一种测量混凝土中氯离子迁移深度和表观迁移系数的方法

文档序号:6224115阅读:412来源:国知局
一种测量混凝土中氯离子迁移深度和表观迁移系数的方法
【专利摘要】本发明公开了一种测量混凝土中氯离子迁移深度和表观迁移系数的方法,包括以下步骤:从需要检测的混凝土结构中钻芯选取圆柱体试件,将选择的圆柱体试件其水平放置,沿与渗透面平行的方向劈裂,至试件完全劈裂开;采用垂直断面喷洒方式,喷洒0.05~0.2N硝酸银溶液,喷洒量为200~400ml/m2,环境温度控制在20~25℃;喷洒硝酸银溶液10-40min后,用水笔将变色边界描绘清晰,每隔0.5~2cm测试一个变色深度值,取平均值;根据得到的变色深度值,依据菲克第二定律,根据混凝土的水灰比选择变色边界氯离子浓度,计算氯离子表观扩散系数,根据钢筋腐蚀的极限氯离子浓度可用于计算检测对象的剩余寿命。
【专利说明】一种测量混凝土中氯离子迁移深度和表观迁移系数的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及非稳态迁移系数试验【技术领域】,具体涉及一种测量混凝土中氯离子迁移深度和表观迁移系数的方法。
【背景技术】
[0002]混凝土结构耐久性问题引起的重大工程寿命严重下降日益引起工程师与科研人员的广泛关注。众所周知,导致混凝土结构的耐久性问题的主要因素有:氯离子侵蚀、硫酸盐侵蚀、冻融循环、碳化、碱集料反应、淡水溶蚀及冲蚀、应力破坏等。其中,钢筋腐蚀引起混凝土结构的破坏,已成为全世界普遍关注并日益突出的问题。而氯离子引起的钢筋锈蚀占其中80%左右。由于氯离子存在的广泛性和破坏的严重性,它是导致混凝土中钢筋腐蚀的最主要因素。
[0003]对于水泥混凝土的氯离子侵蚀引起的耐久性问题,如何发展快速的氯离子迁移测量方法,能够快速地测量出混凝土抗氯离子渗透性能及氯离子在水泥基材料中迁移特性具有重大的意义。非稳态迁移的衡量需要测量水泥基材料中氯离子浓度随时间及位置的变化情况。为了达到这个测量目的,需要在氯离子渗透后的某个时间,将水泥基材料试件沿氯离子渗透面向渗透前沿逐层取样分析其中的氯离子含量,绘制氯离子浓度沿渗透深度的分布曲线。目前常用的非稳态迁移系数测试的两种方法,即NT Build492及NT Build443在求取非稳态氯离子迁移系数时均使用到了氯离子渗透深度及对应的氯离子浓度值。但是逐层取样试验步骤繁琐,对于设备的要求也较高,在实际工程的应用具有一定的局限性。同时,由于硝酸银显色法测量的参数变色边界氯离子浓度的变化范围很大,这极大地限制了硝酸银显色法的精确应用。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种测量混凝土中氯离子迁移深度和表观迁移系数的方法。本发明简单易行,处理成本低,适用性强,可广泛应用于测量各种混凝土自由扩散情况下的氯离子表观迁移系数。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种测量混凝土中氯离子迁移深度和表观迁移系数的方法,包括以下步骤:
[0006](I)从需要检测的混凝土结构中钻芯选取将经自由扩散试验后的混凝土圆柱体试件,也可在新建混凝土结构旁放置圆柱体试件,或者将圆柱体试件在氯化钠溶液中浸泡进行自然扩散实验,将选择的圆柱体试件其水平放置,沿与渗透面平行的方向劈裂,至试件完全劈裂开;
[0007](2)采用垂直断面喷洒方式,喷洒0.05?0.2N硝酸银溶液,喷洒量为200?400ml/m2,环境温度控制在20?25°C ;
[0008](3)喷洒硝酸银溶液10_40min后,用水笔将变色边界描绘清晰,然后用直尺紧贴试件侧面,每隔0.5?2cm测试一个变色深度值,取平均值。当某个变色深度引起变异系数超过15%时舍去;
[0009](4)根据得到的变色深度值,同时根据混凝土的水灰比选择变色边界氯离子浓度,依据菲克第二定律或能斯特-普朗克方程,计算氯离子非稳态扩散(表观扩散)系数和非稳态迁移系数。当计算表观扩散系数时,试件表面氯离子浓度取试件Imm厚表层氯离子浓度。得到的氯离子表观扩散系数与菲克第二定律结合,结合钢筋腐蚀的极限氯离子浓度可用于计算检测对象的剩余寿命。
