专利名称：一种约束状态下硬化混凝土抗渗性能测试装置和方法
技术领域：
本发明涉 及硬化混凝土抗渗领域，尤其涉及一种用于测量约束状态下硬化混凝土抗渗性能的装置和方法。
背景技术：
混凝土的抗渗透性是表征混凝土抵抗外部侵蚀介质向混凝土内部扩散的能力。而广泛应用的高强高性能混凝土早期收缩较大，在约束条件下能够引起混凝土早期开裂，裂缝的产生会降低混凝土的抗渗性能，从而影响混凝土的耐久性。目前，对混凝土的抗渗性的研究都是在混凝土自由状态下进行的，这与实际工程中混凝土成型及硬化过程不一致，因此测量结果偏离实际。因此，在测量约束条件下考察混凝土的抗渗性能为深入研究混凝土耐久性，优化混凝土配合比与结构设计提供理论支持和试验手段。
发明内容
针对现有实验装置和方法测量混凝土抗渗性能时混凝土没有在约束状态下，测量结果偏离实际的情况，本发明旨在提供一种约束状态下硬化混凝土抗渗性能测试装置和方法，可为深入研究混凝土耐久性，优化混凝土配合比与结构设计提供理论支持和试验手段。为实现上述目的，本发明的技术方案如下所述约束状态下硬化混凝土抗渗性能测试装置，其结构特点是，包括支撑架，该支撑架上装有混凝土约束开裂架，在混凝土约束开裂架上装有氯离子渗透试验装置；所述氯离子渗透试验装置由阴极室和阳极室组成，所述阴极室和阳极室均包括有接线柱和电极。为了提高测试装置的刚度，所述混凝土约束开裂架的外侧设置有多条肋。为了对混凝土的收缩起约束作用，在所述混凝土约束开裂架与混凝土之间装配有多个全螺纹螺栓。为了测量准确及方便固定两个极室，防止氯离子将在电场的作用下扩散到混凝土的其它部位，所述阴极室和阳极室优选对称设置在混凝土约束开裂架的两侧。所述支撑架包括平板和竖梁，所述混凝土约束开裂架固定在平板上，所述竖梁位于混凝土约束开裂架的两侧，即混凝土约束开裂架的每一侧均设有一根竖梁。为了防止阳极内溶液温度升高，影响氯离子的扩散速度，造成测量结果不准确，所述阴极室和阳极室上均包括散热孔。进一步地，本发明还提供了一种根据上述约束状态下硬化混凝土抗渗性能测试装置测试约束状态下硬化混凝土抗渗性能的方法，其步骤包括
a).在混凝土约束开裂架内分两层浇筑混凝土；
b).28日后，将混凝土及混凝土约束开裂架一同竖起，固定在支撑架上；
c).将氯离子渗透试验装置安装在混凝土的两侧，确保氯离子渗透试验装置和混凝土紧密接触；d).在阴极室(2-6)中加入2.59Γ3. 5%的NaCl溶液，优选为3% ；在阳极室加入 0. 25mol/L 0. 35mol/L的NaOH溶液，优选为0. 3mol/L，外加直流电压为(T60V，优选为60V， 电源负极接在阴极室的接线柱上，电源正极接在阳极室的接线柱上；
e).通过电流表测量两个接线柱之间的电流，依据ASTMC1202-07方法计算出电通量， 以此评价约束状态下成型混凝土的抗渗性能。其中，在步骤a)中，为了增强螺栓对混凝土的约束作用，所述全螺纹螺栓和混凝土紧密接触。在步骤b)中，将混凝土的测试区域打平，除去表面浮浆，以便于混凝土在成型时表面会轻微泌水，防止表面较疏松，造成测量结果的不准确。在步骤C)中，为了防止两个极室中的溶液漏出，在渗透试验装置和混凝土接触处之间设置有玻璃胶。与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明结构简单，操作方便，测量精确， 且在约束状态下对硬化混凝土进行抗渗性能测试，与实际工程中混凝土成型及硬化过程一致，因此测量结果趋同于工程实际，为深入研究混凝土耐久性，优化混凝土配合比与结构设计提供了理论支持和试验手段。以下结合附图和实施例对本发明作进一步的阐述。
图1是本发明的结构示意图； 图2是图1的A向视图3是图1的B向视图； 图4是图1中1部分的示意图； 图5是4的C向视图； 图6是图4的D向视图； 图7是图1中2部分的结构示意图； 图8是图7的E向示意图； 图9是图7的F向示意图； 图10是图1中3部分的结构示意图； 图11是图10的G向示意图； 图12是图10的H向示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明所述的装置是由混凝土约束开裂架1、氯离子渗透试验装置2 及支撑架3组成。其中，混凝土约束开裂架1每个边的外侧都加了四条肋1-1、1_2，以提高测试装置的刚度，测试装置的四个边上朝里同时装配了 14个全螺纹螺栓1-1对混凝土收缩起约束作用。氯离子渗透试验装置2由阴极室2-6和阳极室2-7组成，二者为对称结构。两个极室分别包括接线柱2-2，2-10、电极2-3、散热孔2-5组成，两个极室2_1处分别有4个孔2-9。支撑架3包括平板3-2和竖梁3-1组成。具体测试方法如下在平整水平的地面上铺上塑料布，将混凝土约束开裂架1放置于塑料布上，在混凝土约束开裂架1内分两层浇筑混凝土 4。