混凝土耐久性能的快速检测方法研究

杨新征

（濮阳市建设工程质量监督站 河南濮阳 457000）

混凝土耐久性能的快速检测方法研究

杨新征

（濮阳市建设工程质量监督站 河南濮阳 457000）

混凝土成为最重要的土木工程材料，这一点已经无容置疑。随着工业与民工建筑的蓬勃发展，对混凝土材料性能的要求也越来越高。混凝土耐久性是混凝土的重要性能。本文简单介绍几种混凝土耐久性的检测方法。

混凝土 耐久性 检测方法

混凝土人类社会发展过程中起着越来越重要的作用，成为一种不可或缺的土木工程材料。混凝土以其优越的工作性能和耐久性广泛应用于工业与民用建筑中，而且在农田水利、给排水工程及道路交通工程中也得到了广泛的运用。在多年的实践与应用中，人们对混凝土强度的形成有了更多的认识，同时也对混凝土耐久性的研究有了一定的进展。从环保角度来看，建筑与工业建筑活动消耗了世界上大约一半的资源。如果混凝土的使用寿命达不到设计耐久年限，那么将会造成更多的资源浪费。此外混凝土耐久性还对工业与国民经济发展、人民生命安全有着密切的关系。

在实际工作中，建筑与工业建中混凝土的强度等级到不到设计使用年限的比比皆是。据不完全统计，我国桥梁中混凝土到不到设计年限的有九千多座，公路30多万延长米，单单花费在这两个方面的维修费就高到40亿元。这些事实反应混凝土的耐久性造成的损失远远超过人们的预想。混凝土施工质量规范明确规定：混凝土应符合设计要求，具有良好的和易性及与环境相适应的耐久性。混凝土耐久性是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素作用下保持其工作能力的性能。混凝土的破坏因素非为外部破坏和内部破坏两类。混凝土外部破坏主要是由混凝土使用环境造成的，包括混凝土冻融循环破坏、混凝土海水侵蚀破坏、混凝土淡水溶蚀破坏、硫酸盐侵蚀破破坏、交变荷载破坏等；混凝土内部结构破坏包括混凝土碳化、钢筋锈蚀破坏、碱骨料反应破坏等破坏形式。抗冻性好坏用抗冻等级表示。根据混凝土所承受的反复冻融次数，划分为F10、F15、F25、F50、F100 、F150、F200、F250、F300九个等级。抗渗性好坏用抗渗等级表示。根据标准试件28 d龄期实验时，所能承受的最大水压，分为P4 、P6、P8、P10、P12五个等级，相应所能承受的水压分别为0.4Mpa、0.6Mpa、0.8Mpa、1.0mMpa、1.2Mpa。

1. 混凝土渗透性试验方法

大量研究表明, 混凝土的渗透性与耐久性能有着紧密地联系, 混凝土的渗透性是评价混凝土耐久性的重要指标。混凝土的渗透性是指气体、液体或离子受压力、化学势或电场的作用, 在混凝土中渗透、扩散或迁移的难易程度。通常来讲,渗透性低的混凝土,其耐久性一般是比较好的。国际上现在应用的抗渗性能的试验有三类。

( 1) 渗透系数法

所谓渗透系数法,是利用流体在一定压力状态下通过混凝土孔隙从混凝土的一侧向另一侧逐渐渗透的原理来研究混凝土渗透性的一种方法。这种方法包括水压力法、表面吸水法、透气法等等。我国推荐使用采用硬化后的混凝土抗渗性来研究混凝土的渗透性能，采用高度为150mm圆台形状（顶面直接175mm，底面直接185mm），也 采用150mm的圆柱体试件，6个试件为一组。实验过程是将水压从0.1 MPa开始，以后每间隔8小时，加水一次，当实验试件中6个试件中有2出现渗水时，停止加水。这时候将每组试件中，为出现渗水的试件用最大压力公式计算出一个整数，可以得到硬化后的混凝土抗渗标号。另外一种常用的渗透深度法来测量一定试件压力液体深入混凝土的深度，并以此作为评价混凝土的渗透性。总得来说渗透系数法适用于低渗透性的混凝土，对于高渗透性的混凝土最好不用此种方法。

