有關(guān)混凝土抗?jié)B性能檢測試驗的探討

王華江

（玉環(huán)市建設(shè)工程檢測中心有限公司 浙江玉環(huán) 317600）

混凝土抗?jié)B性能檢測試驗現(xiàn)狀來看，還沒有正式統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，很多試驗完全依賴于施工現(xiàn)場制作的抗?jié)B試件，以此來判斷制作試件的混凝土抗?jié)B性能是否達標(biāo)。此種檢測試驗方法可靠性比較低，還需要做出相應(yīng)的調(diào)整，爭取利用更加完善的方法獲取高精確度的檢測結(jié)果。

1 混凝土抗?jié)B性能檢測分析

一般工程質(zhì)量檢測可選擇應(yīng)用滲水法，可以對工程環(huán)境中水的滲透形式進行有效模擬，但是實際操作比較復(fù)雜，且只適用于強度等級在C30以下的混凝土。面對現(xiàn)在大量使用的高強、高性能混凝土，傳統(tǒng)的滲水法已經(jīng)無法適用，必須要對新型試驗方法進行研究，積極學(xué)習(xí)國外先進方法，確保可以為工程建設(shè)提供可靠保障。

2 混凝土抗?jié)B性能檢測試驗流程

2.1 定位取芯

選擇具有代表性的抗?jié)B混凝土結(jié)構(gòu)部位，應(yīng)用鉆心機來選取一組6個直徑150mm、高200mm的圓柱體芯樣作為試件。其中，鉆芯過程中要確保不會對工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生影響，所選鉆取位置必須要避開主筋、管線以及預(yù)埋件，且鉆芯內(nèi)不得含有鋼筋。另外，整個鉆取過程應(yīng)嚴(yán)格按照專業(yè)規(guī)范操作，安排經(jīng)驗豐富的人員負(fù)責(zé)，排除人員因素帶來的干擾。

2.2 加工處理

獲取到的6個芯樣需要對其做進一步的處理，包括鋸切和斷面磨平，將其加工成高度以及直徑均為150mm的圓柱試件。經(jīng)過加工處理后的芯樣必須要保證端面平整，對于存在裂縫以及其他重大缺陷的芯樣不得用于繼續(xù)做抗?jié)B性試驗[3]。另外，芯樣端面與軸線要最大程度上保持垂直，偏差應(yīng)控制在1°以內(nèi)。

2.3 制作試件

制作混凝土抗?jié)B性能檢測試驗的試件，即通過圓臺體抗?jié)B試模來將芯樣和黏結(jié)材料制作成底面直徑為185mm、頂面直徑為175mm以及高度為150mm的圓臺體芯樣抗?jié)B試件。為排除試件自身因素對抗?jié)B性能檢測結(jié)果的干擾，必須要做好整個制作過程的控制，確保每個細節(jié)執(zhí)行的規(guī)范性與有效性，制作步驟主要包括以下幾項：①將機油或者脫模劑均勻的涂抹在提前選好尺寸的圓臺體抗?jié)B試莫內(nèi)壁上，確保在試件脫模時不會出現(xiàn)與黏結(jié)材料過分黏結(jié)的情況，提高脫模效率。②向處理后的抗?jié)B試模內(nèi)放入芯樣，調(diào)整兩部分保持同心，確保芯樣周圍的黏結(jié)材料厚度均勻、密實，提高芯樣與粘結(jié)材料結(jié)合部位的牢固度與密封性。③對抗?jié)B試模和芯樣之間存在的縫隙內(nèi)灌滿黏結(jié)材料，并且要將其搗實。其中，在向試模內(nèi)倒入黏結(jié)材料前，需要對芯樣上、下兩個端面做好保護，預(yù)防黏結(jié)材料會與芯樣端面結(jié)合，以免此種原因影響試件的檢測結(jié)果。④靜置。檢查確認(rèn)灌入的黏結(jié)材料完全硬化后便可準(zhǔn)備進行試件脫模，且要注意脫模過程中不要將黏結(jié)材料層損壞。

