混凝土耐久性能的快速檢測方法研究

楊新征

（濮陽市建設工程質量監督站 河南濮陽 457000）

混凝土耐久性能的快速檢測方法研究

楊新征

（濮陽市建設工程質量監督站 河南濮陽 457000）

混凝土成為最重要的土木工程材料，這一點已經無容置疑。隨著工業與民工建筑的蓬勃發展，對混凝土材料性能的要求也越來越高。混凝土耐久性是混凝土的重要性能。本文簡單介紹幾種混凝土耐久性的檢測方法。

混凝土 耐久性 檢測方法

混凝土人類社會發展過程中起著越來越重要的作用，成為一種不可或缺的土木工程材料。混凝土以其優越的工作性能和耐久性廣泛應用于工業與民用建筑中，而且在農田水利、給排水工程及道路交通工程中也得到了廣泛的運用。在多年的實踐與應用中，人們對混凝土強度的形成有了更多的認識，同時也對混凝土耐久性的研究有了一定的進展。從環保角度來看，建筑與工業建筑活動消耗了世界上大約一半的資源。如果混凝土的使用壽命達不到設計耐久年限，那么將會造成更多的資源浪費。此外混凝土耐久性還對工業與國民經濟發展、人民生命安全有著密切的關系。

在實際工作中，建筑與工業建中混凝土的強度等級到不到設計使用年限的比比皆是。據不完全統計，我國橋梁中混凝土到不到設計年限的有九千多座，公路30多萬延長米，單單花費在這兩個方面的維修費就高到40億元。這些事實反應混凝土的耐久性造成的損失遠遠超過人們的預想。混凝土施工質量規范明確規定：混凝土應符合設計要求，具有良好的和易性及與環境相適應的耐久性。混凝土耐久性是指混凝土結構在自然環境、使用環境及材料內部因素作用下保持其工作能力的性能。混凝土的破壞因素非為外部破壞和內部破壞兩類。混凝土外部破壞主要是由混凝土使用環境造成的，包括混凝土凍融循環破壞、混凝土海水侵蝕破壞、混凝土淡水溶蝕破壞、硫酸鹽侵蝕破破壞、交變荷載破壞等；混凝土內部結構破壞包括混凝土碳化、鋼筋銹蝕破壞、堿骨料反應破壞等破壞形式。抗凍性好壞用抗凍等級表示。根據混凝土所承受的反復凍融次數，劃分為F10、F15、F25、F50、F100 、F150、F200、F250、F300九個等級。抗滲性好壞用抗滲等級表示。根據標準試件28 d齡期實驗時，所能承受的最大水壓，分為P4 、P6、P8、P10、P12五個等級，相應所能承受的水壓分別為0.4Mpa、0.6Mpa、0.8Mpa、1.0mMpa、1.2Mpa。

1. 混凝土滲透性試驗方法

大量研究表明, 混凝土的滲透性與耐久性能有著緊密地聯系, 混凝土的滲透性是評價混凝土耐久性的重要指標。混凝土的滲透性是指氣體、液體或離子受壓力、化學勢或電場的作用, 在混凝土中滲透、擴散或遷移的難易程度。通常來講,滲透性低的混凝土,其耐久性一般是比較好的。國際上現在應用的抗滲性能的試驗有三類。

( 1) 滲透系數法

所謂滲透系數法,是利用流體在一定壓力狀態下通過混凝土孔隙從混凝土的一側向另一側逐漸滲透的原理來研究混凝土滲透性的一種方法。這種方法包括水壓力法、表面吸水法、透氣法等等。我國推薦使用采用硬化后的混凝土抗滲性來研究混凝土的滲透性能，采用高度為150mm圓臺形狀（頂面直接175mm，底面直接185mm），也 采用150mm的圓柱體試件，6個試件為一組。實驗過程是將水壓從0.1 MPa開始，以后每間隔8小時，加水一次，當實驗試件中6個試件中有2出現滲水時，停止加水。這時候將每組試件中，為出現滲水的試件用最大壓力公式計算出一個整數，可以得到硬化后的混凝土抗滲標號。另外一種常用的滲透深度法來測量一定試件壓力液體深入混凝土的深度，并以此作為評價混凝土的滲透性。總得來說滲透系數法適用于低滲透性的混凝土，對于高滲透性的混凝土最好不用此種方法。