在此过程中采用人工振捣确保全螺纹螺栓1-1和混凝土紧密接触。观日或一定龄期后，将混凝土 4及混凝土约束开裂架1 一同竖起，放置于支撑架3上。用钢丝刷将混凝土 4的测试区域打平，除去表面浮浆。在测试区域钻4个孔 1-4，分别和孔2-9相对应。将氯离子渗透试验装置2分别置于混凝土 4两侧，使混凝土板的孔1-4和孔2-9在一条直线上。然后用4个螺栓2-4和螺帽2-8配合将氯离子渗透试验装置2和混凝土 4固定在一起，确保氯离子渗透试验装置2和混凝土 4紧密接触，然后在二者接触处1-5用玻璃胶密封。在阴极室2-6中加入3%的NaCl溶液；阳极室2_7加入0. 3mol/ L的NaOH溶液，外加直流电压为60V，电源负极接在阴极室2_6的接线柱2_10上，电源正极接在阳极室2-7的接线柱2-2上。通过电流表测量接线柱间的电流，计算出电通量来评价约束状态下成型混凝土的抗渗性能。
权利要求
1.一种约束状态下硬化混凝土抗渗性能测试装置，其特征在于，包括支撑架(3)，该支撑架(3)上装有混凝土约束开裂架(1 )，在混凝土约束开裂架(1)上装有氯离子渗透试验装置(2)；所述氯离子渗透试验装置(2)由阴极室(2-6)和阳极室(2-7)组成，所述阴极室 (2-6)和阳极室(2-7)均包括有接线柱(2-2，2-10)和电极(2_3)。
2.根据权利要求1所述的约束状态下硬化混凝土抗渗性能测试装置，其特征在于，所述混凝土约束开裂架(1)的外侧设置有多条肋(1-2)。
3.根据权利要求1所述的约束状态下硬化混凝土抗渗性能测试装置，其特征在于，所述混凝土约束开裂架(1)与混凝土(4)之间装配有多个对混凝土(4)的收缩起约束作用的全螺纹螺栓(1-1)。
4.根据权利要求1所述的约束状态下硬化混凝土抗渗性能测试装置，其特征在于，阴极室(2-6)和阳极室(2-7)对称设置在混凝土约束开裂架(1)两侧。
5.根据权利要求1所述的约束状态下硬化混凝土抗渗性能测试装置，其特征在于，所述支撑架(3)包括平板(3-2)和竖梁(3-1)，所述混凝土约束开裂架(1)固定在平板(3-2) 上，所述竖梁(3-1)位于混凝土约束开裂架(1)两侧。
6.根据权利要求1所述的约束状态下硬化混凝土抗渗性能测试装置，其特征在于，所述阴极室(2-6 )和阳极室(2-7 )上均包括散热孔(2-5 )。
7.一种根据权利要求1-6之一所述的约束状态下硬化混凝土抗渗性能测试装置测试约束状态下硬化混凝土抗渗性能的方法，其特征在于，其步骤包括a).在混凝土约束开裂架(1)内分两层浇筑混凝土(4)；b).28日后，将混凝土(4)及混凝土约束开裂架(1) 一同竖起，固定在支撑架(3)上；c).将氯离子渗透试验装置(2)安装在混凝土(4)的两侧，确保氯离子渗透试验装置 (2)和混凝土(4)紧密接触;d).在阴极室(2-6)中加入2.5% 3. 5%的NaCl溶液；在阳极室(2-7)加入0. 25mol/ L 0. 35mol/L的NaOH溶液，外加直流电压为0-60V，电源负极接在阴极室(2-6)的接线柱 (2-10)上，电源正极接在阳极室(2-7)的接线柱(2-2)上；e).通过电流表测量两个接线柱(2-2，2-10)之间的电流，依据ASTMC1202-07方法计算出电通量，以此评价约束状态下成型混凝土(4)的抗渗性能。
8.根据权利要求7所述的测试约束状态下硬化混凝土抗渗性能的方法，其特征在于， 将混凝土(4)的测试区域打平，除去表面浮浆。
9.根据权利要求7所述的测试约束状态下硬化混凝土抗渗性能的方法，其特征在于， 在渗透试验装置(2)和混凝土(4)接触处(1-5)之间设置有玻璃胶。
10.根据权利要求7所述的测试约束状态下硬化混凝土抗渗性能的方法，其特征在于， 所述全螺纹螺栓(1-1)和混凝土(4)紧密接触。
全文摘要
本发明公开了一种约束状态下硬化混凝土抗渗性能测试装置和方法，属于硬化混凝土抗渗领域，针对现有实验装置和方法测量混凝土抗渗性能时混凝土没有在约束状态下，测量结果偏离实际的情况，所述装置包括支撑架，该支撑架上装有混凝土约束开裂架，在混凝土约束开裂架上装有氯离子渗透试验装置；所述氯离子渗透试验装置由阴极室和阳极室组成，所述阴极室和阳极室均包括有接线柱和电极。所述测量方法通过电流表测量两个接线柱之间的电流，计算出电通量来评价约束状态下成型混凝土的抗渗性能。本发明在约束状态下对硬化混凝土进行抗渗性能测试，为深入研究混凝土耐久性，优化混凝土配合比与结构设计提供了理论支持和试验手段。
文档编号G01N13/04GK102297821SQ20111013336
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者冯树荣, 李中华, 苏超 申请人:中国水电顾问集团中南勘测设计研究院