吳全軍

(新疆交通建設(shè)(集團)有限責(zé)任公司)

準確檢測橋梁混凝土抗?jié)B性能的思考

吳全軍

(新疆交通建設(shè)(集團)有限責(zé)任公司)

橋梁混凝土抗?jié)B性檢測是對其密實度和配合比是否合理的重要手段。滲透性反應(yīng)的是混凝土自身存在的孔隙度大小，滲透性差將直接影響混凝土質(zhì)量和使用壽命。橋梁混凝土滲透性能檢測的原理，是利用水壓對試樣進行測試，直至其表面出現(xiàn)滲水。并對試驗的壓力和時間進行記錄和分析，以此確定橋梁混凝土的抗?jié)B性能。

混凝土抗?jié)B;試樣制作;密封材料;試驗分析

1 引言

橋梁混凝土的滲透主要是針對液體、氣體、離子等受到外界壓力、化學(xué)、電場等作用在混凝土中形成滲透、擴散、遷移等過程。從宏觀的較短看，混凝土材料實際上為一種多孔材料，也就意味著容易出現(xiàn)滲透。滲透對橋梁混凝土產(chǎn)生的危害可以從兩個方面來分析:一方面容易滲入到混凝土的孔隙中，直至混凝土的內(nèi)部，改變混凝土孔隙液體的酸堿性;另一方面水可以攜帶一些可溶性的有害離子進入到混凝土的空隙中，從而對混凝土的鋼筋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕，還會導(dǎo)致混凝土發(fā)生堿性集料反應(yīng)從而導(dǎo)致混凝土發(fā)生脹裂產(chǎn)生破壞。所以從某種程度上看，橋梁混凝土的滲透性能和速度將直接影響混凝土的變質(zhì)情況。正是因為此種原因，對混凝土滲透性的研究就主要就是對其滲水性、透氣性、離子擴散性、吸水率等方面?；炷翝B透性和耐久性在實際的使用中，關(guān)系密切，滲透性低耐久性則高，反之則低。因此橋梁混凝土的低滲透性帶來的將是低擴散系數(shù)、高密實度、長壽命。

2 準確測定橋梁混凝土抗?jié)B性的思考

2.1 滲水試驗的基本方法

為了準確的反應(yīng)混凝土的抗?jié)B性能，在國標中規(guī)定了采用滲水法對混凝土的滲水性能進行檢測，其試驗的過程參照的是國標的混凝土長期性能和耐久性能試驗規(guī)范:試件養(yǎng)護到試驗檢測前一天，并將其表面晾干，然后從其側(cè)面選擇不同的密封材料涂層，隨機將試件壓入到試驗設(shè)備中，然后在混凝土抗?jié)B設(shè)備上完成試驗。主要的原理就是利用一定水壓對試樣進行加壓操作，檢測其滲水壓力和時間，以此獲得滲水性參數(shù)。試水壓力從0.1 MPa開始，每隔8 h增加以此壓力，增加數(shù)值為0.1 MPa，并隨時對試樣的表面進行觀察。當(dāng)試樣中的一半出現(xiàn)滲水現(xiàn)象或者混凝土試樣密封套受到破壞出現(xiàn)滲水則停止試驗，并記錄當(dāng)時的水壓。

2.2 試樣的基本要求和制作

(1)取樣和加工。

在實際檢測中，采用的是混凝土長期性和耐久性能試驗規(guī)范，其中對抗?jié)B混凝土試件的基本要求，在混凝土實體結(jié)構(gòu)上選擇具有代表性的鉆芯，要求直徑為150 mm，高度為200 mm，試樣數(shù)量為6個。鉆芯時應(yīng)當(dāng)避免主要鋼筋、預(yù)埋、管線等，保證試樣的規(guī)格一致。

對試樣的處理和加工。在獲得混凝土抗?jié)B檢測試樣后，應(yīng)對其進行鋸切和打磨，將其端面處理平整，最終將試樣制成直徑和高度均為150 mm的圓柱體。加工中應(yīng)保證芯樣的端面不出現(xiàn)裂縫或者缺陷，端面和軸線的不垂直度小于1°。

