受拉荷载作用下混凝土氯离子渗透性试验方法研究

混凝 土渗透 性方 法测 试很 多 ， 是随 着 高性 能混 凝士 但 （Ｐ） Ｈ Ｃ 技术 的迅 速发 展 ， 去的 一些 测试 方 法变 得越 来越 过
不适 用 ， 多 学 者 正 致 力 于 寻 找 更 能 反 映 材 料 本 身 性 能 的 很
１ 混凝 土 氯 离 子 扩 散 渗 透 性 测 试 的 直 流 电量 法
【 关键词 】 混凝土 ； 透性 ； 渗 氯离子扩 散 ； 测试 方法
【 图分类 号】 Ｔ ５８０ 中 Ｕ ２．
ｆ 文献标识码 】 Ｂ
【 文窜编号 】 １０ — ８４２ １ ） ００ — ３ ０ １ ６６ （００ １ ０３ ０ ０—
ＴＥＳ ＮＧ ＥＴＨｏＤ ｏＲ ＴＩ Ｍ Ｆ ＣＨＬｏＲＩ ） Ｉ Ｉ Ｅ．ｏＮ ＥＲＭ ＡＢⅡ ＴＹ Ｐ Ｉ
图 Ｉ 直 流 电量 法渗 透性 试验 示 意 图
轴 心抗拉强度值 时所 需 的拉力 ， 研究混 凝 土在这些 拉力作 用下 的氯离子渗透性 。
表 Ｉ Ａ Ｔ Ｉ０ Ｓ ＭＣ ２ ２评 价 标 准 与 相 应 的 混 凝土 类 型
■
＞ ００ ４ ０
２０ ０ ０～４ Ｏ Ｏ Ｏ
高
压 ， 易发生 极化 反应 ， 溶液 温度 升高 ， 验 数据受 到干 容 使 试
扰， 而且对高渗透性混 凝土有时 不得不 中断试 验 ； 测量结 ②
４
低
温
建
筑 技
术
２ １ 年第 １ ００ Ｏ期（ 总第 １Ｂ ） ４期
果是在非稳定下获得的 ， 不能说 明混凝 土的渗透性 ； ③测 量
ｏＦ ＣｏＮＣＲＥＴＥ ＵＮＤＥＲ ＴＥＮＳ Ｅ Ⅱ Ｌｏ ＡＤ
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化学成分影响测量 结果 ； 试件 的真空 饱水 及密封 处理 复 ⑤
杂。哈工大在实 验室对 上述 装置 进行 了改进 ， 如将 铜 网改 为具有高抗腐蚀性 的石 墨 电极 、 加大装 两种 电解质 溶液 的 腔室尺寸 ， 改进后 的装置测试 性能稳定 ， 能快速 反映一般 混 凝土的渗透性。
透 性 试 验 方 法 提 升 的 关 键 。但 是 ， 际 工 程 中 的 混 凝 土 都 实 是在 荷 载 和 外 部 有 害 介 质 共 同 作 用 下 工 作 ， 与 实 验 室 无 这 荷载作用 下单一 因素 对混 凝土 的性 能影 响 差别 很 大 ， 而 从 导致 实 际 工 程 的 使 用 寿 命 远 远 低 于 设 计 和 预 测 的 使 用 寿 命 。因此 ， 究 荷载 作用 下混 凝 土的 渗透 性将 是更 加 接近 研
快速测试 方法 。其 中 ， 电增 加 氯离 子渗 透 速度 的试 验方 通 法被很多 国家和研 究 人员 采用 。一般 来说 ， 氯 离子 渗透 抗 性好 ， 意味着抗 水及抗气 体渗透 性好 ； 就 反之 亦然 。混凝土 氯离 子扩 散渗透性试验方法多种 多样 Ｉ ， ９ 每种方法都有 自 Ｊ 身的优缺 点。缩 短混凝 土 渗透 性试 验 的周 期 、 最大 限 度降 低混凝 土试件 的预处理对混 凝土 内部结 构的影 响 以及 降低 试验 过程 中混凝 土与 所处 介质 环境 的 温升 ， 是混 凝 土渗 均
侧 的 电 极上 施 加 ６ Ｖ 的 直 流 电 ，每 隔 ３ ｍｎ检 测 一 次 电 流 ０ ０ｉ
通过混 凝土 的情况 ， 持续 试验 时 间 ６ ； ｈ 然后计算 ６ ｈ中总 的
