混凝土抗?jié)B性試驗(yàn)探索與分析

丁 莉 ，王 鋒 ，朱政興

（1.山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276006；2.山東新匯建設(shè)集團(tuán)有限公司臨沂分公司，山東 臨沂 276000）

混凝土的抗?jié)B性試驗(yàn)是檢測混凝土耐久性的關(guān)鍵性試驗(yàn)，目前試驗(yàn)室使用的抗?jié)B試驗(yàn)設(shè)備為：HP－4.0型混凝土滲透儀。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，造價(jià)低。用該型號(hào)的試驗(yàn)機(jī)做抗?jié)B試驗(yàn)最關(guān)鍵的問題是不銹鋼模內(nèi)壁與混凝土試塊間的密封。由于試驗(yàn)周期較長（一組W6抗?jié)B試驗(yàn)時(shí)間需要56 h），試驗(yàn)過程中密封失敗會(huì)直接導(dǎo)致抗?jié)B試驗(yàn)的失敗。依據(jù)《SL352-2006水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》混凝土抗?jié)B性試驗(yàn)（逐級(jí)加壓法）的方法步驟，密封有兩種方法：石蠟加少量松香密封法和水泥加黃油密封法。在實(shí)際操作過程中，該方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，材料配比不好掌握，污染環(huán)境，且密封效果不理想。

為解決試塊和試模之間的密封問題，采用了橡膠圈、橡膠套、塑料套、塑料纏繞膜等多種材料和方法進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)測試發(fā)明了抗?jié)B試驗(yàn)-塑料纏繞膜密封法，該方法能夠滿足密封要求，并且設(shè)計(jì)了簡易工裝解決了試件快速入模、脫模的問題。

1 混凝土抗?jié)B性試驗(yàn)步驟

1）按混凝土拌和物室內(nèi)拌和方法，混凝土試件的成型和養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行試件的制作和養(yǎng)護(hù)，6個(gè)試件為一組。

2）試件拆模后，用鋼絲刷刷去兩端面的水泥漿膜，送入養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)。到達(dá)試驗(yàn)齡期時(shí)，取出試件，擦拭干凈。待表面晾干后，進(jìn)行試件密封。

3）啟動(dòng)抗?jié)B儀，開通6個(gè)試位下的閥門，使水從6個(gè)孔中滲出，充滿試位坑。關(guān)閉抗?jié)B儀。將密封好的試件安裝在抗?jié)B儀上。

4）試驗(yàn)時(shí)，水壓從0.1 MPa開始，每隔8 h增加0.1 MPa水壓，并隨時(shí)注意觀察試件端面情況。當(dāng)6個(gè)試件中有3個(gè)試件表面出現(xiàn)滲水時(shí)，或加至規(guī)定壓力（設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)）在8 h內(nèi)6個(gè)試件中表面滲水試件少于3 h，即可停止試驗(yàn)，并記下此時(shí)的水壓力。

5）在試驗(yàn)過程中，如發(fā)現(xiàn)水從試件周邊滲出，應(yīng)重新密封。

6）試驗(yàn)完成后，從試驗(yàn)機(jī)上拆下試件，再使用壓力機(jī)將混凝土抗?jié)B試塊脫模。用刮刀等工具將試模壁上的附著物清理干凈。

2 試驗(yàn)密封中的問題分析

2.1 石蠟加松香密封

用石蠟密封時(shí)，在試件側(cè)面滾涂一層熔化的石蠟（內(nèi)加少量松香）。然后用螺旋加壓器將試件壓入經(jīng)過烘箱或電爐預(yù)熱過的試模中（試模預(yù)熱溫度，以石蠟接觸試模，即緩慢熔化，但不流淌為宜），使試件與試模底平齊。試模變冷后才可解除壓力。