(2)制作抗?jié)B試驗件。

對抗?jié)B性進行檢測的主要原理就是對其進行加壓，以此測定試樣的抗?jié)B性能。因此要提高檢測的準確性，對于試樣的制作就成為了保證檢測準確度的重要步驟。制作試樣的原理就是將芯樣和粘結(jié)材料結(jié)合制成一個尺寸適應(yīng)檢測的抗?jié)B檢測試件。其制作的過程為:將一個頂面直徑為175 mm、底面直徑為185 mm、高度為150 mm的圓臺體抗?jié)B透模型內(nèi)涂抹粘合材料或者脫模劑，以此方便試驗完成后進行脫模。將芯樣放入到抗?jié)B模型中，芯樣放置一定要控制其與模型同心，主要是為了保證芯樣周圍的粘合劑密實、均勻，保證加壓時的牢固。將粘結(jié)材料灌入到芯樣和模型之間的空隙中，并搗實;灌注粘結(jié)材料前應(yīng)當(dāng)保證芯樣的上下表面與模型一致，放置其出現(xiàn)差異而影響試驗結(jié)果。完成粘合后，試樣模型應(yīng)進行一段時間的靜置，保證粘合材料的硬化并與芯樣結(jié)合在一起。以此保證脫模后材料與芯樣共同形成混凝土抗?jié)B性能試驗的試件。

2.3 試驗結(jié)果統(tǒng)計

在測試中，以相同抗壓強度、抗?jié)B標號的橋梁混凝土試件，采用不同的密封材料完成前面的基本試驗，以此對準確檢測進行驗證。一種方法是先對混凝土試件在盛有熔化石蠟的淺盤中，將石蠟均勻滾敷在測試件上，然后將其放入到預(yù)熱過的試件套中，然后將其放置咋愛抗?jié)B儀上進行測試。試驗的結(jié)果顯示，水壓增加到0.3 MPa時就出現(xiàn)了滲透情況，當(dāng)水壓增加到0.6 MPa時，測試件的半數(shù)就出現(xiàn)了邊緣滲水的情況，持續(xù)加壓到0.7 MPa時，1/3試件出現(xiàn)滲水。此種情況下沒有試件出現(xiàn)的是表面滲水。第二種方式將黃油、石蠟、滑石粉組成密封材料，按照比例進行混合和熔化，加熱期間進行攪拌，并消除氣泡，待混合物達到一定粘稠度時停止加熱。試驗前，將橋梁混凝土試件豎直放置，利用工具將密封材料涂抹在試件的側(cè)面，然后將其放置到預(yù)熱后的試件套。然后放置在抗?jié)B儀上進行測試。當(dāng)水壓達到0.6 MPa時，24個試件中有兩個邊緣滲水，增加至 0.7 MPa時，沒有試件出現(xiàn)滲水，增至0.8 MPa時，有4個試件出現(xiàn)邊緣滲水，且沒有試件表面滲水。

第三種方式是在第二種的基礎(chǔ)上，增加了輔助密封的裝置，其方法就是將套壓好的試件底部，并對試件套內(nèi)側(cè)和底部與試件接觸的位置填充密封硅膠，保證密封效果的提高。在水壓測試的時候，增加到0.8 MPa時，試件沒有一個出現(xiàn)邊緣滲水情況。同時試件的表面也沒出現(xiàn)滲水。另外，在試驗中按照此種思路對密封材料進行調(diào)整，采用了黃油與粉煤灰作為密封材料。采用冷套壓方式進行了試驗測試，當(dāng)水壓增加到0.2 MPa時，就有三個試件的邊緣出現(xiàn)了滲水，當(dāng)繼續(xù)增加壓力后，不斷有試件出現(xiàn)邊緣滲水，因此沒有將此種材料作為試驗依據(jù)。

