有關(guān)混凝土抗?jié)B性能檢測試驗(yàn)的探討

王華江

（玉環(huán)市建設(shè)工程檢測中心有限公司 浙江玉環(huán) 317600）

混凝土抗?jié)B性能檢測試驗(yàn)現(xiàn)狀來看，還沒有正式統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，很多試驗(yàn)完全依賴于施工現(xiàn)場制作的抗?jié)B試件，以此來判斷制作試件的混凝土抗?jié)B性能是否達(dá)標(biāo)。此種檢測試驗(yàn)方法可靠性比較低，還需要做出相應(yīng)的調(diào)整，爭取利用更加完善的方法獲取高精確度的檢測結(jié)果。

1 混凝土抗?jié)B性能檢測分析

一般工程質(zhì)量檢測可選擇應(yīng)用滲水法，可以對工程環(huán)境中水的滲透形式進(jìn)行有效模擬，但是實(shí)際操作比較復(fù)雜，且只適用于強(qiáng)度等級在C30以下的混凝土。面對現(xiàn)在大量使用的高強(qiáng)、高性能混凝土，傳統(tǒng)的滲水法已經(jīng)無法適用，必須要對新型試驗(yàn)方法進(jìn)行研究，積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)方法，確保可以為工程建設(shè)提供可靠保障。

2 混凝土抗?jié)B性能檢測試驗(yàn)流程

2.1 定位取芯

選擇具有代表性的抗?jié)B混凝土結(jié)構(gòu)部位，應(yīng)用鉆心機(jī)來選取一組6個(gè)直徑150mm、高200mm的圓柱體芯樣作為試件。其中，鉆芯過程中要確保不會對工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生影響，所選鉆取位置必須要避開主筋、管線以及預(yù)埋件，且鉆芯內(nèi)不得含有鋼筋。另外，整個(gè)鉆取過程應(yīng)嚴(yán)格按照專業(yè)規(guī)范操作，安排經(jīng)驗(yàn)豐富的人員負(fù)責(zé)，排除人員因素帶來的干擾。

2.2 加工處理

獲取到的6個(gè)芯樣需要對其做進(jìn)一步的處理，包括鋸切和斷面磨平，將其加工成高度以及直徑均為150mm的圓柱試件。經(jīng)過加工處理后的芯樣必須要保證端面平整，對于存在裂縫以及其他重大缺陷的芯樣不得用于繼續(xù)做抗?jié)B性試驗(yàn)[3]。另外，芯樣端面與軸線要最大程度上保持垂直，偏差應(yīng)控制在1°以內(nèi)。

2.3 制作試件

制作混凝土抗?jié)B性能檢測試驗(yàn)的試件，即通過圓臺體抗?jié)B試模來將芯樣和黏結(jié)材料制作成底面直徑為185mm、頂面直徑為175mm以及高度為150mm的圓臺體芯樣抗?jié)B試件。為排除試件自身因素對抗?jié)B性能檢測結(jié)果的干擾，必須要做好整個(gè)制作過程的控制，確保每個(gè)細(xì)節(jié)執(zhí)行的規(guī)范性與有效性，制作步驟主要包括以下幾項(xiàng)：①將機(jī)油或者脫模劑均勻的涂抹在提前選好尺寸的圓臺體抗?jié)B試莫內(nèi)壁上，確保在試件脫模時(shí)不會出現(xiàn)與黏結(jié)材料過分黏結(jié)的情況，提高脫模效率。②向處理后的抗?jié)B試模內(nèi)放入芯樣，調(diào)整兩部分保持同心，確保芯樣周圍的黏結(jié)材料厚度均勻、密實(shí)，提高芯樣與粘結(jié)材料結(jié)合部位的牢固度與密封性。③對抗?jié)B試模和芯樣之間存在的縫隙內(nèi)灌滿黏結(jié)材料，并且要將其搗實(shí)。其中，在向試模內(nèi)倒入黏結(jié)材料前，需要對芯樣上、下兩個(gè)端面做好保護(hù)，預(yù)防黏結(jié)材料會與芯樣端面結(jié)合，以免此種原因影響試件的檢測結(jié)果。④靜置。檢查確認(rèn)灌入的黏結(jié)材料完全硬化后便可準(zhǔn)備進(jìn)行試件脫模，且要注意脫模過程中不要將黏結(jié)材料層損壞。

2.4 抗?jié)B試驗(yàn)

