電通量試驗在鐵路工程耐久性混凝土中的應用

張亞能

摘 要 鐵路工程非常重視混凝土的耐久性。一般來說，混凝土的耐久性與其密實程度有關。電通量試驗是通過測量混凝土在60 V直流恒電壓下6 h通過的電量來評價混凝土的氯離子滲透性能，從而評價混凝土的耐久性。電通量試驗能定量給出通過混凝土的電量值，并具有快速測定的優點，是鐵路工程評價混凝土耐久性的一項重要試驗。

關鍵詞 電通量 試驗 鐵路工程 耐久性 混凝土

在建筑工程中，混凝土是用途最廣、用量最大的建筑材料之一。當前，全疆的鐵路建設正在飛速發展，混凝土需求量有增無減?；炷恋闹饕阅苤笜税ɑ炷恋墓ぷ餍阅堋⒘W強度和耐久性。

隨著環境日益惡化，環境對混凝土的侵蝕越來越嚴重，因此，人們對混凝土的耐久性越來越重視。為了改善混凝土的耐久性能，延長混凝土建筑物的使用年限，節約能源，減少重復建設，人們想了很多辦法去提高混凝土的工作性能、強度和耐久性能。這就需要大量的試驗去得出數據，證明方法的有效性。電通量試驗就成為了檢測混凝土耐久性的一項重要試驗在鐵路工程中被廣泛地應用。

一、試驗簡述

1.試驗準備。在規定的56 d試驗齡期前，對預留的試塊進行鉆芯制件，試件直徑為95 mm ～102 mm，厚度為51±3 mm，試驗以3塊試件為一組。電通量測試儀可輸出60 V直流電壓，精度為±0.1 V；數字式直流表量程為20 A，精度為±0.1%；真空保水機，真空度可達133 MPa以下，內徑不小于250 mm。此外還需要用分析純試劑配制的3.0%氯化鈉溶液和用分析純試劑配制的0.3 mol/L氫氧化鈉溶液。

2.試驗步驟簡述。（1）測試前先對試件進行真空保水。切割好的試件在133 MPa以下，保持真空3 h后，注入足夠的蒸餾水，直至淹沒試件，再浸泡1 h后恢復常壓，繼續浸泡18 h±2 h。（2）將試件取出，抹掉多余水分，安裝于試驗槽內，用橡膠密封環密封。用螺桿將兩試驗槽和試件夾緊，保證不滲漏，放置于20 ℃～23 ℃的流動冷水槽內。（3）將配置好的0.3%的氯化鈉溶液和0.3 mol/L氫氧化鈉溶液分別注入兩個水槽內。連接電通量設備。（4）在電通量設備上，通過軟件進行設置。整個檢測數據將由儀器自動記錄，通電6 h后自動結束。（5）同組3個試件通過的電量平均值，作為改組試件的電通量。當3個試件中有1個超過平均值的15%時，取另2個試件的平均值作為改組試件的電通量。當3個試件中有2個超過平均值的15%時，該次試驗無效。

二、電通量試驗的應用情況

1.從當前的現實情況看，由于電通量試驗要求的試驗環境較為嚴格，且試驗操作持續性長，數據結果要求非常準確。同時，相關的儀器設備投入也比較大，工地試驗室都沒有配備相關的設備，較多地采用將試件運回中心試驗室進行試驗，而后得出結論的方法解決。

2.試驗所使用的鋸石機價格較為昂貴，使用頻率較低。真空保水機、電通量測定儀等設備目前在新疆計量測試研究院都沒有相應的檢定和校準規程，多由廠家出具儀器校準證書，穩定性有待進一步提高。

3.試驗人員對于標準溶液的配置和電通量試驗的操作還存在不足，需要進行系統的培訓。

上述這些問題都會對電通量試驗的操作過程、試驗結果產生一定的影響。

三、影響試驗結果的因素分析

電通量試驗是通過測量混凝土在60 V直流恒電壓下6 h通過的電量來評價混凝土的氯離子滲透性能，從而評價混凝土的耐久性。氯鹽進入混凝土后，主要會以膠結物和溶液兩種形式存在。其中，膠結物形式主要包括結晶形式（溶液由于過飽和而在表面析出，在骨料表面形成鹽的結晶體）和與土、砂膠合的形式（鹽在經過溶解與再結晶過程之后，與土、砂結合在一起，形成骨料的一部分）。溶液形式是指氯鹽在溶解狀態下滲入混凝土，會以溶液的形式存在于混凝土內部。氯鹽水解可生成金屬根離子和酸根離子，與混凝土中的氫氧化鈣發生多種化學反應。

對混凝土中氯離子的含量進行控制是非常有必要的，措施得當可以有效防止氯離子進入混凝土，減少電通量試驗中的氯離子的通過量。

首先，配合比是影響混凝土電通量測試結果的最主要因素?；炷潦欠莿蛸|材料，內部存在大量的毛細空隙，這是氯離子滲透的通路。不同配合比的混凝土，其內部孔隙率、空隙分布各異，因而電通量測試結果也不相同。

其次，在試驗過程中，混凝土試件兩端施加電壓較高，試件不斷發熱，而溫度也影響氯離子滲透速率的大小。因此，試件發熱量不同也會造成電通量試驗結果不同。在混凝土的各種組成原材料中，尤其要重點控制拌合用水和外加劑中的氯離子含量。混凝土中的水在混凝土硬化后會在混凝土中留下毛細孔隙，用水量的多少會使混凝土的密實程度發生變化，用水量大混凝土的毛細孔隙多，電通量也隨之增大；用水量小混凝土的毛細孔隙少，電通量也隨之減小，所以不論是從混凝土的強度還是耐久性要求，都必須控制好混凝土的用水量。在鐵路施工沿線，淡水資源匱乏的地區，使用氯離子含量超標的水施工時，應采用預防措施，否則會造成隱患和危害。

再次，可以在混凝土中摻入適量的引氣減水劑。適量的引氣減水劑，能使混凝土抗滲透性能大大提高，抵抗環境侵蝕的能力增加，同時提高混凝土的抗凍性能，可以提高混凝土的耐久性，增加使用壽命。

最后，試件的加工要精益求精。這是電通量試驗最基本的條件。操作人員應當嚴格按照標準要求，保證保水過程的時效性和科學性。

四、結束語

試驗室在進行配合比設計的時候，一定要控制好原材料的各項指標。在進行試件制備時，要保證試件切割的完整性，溶液配制的準確性，從而提高證電通量試驗的準確性。綜上所述，電通量試驗在鐵路工程中的應用還處于初級階段，電通量試驗的開展、儀器設備的檢定、人員的培訓、檢測環境的改善與保持等還需進一步探討。

參考文獻

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