為了進一步驗證試驗密封材料的重要性，針對對第三種試驗方式，進行了后續(xù)的試驗，將12個試件提高水壓后進行了抗?jié)B性試驗，在水壓不大于2.0 MPa的情況下，試件邊緣沒有出現(xiàn)滲水的情況，此種情況說明，提高輔助密封材料的方式可以提高混凝土抗?jié)B性能測試的準確性。

3 對檢測試驗結(jié)果的分析

從實際檢測的經(jīng)驗看，橋梁混凝土的抗?jié)B性能的檢測是重要的混凝土質(zhì)量的評價性試驗，此項試驗的重點控制環(huán)節(jié)就是保證水壓直接作用在試樣的核心部分，而在試驗中，密封材料往往會因為壓力的作用于芯樣產(chǎn)生剝離，由此在試樣的邊緣出現(xiàn)滲水的情況。這樣的試驗結(jié)果將直接影響抗?jié)B性能的檢測結(jié)果。因此在試驗的過程中，除了控制檢測設(shè)備的性能外，試樣的制作將成為最重要的試驗環(huán)節(jié)。從前面的試驗中發(fā)現(xiàn)，調(diào)整密封材料時，黃油的比例不宜過高，石蠟的比例也應(yīng)當(dāng)控制在一定范圍內(nèi)，滑石粉雖然可以增加黏度，但是其用量的多少也將影響密封效果。

可見，在抗?jié)B性能的測試中，邊緣滲水對測試的直接影響就是在試驗水壓沒達到橋梁混凝土測試要求的時候就出現(xiàn)邊沿滲水顯然不能達到測試的要求。因此要保證準確檢測橋梁混凝土的抗?jié)B性能就需要保證試樣的密封層材料不干擾測試的過程，即保證與芯樣的緊密結(jié)合，直至試驗達到規(guī)則要求的時間、壓力等參數(shù)。以此提高檢測的準確性。

4 其他滲透試驗的分析

4.1 透氣試驗

透氣試驗的形式較多，但是其原理與水壓法相似。即利用氣壓對橋梁混凝土他測試樣品進行試驗，測量其在氣壓下的變化，以此來評價橋梁混凝土的滲透性能。其優(yōu)點是方便快捷，但是在試驗前需要對試樣進行烘干，直至恒重。試驗的結(jié)果往往受到干燥溫度的影響，烘干的試件的性質(zhì)往往與實際情況有一定差異。

4.2 離子滲透試驗

此種方法主要是針對氯離子而言，通過對試樣兩端的氯離子的濃度差，使得氯離子產(chǎn)生滲透的傾向，試驗中主要是應(yīng)用的是Ca(OH)2溶液，模擬橋梁混凝土的實際應(yīng)用情況。經(jīng)過一段時間后，對試件進行烘干并按照一定的次序進行切片，檢測每一個層面上氯離子的含量，從而到混凝土的滲透系數(shù)。

4.3 離子擴散試驗

此種方法與氯離子滲透試驗相似，都是采用氯離子作為檢測對象。不同的是檢測的是氯離子的擴散速度，以此評價橋梁混凝土的滲透性能。試驗的主要設(shè)備包括:混凝土試樣的成型設(shè)備;混凝土快速真空飽水飽鹽設(shè)備;氯離子擴散系數(shù)快速測定設(shè)備。此種方式主要可以測定高密度混凝土的滲透性能，但是測試的速度快而且準確。

5 結(jié)束語

橋梁混凝土的滲透性能是較為重要的質(zhì)量指標，滲透性的優(yōu)劣將直接影響混凝土的使用效果。為此應(yīng)當(dāng)采用更加合理的方式對其進行測定。水壓法是一種國標試驗方式，要提高其準確性就需要對試樣度的制備進行全面的控制，提高其與密封材料的結(jié)合牢固度，以此獲得準確的試驗結(jié)果。另外，在設(shè)備和時間允許的情況下，也可采用更加先進的技術(shù)措施進行檢測，以提高數(shù)據(jù)的指導(dǎo)意義。

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1008-3383(2012)02-0081-01

2011-11-29

吳全軍(1977-)，男，助理工程師，從事公路工程試驗檢測工作。