對混凝土試件進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn)檢測，并對所得結(jié)果進(jìn)行分析和計(jì)算，得到混凝土抗?jié)B性能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3 Torrent透氣法檢測混凝土抗?jié)B性能

3.1 抗?jié)B試驗(yàn)原理

應(yīng)用此種方法來進(jìn)行混凝土抗?jié)B性能檢測試驗(yàn)時(shí)，關(guān)鍵在于雙室吸盤的設(shè)計(jì)，外室具有保護(hù)和分流效果，這樣就可以確保通過混凝土滲透的氣體可以單向垂直的進(jìn)入到室內(nèi)，作為滲透氣體量化計(jì)算的重要參數(shù)與指標(biāo)。并且基于量化，便可進(jìn)一步推導(dǎo)滲流系數(shù)和滲透深度，確認(rèn)對混凝土滲透性。設(shè)定滲透影響深度為L，滲透時(shí)間為t，兩者關(guān)系為L=L（t）。根據(jù)Poisseuille方程計(jì)算得到空氣流動進(jìn)入腔室的速率：

其中：dV-dt時(shí)間內(nèi)通過混凝土滲透到室內(nèi)的氣體體積；P1-內(nèi)室壓力；Pa-大氣壓力；A-吸盤內(nèi)室表面積；μ-流體黏性系數(shù)。

氣體理想狀態(tài)的方程為：PV=nRT （2）

以氣體理想狀態(tài)方程為基礎(chǔ)，判斷在有一定體積的空氣（Vc）進(jìn)入內(nèi)室，內(nèi)室氣壓Pt上升，便可得到：

其中：μ-常數(shù)；Pa-大氣壓力；Vc、Pt-直接測量；而L未知。如果混凝土內(nèi)沒有氣體滲透，則L=0；隨著混凝土內(nèi)有氣體滲透，則每滲透dt長度，對應(yīng)的摩爾氣體為dn。

其中：dVk表示混凝土中影響滲透量的孔隙體積，dVk=Aεεd，ε表示孔隙率。由此可確定：

由此便可確認(rèn)，滲透系數(shù)k與滲透時(shí)間以及內(nèi)室氣壓差相關(guān)。

3.2 試驗(yàn)檢測過程

確定強(qiáng)度等級為C30，且抗?jié)B設(shè)計(jì)等級為P6的混凝土試塊，制作標(biāo)準(zhǔn)圓臺體試件用于試驗(yàn)檢測。Torrent透氣法為無損試驗(yàn)方法，所應(yīng)用的為氣體滲透，對試驗(yàn)設(shè)備的密封性要求十分嚴(yán)格，每次檢測試驗(yàn)前均需要對設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定。為與工程現(xiàn)場環(huán)境更加符合，確定將養(yǎng)護(hù)好的試塊靜置于正常室溫條件下10d后便可用于試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中要注意對一組內(nèi)6個(gè)試塊的內(nèi)室壓力差最大值△Pmax、滲透系數(shù)kT以及影響深度Lg進(jìn)行詳細(xì)記錄。

通過試驗(yàn)得到各項(xiàng)參數(shù)后，便可應(yīng)用數(shù)值分析軟件Minitab對各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行擬合，并得到擬合曲線。可確定Lw與Lg，以及kT與Kr之間均近似服從線性關(guān)系，相關(guān)性為：

Lw=3.995+5.179Lg，相關(guān)系數(shù)為 0.818；

Kr=0.00272+9.354kT，相關(guān)系數(shù)為 0.861。

根據(jù)最大壓力差上限△Pmax便可實(shí)現(xiàn)對混凝土抗?jié)B性能的評估，強(qiáng)度等級為C30的混凝土，在4mbar≤△Pmax≤10mbar的情況下，可以評估判斷混凝土抗?jié)B設(shè)計(jì)達(dá)到P6要求，由此可確定混凝土工程結(jié)構(gòu)抗?jié)B性能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

目前可以選擇的抗?jié)B性檢測方法均有一定限制性，想要達(dá)到可靠的檢測目的，必須要重視對試件的制作加工，消除其帶來的干擾。不斷對以往實(shí)踐操作進(jìn)行總結(jié)，確定檢測試驗(yàn)技術(shù)要點(diǎn)以及存在的不足和缺陷，持續(xù)不斷的進(jìn)行研究優(yōu)化，爭取能夠達(dá)到預(yù)期試驗(yàn)結(jié)果，解決工程混凝土抗?jié)B性能檢測問題，以可靠的檢測結(jié)果來為工程建設(shè)提供保障。