电量 （ 仑 ）来 评 价 混 凝 土 的 渗 透 性 ， 用 该 装 置 的 库 利 Ａ Ｔ ２２混 凝 土 渗 透 性 的 评 价 标 准 如 表 １ Ｓ Ｍ１０ 。 虽 然 Ａ Ｓ Ｔ ７ 和 Ａ Ｔ Ｃ ２ ２方 法 目前 应 用 最 ＡＨ Ｏ ７ Ｓ Ｍ １０
值 是 总 体 离 子 运 动 的 结 果 ， 非 只 是 ｃ 一 动 ； 孔 溶 液 的 而 ｌ运 ④
水 泥使用的是哈 尔滨水 泥厂 的 Ｐ・ ２５型硅酸盐 水 ０４ ．
泥； 粉煤灰为哈尔滨三 电厂的Ｉ 级粉煤灰 ， 密度为 ２４ ｇｅ ．３／ ｒ ， ａ 比表面积为 ４５ ：ｋ ； １ｍ ／ ｇ 减水 剂 为上海 花 王化学有 限公 司的
于实际工程情况 ， 文详 细 叙述 了 自主开 发 的荷 载作 用下 本 的氯离子渗透试 验方 法 ， 采用 荷载 作用 下 混凝 土氯 离子 并
渗 透 试 验 装 置 研 究 了 混凝 土 的 渗 透 性 。
广， 但是直流 电 量法 存 在 一 系列 缺 点 ： 使用 ６ Ｖ高 的 电 ① ０
邓宏卫等 ： 受拉荷载作用下混凝土氯离子渗透性试验方法研究
３
受 拉 荷 载 作 用 下 混 凝 土 氯 离 子 渗 透 性 试 验 方 法 研 究
邓 宏卫 曾京生 郑 ， ，
【 ．哈 尔 滨 工 业大 学 土木 学 院 。 哈 尔 滨 １
俊 杨树 凯 ，
１０ ２ ０ ０ ４）
图１ 。其基本原理 是氯化 物 离子 的负 电荷 将被 吸引到 正 电 极， 因此在测试期 间 电流 的传 输 量就是 氯 化物 渗透混 凝土 的量 。试验 时 ， 将一个 ５ ｒｍ厚 的混凝 土圆柱试件用装 在两 ０ ａ 个腔室里 的两个 铜网制成 的 电极夹 紧 ， 氢氧 化钠 （ ． Ｎ） ０ ３ 和 氯 化钠 （ 重量 ３ 溶液 分别被 加到混 凝土试样 两侧 的腔室 ％） 里， 这样两种溶液被混凝 土试件 分隔开 ； 后混凝土试 样两 然
＜１０ 可 忽 略 不 计 聚合 物 混 凝 土 ， ５ ～ｌ ％硅 灰 混 凝 土 ０ 掺 ％ Ｏ
２ 荷 载 作 用 下氯 离 子 渗 透 性 试 验
Baidu Nhomakorabea
不同拉力作用下两种混凝土的电通量试验结果 见图 ２ ， 混凝 土的电通量在拉应力小于 ２ ％抗拉强度 时与未加 载混 ０ 凝土电通 量相近 ； 当拉应力达到 ２ ％抗 拉强度以上时 ， ０ 混凝
ｓｏ ｉ ｎ．ｗ ｉｈ ｉ ａ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｎ ｅ ｈ ｒ ｃｅ ｚｎ ｕ ａ ｉ ｔ ｎ ｅ ｖ ｃ ｉ ｆｃ ｎ ｒ ｔ ． １ ｅ ｔｓ ｈ ｃ ｓ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉｅ ｉ ｄ ｘ ｃ ａａ ｔｒ ｉｇ ｄ ｒ ｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｓ ｒ ｉｅ ｌ ｅ ｏ ｏ ｃ ｅｅ ＇ ｅ ｔ ｉ ｉ ｆ ｈ
２ Ｃ ｉａＦｒｔ ｇｗ ｙＥ ｇｎ ｅ ｎ ｏ，Ｌｄ， ｅ ｉｇ１０ ２ Ｃ ｉ ） ． ｈｎ ｉ ｈ ａ ｎ ｉｅｒ ｇＣ ． ｔ． Ｂ ｉｎ ０ ０ ４， ｈｎ ｓ Ｈｉ ｉ ｊ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｐ ｒ ａ ｉｉ ｆｃ ｎ ｒ ｔ ｉｅ ｔ ｅ ｅ ｔ ｈ ｂｉ ｔ ｏ ｒ ｓｓ ｌ ｉ ｓｏ ａ ｍｆ ｌｉｎ—ｎｒ — ｓｒ ｃ ： ｅ ｍｅ ｂ ｌ ｙ ｏ ｏ ｃ ｅｅ ｄ ｒ ｃｌ ｒ ｆ ｃｓｔ ｅ ａ ｌ ｙ ｔ ｅ ｉｔａｌｋｎｄ ｆｈ ｒ ｕ ｏ ｉ ｔｕ ｔ ｙ ｌ ｉ