( 2) 電參數法方法

電參數法是指通過測量混凝土材料在各種不同不飽和溶溶液條件下的電阻、電阻率和通電量以及電導等電參數，并由此來評價混凝土的滲透性。直流電量法是通過給受檢混凝土兩端施加電壓，記錄電流值，通過計算6小時的通電量來評價混凝土抗氯離滲透能力。這種方法由于操作簡便，記錄準確，因此受到廣大工程檢測人員的親睞，同時這種方法也是國際上比較流行的一中檢測混凝土滲透性的方法。這種方法的缺點在于實驗起來比較費時，其次，在對高密度混凝土進行電參數測試的過程中，由于其密實度比較大，電阻值也比較大，很難在短時間內施加穩定的電流，測量過程比較繁瑣。最后，電滲法測量的時間比較長，在此過程中，介質溶液和試體本身的溫度也會有所升高，這就會消耗掉一部分電量，對混凝土滲透性的測試也有一定的影響。

( 3) 離子擴散系數法

擴撒是指物質在物質在濃度無壓力差時，物質在介質中傳播的方式，這種實驗方法主要有自然擴散和電遷移兩種。目前國內常用的方式是由清華大學教授提出的NEL快速測定法，測定方法是基于離子擴散和電遷移提出的，它與自然擴散法不同之處在于它主要采用真空抽吸的方法加速混凝土試件的飽鹽，而后對飽鹽氯離子擴散系數進行測定。這種方法主要是通過施加電場來加速氯離子在混凝土中的遷移，大大縮短了實驗時間。根據資料顯示，NEL法適用于各種強度的呢估計的混凝土。可以比較靈敏的反應混凝土的滲透性差別。它可以在5分鐘內完成測量，是現有測量方法中最快捷的一種。

2. 混凝土抗凍性試驗方法

混凝土的凍融破壞是指在負溫與正溫的交替作用下，混凝土發生開裂、剝落、整體性降低以及破壞的現象。國內外關于混凝土凍融機理的研究一直再進行，也形成了一些理論，包括冰凍早期觀點、靜水壓假說、滲透壓假說。在我國混凝土抗凍性指標是評價混凝土耐久性的一個指標。目前,我國混凝土抗凍性實驗的方法主要依據《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》(GBJ82一85)的規定分為慢凍法和快凍法。在慢凍法中對混凝土立方體試件進行氣凍水溶實驗，氣凍水溶均不小于4小時，在混凝土試件的質量減少5%左右，或者混凝土抗壓強度損失25%時可以停止實驗。混凝土的抗凍標號以同時滿足強度損失和質量損失的最大凍融循環系數表示。而快凍法中對混凝土棱柱體試件進行水凍水融，整個過程需要

2h-4h內完成，當混凝土試件質量超過5%或者相對彈性模量小于60%時，停止實驗，慢凍法實驗周期長，誤差較大，不能重復進行。混凝土抗壓強度對于混凝土凍融循環不敏感，所以用慢凍法測量混凝土的抗凍性，存在一些誤差。

3. 混凝土碳化試驗方法

鋼筋混凝土中鋼筋的銹蝕是造成混凝土耐久性減低的主要原因。在通常環境條件下，混凝土碳化的速度主要與混凝土中含有的可碳化物質和大氣中二氧化碳的濃度有關。因此，研究混凝土的碳化機理不僅對混凝土的耐久性有意義，也對混凝土的維修加固有著現實的意義。這些影響因素可以歸結為與環境有關的外部因素和與混凝土本身有關的內部因素。混凝土碳化實驗通常采用快速碳化法，通過大量的實驗和數據表明混凝土的抗壓強高，其碳化程度越小，碳化速率與混凝土抗壓強度的倒數稱正比；水灰比越大，混凝土硬化速度越快，碳化速率與混凝土的水灰比呈線性關系。混凝土中摻入一定量的粉煤灰可以顯著減低混凝土能力，混凝土的碳化速度隨著混凝土中摻入粉煤灰含量的增加而加快。硬化速率與粉煤灰摻量之間呈指數函數關系；混凝土碳化速度與溫度呈正比關系，溫度越高，混凝土碳化越快。

4. 結論

本文簡單介紹了混凝土耐久性的檢測方法，包括混凝土滲透性、混凝土抗凍性、混凝土碳化等方面的實驗檢測方法。混凝土那就行的現實意義也越來越顯著，逐漸成為國內外土木工程領域研究的熱點，對混凝土耐久性的研究也越來越重視。隨著中國經濟的發展，中國建筑業將對混凝土耐久性進行更深入的了解。

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[3]藍俊康、王焰新.酸性氣體對混凝土耐久性的影響及研究進.地質災害與環境保護.2002，13（3）：22-23頁

K928

B

1007-6344（2015）12-0196-01

楊新征（1982年4月）男，漢族，重慶大學,專科學歷，主要從事質量監督工作。