用石蠟（內(nèi)加少量松香）密封時(shí)，首先要利用加熱設(shè)備將石蠟融化，試件側(cè)面滾涂時(shí)石蠟層厚度均勻性難以掌握，試模要在烘箱中預(yù)熱，工藝復(fù)雜，制模時(shí)間長，若烘箱和加壓器與抗?jié)B試驗(yàn)機(jī)不在同一實(shí)驗(yàn)室，來回運(yùn)輸試塊和試模的工作量和時(shí)間將大大增加。最關(guān)鍵的問題是，試件安裝到抗?jié)B試驗(yàn)機(jī)開始實(shí)驗(yàn)后，密封失敗，然后停止試驗(yàn)，取下試模，再重新試件制作，如此反復(fù)操作將導(dǎo)致試驗(yàn)無法完成。并且試塊拆除后，試模留有石蠟需要清理干凈。

2.2 水泥加黃油密封

用水泥加黃油密封時(shí)，其用量比為3∶1。試件表面晾干后，用三角刀將密封材料均勻地刮涂在試件側(cè)面上，厚約1～2 mm。套上試模壓入，使試件與試模底齊平。

用水泥加黃油密封時(shí)，該方法在實(shí)際操作中水泥與黃油摻和時(shí)攪拌時(shí)間長，涂抹時(shí)污染環(huán)境，試件制作完成后還要預(yù)留一定的凝固時(shí)間，在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題同樣是密封失敗，然后重復(fù)拆模、裝模導(dǎo)致試驗(yàn)無法進(jìn)行。試塊拆除后，試模留有水泥黃油需要清理。

2.3 塑料纏繞膜法

塑料纏繞膜在市場上容易購買且價(jià)格低廉，制作試件密封層時(shí)方法簡單容易操作，可以在試驗(yàn)現(xiàn)場由一個(gè)試驗(yàn)員完成操作，試件制作時(shí)間由原來的2 h縮短為40 min，拆模后不銹鋼模具沒有殘留物，工作環(huán)境沒有污染物。該方法密封成功率基本可以達(dá)到100%。具體操作方式為：

將待試驗(yàn)的試件和塑料纏繞膜置于同一平臺(tái)上，塑料纏繞膜略長于試件兩端。將塑料纏繞膜緊貼在試件上纏繞，纏繞層數(shù)以成膜厚度0.6 mm為宜。入模前在試件的頂部約1 cm處及中部各套一個(gè)橡膠止水圈。在入模過程中應(yīng)注意橡膠止水圈須隨試件均勻沒入試模中。

2.4 快速入模、脫模

抗?jié)B試件的制作需要借助壓力試驗(yàn)機(jī)將混凝土試塊壓入不銹鋼試模中。為提高工作效率，我們發(fā)明設(shè)計(jì)出一個(gè)讓試件快速入模、脫模的工裝與混凝土滲透儀配套使用。

該工裝結(jié)構(gòu)簡單，體積小，壓力大，操作簡單方便、安全。該工裝由鋼框架，上承框、下承框、20 T立式千斤頂及安全護(hù)板組成。

混凝土抗?jié)B試塊入模時(shí)，不銹鋼試模法蘭卡在上承框上。操作千斤頂，將試塊緩慢壓入試模中，使混凝土試塊底面與法蘭面齊平，停留約5 min。將試塊從工裝中取出，安裝到滲透儀上。

在試驗(yàn)完成后，拆下抗?jié)B試件，將不銹鋼試模法蘭卡在下支撐框上，操作千斤頂將混凝土試塊壓出。整個(gè)試驗(yàn)過程，省時(shí)、省力，環(huán)境無污染，拆模后的不銹鋼試模干凈，光滑，無殘留物。

3 結(jié)語

通過用石蠟加松香法、水泥加黃油法及用塑料纏繞膜法試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，用塑料纏繞膜法可以有效密封試件，提高試驗(yàn)密封成功率。試塊入模、脫模工裝解決了混凝土抗?jié)B試塊快速入模、脫模問題。降低了試驗(yàn)成本，提高了工作效率。不足之處就是在試件壓入試模后，千斤頂卸壓后試件有一個(gè)向上的反彈力，致使千斤頂與框架上部接觸較緊密，還需進(jìn)一步改進(jìn)。