身硬化速度较快；２）填充材料硬化后本身不能透水或经相应处理后不透水；３）填充材料硬化后的强度必须满足试验要求；４）填充材料与芯样黏结必须足够牢固。

本文采用水泥砂浆外涂液态石蜡材料作为填充材料，有条芯样混凝土抗渗性能检测试验研究朱海琦，徐斐（深圳市鹏城建筑集团有限公司，广东深圳518040）摘要：依据现有混凝土抗渗性能检测试验的相关规范，对钻芯取样的非标准抗渗性试验试件进行了抗渗性能的检测，详细介绍了由钻芯取样的非标准试件制作成标准试件的加工过程及要求，并通过对加工后的芯样试件进行抗渗检测试验，得到了比较可靠的试验检测结果。

关键词：钻芯取样；混凝土；抗渗性能；检测；试验ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１２．０２．００７技术研发11TECHNOLOGY AND MARKETＶｏｌ．１９Ｎｏ．２，２０１２图4圆台截面图件的单位可采用石蜡加松香或水泥加黄油或其他满足上述四个条件的更好的填充材料。

３．３．２制作过程１）准备工作：将标准圆台体抗渗性试模内涂刷机油或脱模剂，便于试件硬化后脱模；同时配备试验需要的必要材料。

２）内防水处理：在原始芯样外表面均匀地涂刷一层经过热熔化的石蜡，并保证石蜡完全密封住芯样外表面，如图３。

３）填充砂浆：待石蜡硬化后将外表面处理的芯样放于圆台型抗渗试模内，保证芯样位于试模中心位置以使试模与芯样之间的缝隙厚度相同，倒入准备好的砂浆并捣实，保证其有一定的强度，如图５。

４）静置硬化：将填充完成的试样静置，使其自然硬化后进行脱模，脱模过程中不得损坏外围填充层，脱模后填充材料和芯样组成的试样作为抗渗性试验试件。

3.4抗渗试验过程待填充材料硬化至一定程度后，擦干表面，用钢丝刷刷净两端面，便可利用ＨＳ－４型混凝土抗渗仪配套生产的ＨＴ－２００型多功能脱装模机，将试件从浇注试模装入ＨＳ－４型混凝土抗渗仪上的试验试模。

在装入该试模前，为防止水从芯样外围的砂浆液中渗出，应在成型后的试件外围及底部非芯样处再涂刷上一层石蜡，并保证其结合良好，如图６。

在装入试验试模之前将试模加热到４０℃，然后将涂有密封材料的试件装入模腔，再在压机上（螺旋压力机或借用实验室的压力实验机）将试件压入试模中并冷却至常温，最后将所有试件安装至ＨＳ－４型混凝土抗渗仪上进行试验，如图７。

如在试验中，水从试件周边渗出，说明密封不好，要重新密封。

试验时，水压从０．１ＭＰａ开始，每隔８ｈ增加水压０．１ＭＰａ，并随时注意观察试件端面情况。

当６个试件中有３个试件表面出现渗水时，或加至规定压力（设计抗渗等级）在８ｈ内６个试件中表面渗水试件少于３个时，可停止试验，并记下此时的水压力［５］。

在试验过程中，当发现水从试件周边渗出时，应及时停止试验，按照３．３．２节的规定步骤重新进行密封等相关处理。

4试验结果处理4.1混凝土抗渗等级（抗渗标号）的计算混凝土的抗渗等级应以每组６个试件中有４个试件未出现渗水时的最大水压力乘以１０来确定。

混凝土抗渗等级的计算公式如下：Ｐ＝１０Ｈ－１式中：Ｐ—混凝土抗渗等级；Ｈ—６个试件中有３个试件渗水时的水压力（ＭＰａ）。

4.2混凝土渗透系数的计算表１［８］给出了不同混凝土抗渗等级（抗渗标号）与渗透系数之间的对应值。

表1抗渗标号与抗渗系数之间的关系其具体的换算经验公式［９］为：S k＝mD２m２∑TH＝０．０３×１５２n×n＋１２×５．７６×１０７式中：Sk—渗透系数值，其中k为抗渗等级数即P的值；m—混凝土空隙率，一般取０．０３；D m—平均渗水高度，一般取１５ｃｍ；n—一般取抗渗标号k＋１。

5结语对非标准的混凝土抗渗性试件进行抗渗性检测并没有相关正式的规范文件，本文结合实际工程中钻取的塑性混凝土芯样，系统地归纳和总结了非标准混凝土试件加工处理及试验的具体操作过程，同时提供了抗渗等级和渗透标号之间的转换关系式。

通过对其进行一定的加工处理，依据现有抗渗性检测规范，对这种非标准的混凝土试件进行了抗渗性检测，得到了比较好的实验结果，同时试验结果具有一定的可靠性，得到了多方单位的认可，同时，为从事相关检测单位提供了一定的借鉴作用。

参考文献：[1]赵万里.混凝土抗渗性能预测的广义回归神经网络模型及应用[J].混凝土，2011.[2]李春生,刘艳博，等.混凝土抗渗性能试验的探讨[J].辽宁建材学报，2007.[3]李多权,姚直书,韩兴腾.混凝土抗渗性能研究[J].建筑与工程，2008.[4]张雷顺，汤俊杰，杨明林.塑性混凝土抗渗性能的研究[J].混凝土，2010.[5]GB/T50082-2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.[6]钻芯法检测混凝土强度技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2007.[7]于力.实体混凝土抗渗性能检测的实验研究[J].建筑与结构设计，2010.[8]混凝土实用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1987.[9]蔡振勇.混凝土性能[M].北京：中国建筑工业出版社，1982.抗渗标号渗透系数S k（cm/s）S10.391×10-7S20.196×10-7S40.783×10-7S60.491×10-7S80.261×10-7S100.177×10-7S120.129×10-7技术研发12。