[0010]本发明的优选技术方案,硝酸银的浓度为0.08?0.15N。
[0011]本发明的优选技术方案,硝酸银喷洒量为240?360ml/m2。
[0012]本发明的优选技术方案,等待硝酸银显色的时间为20?30min。
[0013]本发明的优选技术方案,测量变色深度值取点间隔为0.8?1.5cm。
[0014]本发明制定了一种新的测量程序,确定了考虑氯离子表观扩散系数及表面氯离子浓度,硝酸银显色法用于测量氯离子表观扩散系数产生差异的原因及精确测量的条件,完善了硝酸银显色法代替NT Build443使用的逐层切削取样测试法(Profile法)测量表观扩散系数的理论基础。
[0015]本发明涉及的硝酸银显色法试验程序通过控制试验过程中硝酸银喷洒量和喷洒方式,以及根据混凝土水灰比选择不同的变色边界氯离子浓度值,降低了硝酸银显色法的试验结果的波动性,测试得到的表观扩散系数具有一定的精度。
[0016]本发明具有以下有益效果:
[0017](I)施工操作简便,测试快速且具有一定的精度;改善了现有的技术测量的硝酸银显色法测量的变色边界氯离子浓度差异过大,无法用一个合理值代表变色边界氯离子浓度去精确计算氯离子迁移/扩散系数的不足;
[0018](2)建立的硝酸银显色测量程序可以探测到较小的变色边界氯离子浓度,改善了现有测试方法中出现的不会发生变色边界不显现的情况;
[0019](3)确保了变色边界氯离子浓度在较小范围内波动,计算出的扩散系数误差在5%以内。
【专利附图】

【附图说明】
[0020]图1为硝酸银显色法与逐层切削取样测试法测量的表观扩散系比较示意图。【具体实施方式】
[0021]下面通过具体实施例对本发明作进一步阐述。应该说明的是,不得将下述实施例解释为对本
【发明内容】
的限制。
[0022]实施例1
[0023]本发明实施例1、2均采用混凝土试件进行自然扩散实验,浸泡液采用3.5%NaCl溶液,浸泡时间为300天。试验配合比如表I所示。
[0024]表I实施例1、2混凝土配合比
[0025]
【权利要求】
1.一种测量混凝土中氯离子迁移深度和表观迁移系数的方法,其特征在于:包括以下步骤: (1)从需要检测的混凝土结构中钻芯选取圆柱体试件,也可在新建混凝土结构旁放置圆柱体试件,或者将圆柱体试件在氯化钠溶液中浸泡进行自然扩散实验,将选择的圆柱体试件其水平放置,沿与渗透面平行的方向劈裂,至试件完全劈裂开; (2)采用垂直断面喷洒方式,喷洒0.05?0.2N硝酸银溶液,喷洒量为200?400ml/m2,环境温度控制在20?25°C ; (3)喷洒硝酸银溶液10-40min后,用水笔将变色边界描绘清晰,然后用直尺紧贴试件侧面,每隔0.5?2cm测试一个变色深度值,取平均值,当某个变色深度引起变异系数超过15%时舍去; (4)根据得到的变色深度值,同时根据混凝土的水灰比选择变色边界氯离子浓度,依据菲克第二定律,计算氯离子表观扩散系数,试件表面氯离子浓度取试件表层Imm厚氯离子浓度,得到的氯离子表观扩散系数与菲克第二定律结合,结合钢筋腐蚀的极限氯离子浓度可用于计算检测对象的剩余寿命。
2.根据权利要求1所述的测量混凝土中氯离子迁移深度和表观迁移系数的方法,其特征在于:硝酸银的浓度为0.08?0.15N。
3.根据权利要求1或2所述的测量混凝土中氯离子迁移深度和表观迁移系数的方法,其特征在于:硝酸银喷洒量为240?360ml/m2。
4.根据权利要求1所述的测量混凝土中氯离子迁移深度和表观迁移系数的方法,其特征在于:等待硝酸银显色的时间为20?30min。
5.根据权利要求1或4所述的测量混凝土中氯离子迁移深度和表观迁移系数的方法,其特征在于:测量变色深度值取点间隔为0.8?1.5cm。
【文档编号】G01N13/00GK103913401SQ201410150585
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】史才军, 何富强, 胡翔 申请人:湖南大学
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