一种模拟孔结构的透水混凝土碱溶出检测方法与流程

本发明涉及混凝土领域，具体涉及一种模拟孔结构的透水混凝土碱溶出检测方法。
背景技术：
：透水混凝土是典型的多孔介质材料，是由粗骨料、粘结剂和水以及外加剂拌制而成的一种轻质无砂混凝土，由于不含细骨料，粗骨料之间在粘结剂作用下形成点粘结和部分面粘结构成疏松多空的蜂窝状结构，故具有透气、透水和重量轻等特点。其内部所含孔隙分为封闭孔隙、半连通孔隙和连通孔隙，并且孔隙尺寸大小不一，分布位置也不同，故其孔隙具有不均匀性和各向异性。虽然透水混凝土在环境与生态方面的优势有理由使其成为将来混凝土研究的热点之一，但是目前存在若干关键技术问题成为制约其推广应用的瓶颈，其中透水混凝土外渗性“碱”的控制技术，由于水泥混凝土本身具有pH值高达13以上的碱性，如果这些碱性物质渗透进入覆盖其上的土壤，造成土壤盐碱化，将对植被的长期生长造成致命性危害。而对于混凝土本身而言，维持较高的碱性是保证其化学成分和宏观性能稳定的基础性条件。因此，对混凝土进行碱度检测在工程上具有重要意义。现有技术中也有一些检测的方法，一些文献直接将立方体试件放入含蒸馏水的容器中，测定水浸泡液的ph值，但是该测定方法无法对孔隙的大小与孔隙的类型进行控制，不能准确的对混凝土各部位的碱度进行测定。另外还有“固液萃取法”，其将透水混凝土破碎，并研磨成粉，加入蒸馏水中，测定浸泡液的pH值，但所测pH值偏高，与真实环境下的碱度不符。文献“植生混凝土的降碱技术及种植效果研究”，廖文宇等，实用技术，第7期，2013年7月，采用了“水泥净浆试块XRD分析法”，即将水泥试块养护至规定龄期后，将试块烘干并研磨成粉，利用XRD分析试块中的CA(OH)2的含量，及透水混凝土孔结构的碱溶出情况。但是该方法所用XRD的试验成本和技术要求较高，不具有普适性。技术实现要素：本发明的目的就是针对现在技术的上述缺点，提供一种模拟孔结构的透水混凝土碱溶出检测方法。实现本发明目的的技术解决方案为：一种模拟孔结构的透水混凝土碱溶出检测方法，其特征在于，所述方法在制备透水混凝土试块时，利用预埋钢棒的方式模拟透水混凝土试块的孔结构，然后将透水混凝土试块置于浸泡箱内的不锈钢支架上用蒸馏水浸泡至预设时间后，用注射器抽取孔隙内和浸泡箱中的浸泡液，采用酸度计检测浸泡液pH值。所述透水混凝土试块的制备方法如下：根据预设有效孔隙率、半有效孔隙率、部分伸入混凝土内部钢棒长度、钢棒直径，可计算出部分伸入混凝土内部钢棒数量和穿过混凝土内部钢棒数量；将各螺纹钢棒穿过透水混凝土模具表面预打的孔洞，孔洞外一侧的螺纹钢棒上设有螺母，并通过旋转螺母调整螺纹钢棒伸入透水混凝土模具的长度；所述透水混凝土模具及螺纹钢棒刷脱模剂；按与待检测的透水混凝土相同配合比，但剔除粗骨料，制备水泥浆体，将水泥浆体浇注入透水混凝土模具，振动密实后静置于混凝土标准养护室内，并用塑料薄膜覆盖透水混凝土模具表面，每30分钟转动一次螺纹钢棒，待水泥浆体终凝后将螺纹钢棒抽出，混凝土标准养护室内静置1d后脱模，并继续养护至7d龄期。所述透水混凝土模具通过在尺寸为150mm×150mm×150mm的混凝土标准钢模具，表面打数排孔洞制得。所述标准养护室的养护条件为20℃±2℃，湿度不小于95％。所述螺纹钢棒直径为Ф2、Ф4、Ф6、Ф8、Ф10。所述碱溶出检测方法为：将浸泡箱(1)置于标准养护室，将不锈钢支架置于浸泡箱内，将透水混凝土试块置于不锈钢支架上，将蒸馏水注入浸泡箱并至水面高于透水混凝土试块100mm，将透水混凝土试块浸泡至1d、3d、7d、14d、21d、28d、2个月、3个月，用注射器分别抽取孔隙内及浸泡箱中的浸泡液，用酸度计检测浸泡液pH值，每种浸泡液取3个检测值的平均值作为最终结果，浸泡液每7d更换一次。所述浸泡箱包括箱盖、箱体、排水管、阀门，所述浸泡箱由有机玻璃或塑料制作。所述注射器为普通医用注射器，当注射器长度不够时，连接医用输液管使用。本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)可对不同种类的孔隙内部浸泡液pH值同时检测，更有利于反映不同孔隙微环境中碱溶出情况。