Ｍ ｇｔ １０萘 系高效减水剂。混凝土的配合 比如表 ２ ｉ ｙ１ ｈ ３ 所示。
表２ 混 凝 土 配 合 比
混凝土在拉应力作用下 的渗透性试 验按照上述 试验操 作步骤进行 ， 首先成 型若 干个… 形试 件和 １０ ｍ×１０ ｍ ８ ５ｍ ５ｒ ａ ×１０ ｍ立方体试件 ， ５ｍ 以立 方体 试件 测试 混凝土 的劈裂 抗 拉强度 ， 以 ０９， 并 ．ｆ 估算其 轴心 抗拉强 度 ， 。 考虑 受拉截 面 积， 换算 出混凝土受 １ ％、０ 、０ 、ｏ 、０ 、ｏ ７ ％ ０ ２ ％ ３ ％ ４ ％ ５ ％ ６ ％、０
该 方法是 Ｗｈｔ ｇ 研 究提 出 的 ， 来被 美 国 Ａ Ｓ Ｔ ｉｎ … ｉ 后 ＡＨＯ ｒ ７ ８ 和 Ａ Ｔ １ ０ 两个标准所采 用 ， Ｉ ７— ３ ２ Ｓ Ｍ Ｃ２２ 并成为 当前
国 际 上 最 有 影 响 的 混 凝 土 渗 透 性 试 验 方 法 ， 验 示 意 图 如 试
由
Ｗ Ｃ＞ ． ／ ０ ６的混 凝 土
嘲
中等水灰比（ ． Ｏ ５～０６） ． 混凝土 低水灰 比混凝土 低 水灰 比， ５ 一１ ％硅灰混凝土 掺 ％ ０
拉 应力 比， ％ 图２ 不 同拉 应力 作 用下 混 凝 土的 电通 量
１０ ０ ０—２０ Ｏ０ １０一１０ ０ ００
低 非 常 低
ｃ ｅ ｓｎｇ ｔ ｅ ｔ ｎ ｉ ｔｅ ｓｒ ｔｏ ｒ ａ ｉ ｅ ｓｌ ｓｒ ｓ ａｉ ． ｈ ｅ
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｏ ｃ ｅｅ；ｐ ｒ ｅ ｂ ｌ ｙ；ｃ ｌｒｄ —ｏ ｆｕ ｉｎ；ｍｅ ｓ ｒｎｇ ｍｅｈ ｄ ｃ ｎ ｒｔ ｅ ｍ ａ ｉｉ ｔ ｈ ｏ ｅ ｉｎ ｄｉ ｓｏ ｉ ａｕｉ ｔｏ
ｄ ｒ ｃ ｕ ｒｎ ｔｏ ．Ａｎ ｅ ｔ ｓ ｍｅｈ ｒ ｈ ｏ ｄ ｏ ｅ ｅ ａ ｉｎ ｏ ｏ ｃ ｅｅ ｕ ｄ ｒ ｅ ｓ ｅ ｌａ ｓ ｉ ｔ ｒｅ ｔ ｅ ｃ ｍｅｈ ｄ ｄ ｔ ｅ ｔ ｔ ｏ ｆ ｌ ｒ ｅ ｉｎ ｐ ｎ ｔ ｔ ｆ ｎ ｒ ｔ ｎ ｅ ｎ ｉ ｄ ｗａ ｈ ｄ ｏ ｃ ｉ ｒ ｏ ｃ ｔ ｌ ｏ
ｄｉｃ ｓ ｅ ｎ ｄ ｔｉ． Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｎ ｉ ａｅ ａ ｓ ｕ ｓ ｄ ｉ ｅ ａｌ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｉ ｄ ｃ ｔｄ ｔ ｔ山ｅ ｅｅ ｔｉ ｕ ｆｃ ｎ ｒ ｔ ｎｃ ａ ｅ ｉｎ ｆ ａ ｌ ｓ ｉ — ｈ ｌ ｃｒｃ ｆ ｘ ｏ ｏ ｃ ｅ ｅ ｉ ｒ ｓ ｄ ｓｇ ｉ ｃ ｎｔ ａ ｎ ｌ ｅ ｉ ｙ
１００ ５ ０ １； ２ 中 交集 团第 一 公 路 工 程 局 有 限公 司 ， 北 京
【 摘
要 】 文 中介绍了基于氯 离子 在混凝土 中扩散 的直 流电量法 ， 细介绍 了 自主研制 的荷载 作用下 的氯 详
离子渗 透试 验 。另外 ， 采用荷载作用下氯离子渗透 试验研究 了拉应 力作用 下混凝土 的渗透 性 ， 随着拉 应力 比的增 加， 混凝土 的电通量增加显著 。
哈工 大 提出一种新 的试 验装置 ， 以测 试混凝 土在 可 设定压应力 或拉 应力 作用 下 的氯离 子渗 透性 （ 于 Ａ Ｔ 基 ＳＭ Ｃ ２２方法 ） １０ 。整 个装置 由混凝土试 件加载 系统 、 氯离子 渗 透电量法测量装置 （ 参照 Ａ Ｔ １０ Ｓ Ｍ Ｃ ２ ２方 法） 和数据采集记