准确检测桥梁混凝土抗渗性能的思考

吴全军

(新疆交通建设(集团)有限责任公司)

准确检测桥梁混凝土抗渗性能的思考

吴全军

(新疆交通建设(集团)有限责任公司)

桥梁混凝土抗渗性检测是对其密实度和配合比是否合理的重要手段。渗透性反应的是混凝土自身存在的孔隙度大小，渗透性差将直接影响混凝土质量和使用寿命。桥梁混凝土渗透性能检测的原理，是利用水压对试样进行测试，直至其表面出现渗水。并对试验的压力和时间进行记录和分析，以此确定桥梁混凝土的抗渗性能。

混凝土抗渗;试样制作;密封材料;试验分析

1 引言

桥梁混凝土的渗透主要是针对液体、气体、离子等受到外界压力、化学、电场等作用在混凝土中形成渗透、扩散、迁移等过程。从宏观的较短看，混凝土材料实际上为一种多孔材料，也就意味着容易出现渗透。渗透对桥梁混凝土产生的危害可以从两个方面来分析:一方面容易渗入到混凝土的孔隙中，直至混凝土的内部，改变混凝土孔隙液体的酸碱性;另一方面水可以携带一些可溶性的有害离子进入到混凝土的空隙中，从而对混凝土的钢筋结构产生腐蚀，还会导致混凝土发生碱性集料反应从而导致混凝土发生胀裂产生破坏。所以从某种程度上看，桥梁混凝土的渗透性能和速度将直接影响混凝土的变质情况。正是因为此种原因，对混凝土渗透性的研究就主要就是对其渗水性、透气性、离子扩散性、吸水率等方面。混凝土渗透性和耐久性在实际的使用中，关系密切，渗透性低耐久性则高，反之则低。因此桥梁混凝土的低渗透性带来的将是低扩散系数、高密实度、长寿命。

2 准确测定桥梁混凝土抗渗性的思考

2.1 渗水试验的基本方法

为了准确的反应混凝土的抗渗性能，在国标中规定了采用渗水法对混凝土的渗水性能进行检测，其试验的过程参照的是国标的混凝土长期性能和耐久性能试验规范:试件养护到试验检测前一天，并将其表面晾干，然后从其侧面选择不同的密封材料涂层，随机将试件压入到试验设备中，然后在混凝土抗渗设备上完成试验。主要的原理就是利用一定水压对试样进行加压操作，检测其渗水压力和时间，以此获得渗水性参数。试水压力从0.1 MPa开始，每隔8 h增加以此压力，增加数值为0.1 MPa，并随时对试样的表面进行观察。当试样中的一半出现渗水现象或者混凝土试样密封套受到破坏出现渗水则停止试验，并记录当时的水压。

2.2 试样的基本要求和制作

(1)取样和加工。

在实际检测中，采用的是混凝土长期性和耐久性能试验规范，其中对抗渗混凝土试件的基本要求，在混凝土实体结构上选择具有代表性的钻芯，要求直径为150 mm，高度为200 mm，试样数量为6个。钻芯时应当避免主要钢筋、预埋、管线等，保证试样的规格一致。

对试样的处理和加工。在获得混凝土抗渗检测试样后，应对其进行锯切和打磨，将其端面处理平整，最终将试样制成直径和高度均为150 mm的圆柱体。加工中应保证芯样的端面不出现裂缝或者缺陷，端面和轴线的不垂直度小于1°。

(2)制作抗渗试验件。

对抗渗性进行检测的主要原理就是对其进行加压，以此测定试样的抗渗性能。因此要提高检测的准确性，对于试样的制作就成为了保证检测准确度的重要步骤。制作试样的原理就是将芯样和粘结材料结合制成一个尺寸适应检测的抗渗检测试件。其制作的过程为:将一个顶面直径为175 mm、底面直径为185 mm、高度为150 mm的圆台体抗渗透模型内涂抹粘合材料或者脱模剂，以此方便试验完成后进行脱模。将芯样放入到抗渗模型中，芯样放置一定要控制其与模型同心，主要是为了保证芯样周围的粘合剂密实、均匀，保证加压时的牢固。将粘结材料灌入到芯样和模型之间的空隙中，并捣实;灌注粘结材料前应当保证芯样的上下表面与模型一致，放置其出现差异而影响试验结果。完成粘合后，试样模型应进行一段时间的静置，保证粘合材料的硬化并与芯样结合在一起。以此保证脱模后材料与芯样共同形成混凝土抗渗性能试验的试件。