( 2) 电参数法方法

电参数法是指通过测量混凝土材料在各种不同不饱和溶溶液条件下的电阻、电阻率和通电量以及电导等电参数，并由此来评价混凝土的渗透性。直流电量法是通过给受检混凝土两端施加电压，记录电流值，通过计算6小时的通电量来评价混凝土抗氯离渗透能力。这种方法由于操作简便，记录准确，因此受到广大工程检测人员的亲睐，同时这种方法也是国际上比较流行的一中检测混凝土渗透性的方法。这种方法的缺点在于实验起来比较费时，其次，在对高密度混凝土进行电参数测试的过程中，由于其密实度比较大，电阻值也比较大，很难在短时间内施加稳定的电流，测量过程比较繁琐。最后，电渗法测量的时间比较长，在此过程中，介质溶液和试体本身的温度也会有所升高，这就会消耗掉一部分电量，对混凝土渗透性的测试也有一定的影响。

( 3) 离子扩散系数法

扩撒是指物质在物质在浓度无压力差时，物质在介质中传播的方式，这种实验方法主要有自然扩散和电迁移两种。目前国内常用的方式是由清华大学教授提出的NEL快速测定法，测定方法是基于离子扩散和电迁移提出的，它与自然扩散法不同之处在于它主要采用真空抽吸的方法加速混凝土试件的饱盐，而后对饱盐氯离子扩散系数进行测定。这种方法主要是通过施加电场来加速氯离子在混凝土中的迁移，大大缩短了实验时间。根据资料显示，NEL法适用于各种强度的呢估计的混凝土。可以比较灵敏的反应混凝土的渗透性差别。它可以在5分钟内完成测量，是现有测量方法中最快捷的一种。

2. 混凝土抗冻性试验方法

混凝土的冻融破坏是指在负温与正温的交替作用下，混凝土发生开裂、剥落、整体性降低以及破坏的现象。国内外关于混凝土冻融机理的研究一直再进行，也形成了一些理论，包括冰冻早期观点、静水压假说、渗透压假说。在我国混凝土抗冻性指标是评价混凝土耐久性的一个指标。目前,我国混凝土抗冻性实验的方法主要依据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GBJ82一85)的规定分为慢冻法和快冻法。在慢冻法中对混凝土立方体试件进行气冻水溶实验，气冻水溶均不小于4小时，在混凝土试件的质量减少5%左右，或者混凝土抗压强度损失25%时可以停止实验。混凝土的抗冻标号以同时满足强度损失和质量损失的最大冻融循环系数表示。而快冻法中对混凝土棱柱体试件进行水冻水融，整个过程需要

2h-4h内完成，当混凝土试件质量超过5%或者相对弹性模量小于60%时，停止实验，慢冻法实验周期长，误差较大，不能重复进行。混凝土抗压强度对于混凝土冻融循环不敏感，所以用慢冻法测量混凝土的抗冻性，存在一些误差。

3. 混凝土碳化试验方法

钢筋混凝土中钢筋的锈蚀是造成混凝土耐久性减低的主要原因。在通常环境条件下，混凝土碳化的速度主要与混凝土中含有的可碳化物质和大气中二氧化碳的浓度有关。因此，研究混凝土的碳化机理不仅对混凝土的耐久性有意义，也对混凝土的维修加固有着现实的意义。这些影响因素可以归结为与环境有关的外部因素和与混凝土本身有关的内部因素。混凝土碳化实验通常采用快速碳化法，通过大量的实验和数据表明混凝土的抗压强高，其碳化程度越小，碳化速率与混凝土抗压强度的倒数称正比；水灰比越大，混凝土硬化速度越快，碳化速率与混凝土的水灰比呈线性关系。混凝土中掺入一定量的粉煤灰可以显著减低混凝土能力，混凝土的碳化速度随着混凝土中掺入粉煤灰含量的增加而加快。硬化速率与粉煤灰掺量之间呈指数函数关系；混凝土碳化速度与温度呈正比关系，温度越高，混凝土碳化越快。

4. 结论

本文简单介绍了混凝土耐久性的检测方法，包括混凝土渗透性、混凝土抗冻性、混凝土碳化等方面的实验检测方法。混凝土那就行的现实意义也越来越显著，逐渐成为国内外土木工程领域研究的热点，对混凝土耐久性的研究也越来越重视。随着中国经济的发展，中国建筑业将对混凝土耐久性进行更深入的了解。

[1]洪乃丰.腐蚀科学与防腐蚀工程新进展.中国腐蚀与防护学会主编.北京：化学工业出版社.1999：516、526页

[2]王铠.水电站混凝土坝受水的分解类腐蚀的工程实例分析.勘察科学技术.2003，（2）：43-45页

[3]蓝俊康、王焰新.酸性气体对混凝土耐久性的影响及研究进.地质灾害与环境保护.2002，13（3）：22-23页

K928

B

1007-6344（2015）12-0196-01

杨新征（1982年4月）男，汉族，重庆大学,专科学历，主要从事质量监督工作。