(2)测试的透水混凝土试块剔除了粗骨料，避免了粗骨料对透水混凝土均质性、孔隙结构、试块尺寸的不利影响，使碱溶出测试结果可靠性更高。附图说明图1本发明的透水混凝土浸泡状态示意图。图2本发明的浸泡箱立体示意图。图3本发明的不锈钢支架示意图。图4本发明的透水混凝土模具示意图。图5本发明的模拟孔结构的透水混凝土试块示意图。图中标记代表的含义为：浸泡箱-1，排水管-2，阀门-3，不锈钢支架-4，透水混凝土试块-5，孔隙-6，箱体-7，箱盖-8，透水混凝土模具-9，孔洞-10，螺纹钢棒-11，螺母-12，蒸馏水-13。具体实施方式透水混凝土是一种多孔混凝土材料，其孔隙分为有效孔隙、半有效孔隙和无效孔隙。有效孔隙为两端均开口的连通孔隙，水可以通过；半有效孔隙为一端开口，另一端封闭的孔隙，这种孔隙可以储存水，但不能使水通过；无效孔隙为完全密封于浆体内部的孔隙，这种孔隙即不能储水，也不能使水通过。透水混凝土主要用于道路建设和边坡绿化，透水混凝土的碱溶出性能直接影响混凝土的耐久性和植物性能，建立可靠的透水混凝土碱溶出测试方法对保障该种混凝土性能具有重要的工程意义。由于无效孔隙对透水混凝土碱溶出影响可忽略不计，故本发明不考虑无效孔隙。透水混凝土的设计理念为将碎石空隙内填充一定体积的水泥浆体，将碎石表面包覆并将碎石粘结成为整体，碎石中剩余的空隙成为有效孔隙、半有效孔隙和无效孔隙，常用碎石空隙率一般在45％以内，即透水混凝土空隙率极限值为45％左右。孔隙率按如式(1)计算：式中：P—设计孔隙率，％；r—钢棒半径，m；l—钢棒在混凝土内部的长度，≤0.15m；n—钢棒数量；VC—混凝土试块体积，可取0.003375m3。表1.孔隙和钢棒设定参数表2.碱溶出检测结果1d3d7d14d28d2月3月试块外浸泡液pH值13.213.012.711.010.19.59.1有效孔隙率内pH值13.313.112.811.410.39.89.1半有效孔隙内pH值13.513.413.012.011.210.19.1如表1，通过预设有效孔隙率、半有效孔隙率、部分伸入混凝土内部钢棒长度、钢棒直径，即可通过式(1)分别计算出部分伸入混凝土内部钢棒数量和穿过混凝土内部钢棒数量，并基于此制备预设有效孔隙率和半有效孔隙率的透水混凝土试件，并检测各龄期透水混凝土孔隙率内及混凝土外部pH值。如图1至图4所示，利用普通混凝土模具各表面打数排孔洞10，制作多种不同直径的螺纹钢棒11，并配螺母12，将螺母12安装在螺纹钢棒11上得到透水混凝土模具9；用有机玻璃板或塑料板粘结制作成箱体7、箱盖8、并在箱体侧面底部安装带阀门3的排水管2；利用不锈钢板条制成不锈钢支架4；成型预设半有效孔隙、有效孔隙的透水混凝土试块5，标准养护条件养护7d后将透水混凝土试块5置于浸泡箱1中的不锈钢支架4上，注入蒸馏水并使水面高出透水混凝土试块5上表面100mm，标准养护室内静置预设时间后用注射器抽取透水混凝土试块不同孔隙6内部及外部浸泡液，用酸度计检测浸泡液pH值，相同部位的浸泡液pH值3个检测结果的平均值作为最终结果。试验与检测步骤(1)仪器准备：将浸泡箱、混凝土模具安装好，根据预设透水混凝土的半有效孔隙、有效孔隙确定螺纹钢棒的直径、根数、伸入模具的长度，模具及螺纹钢棒刷脱模剂。(2)透水混凝土试块制备与养护：按与待检测的透水混凝土相同配合比，但剔除粗骨料，制备水泥浆体，将水泥浆体浇注入模具，振动密实后置于标准养护室(20℃±2℃，湿度不小于95％)内，塑料薄膜覆盖混凝土模具表面，每30分钟转动一次螺纹钢棒，待水泥浆体终凝后将螺纹钢棒抽出，混凝土1d后置脱模，于标准养护室内继续养护至7d。(3)透水混凝土试块碱溶出试验：将浸泡箱置于标准养护室，将不锈钢支架置于浸泡箱内，将透水混凝土试块置于不锈钢支架上，将蒸馏水注入浸泡箱并至水面高于透水混凝土试块100mm，静置浸泡。(4)孔隙内微环境及外部浸泡液pH检测与评定：待透水混凝土试块浸泡至1d、3d、7d、14d、21d、28d、2个月、3个月，用注射器分别抽取半有效孔隙内、有效孔隙内及试块外部的浸泡液，用酸度计检测浸泡液pH值，每种浸泡液取3个检测值的平均值作为最终结果，浸泡液每7d更换一次。当前第1页1 2 3