2.4 抗?jié)B試驗

對混凝土試件進行抗?jié)B試驗檢測，并對所得結(jié)果進行分析和計算，得到混凝土抗?jié)B性能的實驗結(jié)果。

3 Torrent透氣法檢測混凝土抗?jié)B性能

3.1 抗?jié)B試驗原理

應(yīng)用此種方法來進行混凝土抗?jié)B性能檢測試驗時，關(guān)鍵在于雙室吸盤的設(shè)計，外室具有保護和分流效果，這樣就可以確保通過混凝土滲透的氣體可以單向垂直的進入到室內(nèi)，作為滲透氣體量化計算的重要參數(shù)與指標(biāo)。并且基于量化，便可進一步推導(dǎo)滲流系數(shù)和滲透深度，確認(rèn)對混凝土滲透性。設(shè)定滲透影響深度為L，滲透時間為t，兩者關(guān)系為L=L（t）。根據(jù)Poisseuille方程計算得到空氣流動進入腔室的速率：

其中：dV-dt時間內(nèi)通過混凝土滲透到室內(nèi)的氣體體積；P1-內(nèi)室壓力；Pa-大氣壓力；A-吸盤內(nèi)室表面積；μ-流體黏性系數(shù)。

氣體理想狀態(tài)的方程為：PV=nRT （2）

以氣體理想狀態(tài)方程為基礎(chǔ)，判斷在有一定體積的空氣（Vc）進入內(nèi)室，內(nèi)室氣壓Pt上升，便可得到：

其中：μ-常數(shù)；Pa-大氣壓力；Vc、Pt-直接測量；而L未知。如果混凝土內(nèi)沒有氣體滲透，則L=0；隨著混凝土內(nèi)有氣體滲透，則每滲透dt長度，對應(yīng)的摩爾氣體為dn。

其中：dVk表示混凝土中影響滲透量的孔隙體積，dVk=Aεεd，ε表示孔隙率。由此可確定：

由此便可確認(rèn)，滲透系數(shù)k與滲透時間以及內(nèi)室氣壓差相關(guān)。

3.2 試驗檢測過程

確定強度等級為C30，且抗?jié)B設(shè)計等級為P6的混凝土試塊，制作標(biāo)準(zhǔn)圓臺體試件用于試驗檢測。Torrent透氣法為無損試驗方法，所應(yīng)用的為氣體滲透，對試驗設(shè)備的密封性要求十分嚴(yán)格，每次檢測試驗前均需要對設(shè)備進行標(biāo)定。為與工程現(xiàn)場環(huán)境更加符合，確定將養(yǎng)護好的試塊靜置于正常室溫條件下10d后便可用于試驗。在試驗過程中要注意對一組內(nèi)6個試塊的內(nèi)室壓力差最大值△Pmax、滲透系數(shù)kT以及影響深度Lg進行詳細記錄。

通過試驗得到各項參數(shù)后，便可應(yīng)用數(shù)值分析軟件Minitab對各項參數(shù)進行擬合，并得到擬合曲線。可確定Lw與Lg，以及kT與Kr之間均近似服從線性關(guān)系，相關(guān)性為：

Lw=3.995+5.179Lg，相關(guān)系數(shù)為 0.818；

Kr=0.00272+9.354kT，相關(guān)系數(shù)為 0.861。

根據(jù)最大壓力差上限△Pmax便可實現(xiàn)對混凝土抗?jié)B性能的評估，強度等級為C30的混凝土，在4mbar≤△Pmax≤10mbar的情況下，可以評估判斷混凝土抗?jié)B設(shè)計達到P6要求，由此可確定混凝土工程結(jié)構(gòu)抗?jié)B性能達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

目前可以選擇的抗?jié)B性檢測方法均有一定限制性，想要達到可靠的檢測目的，必須要重視對試件的制作加工，消除其帶來的干擾。不斷對以往實踐操作進行總結(jié)，確定檢測試驗技術(shù)要點以及存在的不足和缺陷，持續(xù)不斷的進行研究優(yōu)化，爭取能夠達到預(yù)期試驗結(jié)果，解決工程混凝土抗?jié)B性能檢測問題，以可靠的檢測結(jié)果來為工程建設(shè)提供保障。