2.3 试验结果统计

在测试中，以相同抗压强度、抗渗标号的桥梁混凝土试件，采用不同的密封材料完成前面的基本试验，以此对准确检测进行验证。一种方法是先对混凝土试件在盛有熔化石蜡的浅盘中，将石蜡均匀滚敷在测试件上，然后将其放入到预热过的试件套中，然后将其放置咋爱抗渗仪上进行测试。试验的结果显示，水压增加到0.3 MPa时就出现了渗透情况，当水压增加到0.6 MPa时，测试件的半数就出现了边缘渗水的情况，持续加压到0.7 MPa时，1/3试件出现渗水。此种情况下没有试件出现的是表面渗水。第二种方式将黄油、石蜡、滑石粉组成密封材料，按照比例进行混合和熔化，加热期间进行搅拌，并消除气泡，待混合物达到一定粘稠度时停止加热。试验前，将桥梁混凝土试件竖直放置，利用工具将密封材料涂抹在试件的侧面，然后将其放置到预热后的试件套。然后放置在抗渗仪上进行测试。当水压达到0.6 MPa时，24个试件中有两个边缘渗水，增加至 0.7 MPa时，没有试件出现渗水，增至0.8 MPa时，有4个试件出现边缘渗水，且没有试件表面渗水。

第三种方式是在第二种的基础上，增加了辅助密封的装置，其方法就是将套压好的试件底部，并对试件套内侧和底部与试件接触的位置填充密封硅胶，保证密封效果的提高。在水压测试的时候，增加到0.8 MPa时，试件没有一个出现边缘渗水情况。同时试件的表面也没出现渗水。另外，在试验中按照此种思路对密封材料进行调整，采用了黄油与粉煤灰作为密封材料。采用冷套压方式进行了试验测试，当水压增加到0.2 MPa时，就有三个试件的边缘出现了渗水，当继续增加压力后，不断有试件出现边缘渗水，因此没有将此种材料作为试验依据。

为了进一步验证试验密封材料的重要性，针对对第三种试验方式，进行了后续的试验，将12个试件提高水压后进行了抗渗性试验，在水压不大于2.0 MPa的情况下，试件边缘没有出现渗水的情况，此种情况说明，提高辅助密封材料的方式可以提高混凝土抗渗性能测试的准确性。

3 对检测试验结果的分析

从实际检测的经验看，桥梁混凝土的抗渗性能的检测是重要的混凝土质量的评价性试验，此项试验的重点控制环节就是保证水压直接作用在试样的核心部分，而在试验中，密封材料往往会因为压力的作用于芯样产生剥离，由此在试样的边缘出现渗水的情况。这样的试验结果将直接影响抗渗性能的检测结果。因此在试验的过程中，除了控制检测设备的性能外，试样的制作将成为最重要的试验环节。从前面的试验中发现，调整密封材料时，黄油的比例不宜过高，石蜡的比例也应当控制在一定范围内，滑石粉虽然可以增加黏度，但是其用量的多少也将影响密封效果。

可见，在抗渗性能的测试中，边缘渗水对测试的直接影响就是在试验水压没达到桥梁混凝土测试要求的时候就出现边沿渗水显然不能达到测试的要求。因此要保证准确检测桥梁混凝土的抗渗性能就需要保证试样的密封层材料不干扰测试的过程，即保证与芯样的紧密结合，直至试验达到规则要求的时间、压力等参数。以此提高检测的准确性。

4 其他渗透试验的分析

4.1 透气试验

透气试验的形式较多，但是其原理与水压法相似。即利用气压对桥梁混凝土他测试样品进行试验，测量其在气压下的变化，以此来评价桥梁混凝土的渗透性能。其优点是方便快捷，但是在试验前需要对试样进行烘干，直至恒重。试验的结果往往受到干燥温度的影响，烘干的试件的性质往往与实际情况有一定差异。

4.2 离子渗透试验

此种方法主要是针对氯离子而言，通过对试样两端的氯离子的浓度差，使得氯离子产生渗透的倾向，试验中主要是应用的是Ca(OH)2溶液，模拟桥梁混凝土的实际应用情况。经过一段时间后，对试件进行烘干并按照一定的次序进行切片，检测每一个层面上氯离子的含量，从而到混凝土的渗透系数。

4.3 离子扩散试验

此种方法与氯离子渗透试验相似，都是采用氯离子作为检测对象。不同的是检测的是氯离子的扩散速度，以此评价桥梁混凝土的渗透性能。试验的主要设备包括:混凝土试样的成型设备;混凝土快速真空饱水饱盐设备;氯离子扩散系数快速测定设备。此种方式主要可以测定高密度混凝土的渗透性能，但是测试的速度快而且准确。

5 结束语

桥梁混凝土的渗透性能是较为重要的质量指标，渗透性的优劣将直接影响混凝土的使用效果。为此应当采用更加合理的方式对其进行测定。水压法是一种国标试验方式，要提高其准确性就需要对试样度的制备进行全面的控制，提高其与密封材料的结合牢固度，以此获得准确的试验结果。另外，在设备和时间允许的情况下，也可采用更加先进的技术措施进行检测，以提高数据的指导意义。

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U442

C

1008-3383(2012)02-0081-01

2011-11-29

吴全军(1977-)，男，助理工程师，从事公路工程试验检测工作。