专利名称：一种快速评价混凝土渗透性相对好坏的方法
技术领域：
本发明涉及一种快速评价混凝土渗透性相对好坏的方法，属于混凝土技术领域。
现在用于评价混凝土渗透性的方法主要有如下几种(1)渗透压法，包括透水法和透气法。这种方法是一种比较传统的测试方法，适用于普通混凝土，不适于高性能混凝土；(2)电量法，包括ASTM C1202及其改良方法。ASTM C1202主要是通过测量厚度为50mm、直径为100mm的混凝土试件在60V直流电压下，6小时内流过的电量大小来评定混凝土的渗透性，流过的电量越多，说明混凝土中的通道越多，故渗透性就越大，如图1所示。此法也只适于普通混凝土，对高性能混凝土不适用。改良方法主要是降低了电压，延长了时间，其致命缺点与ASTM C1202一样，评定高性能混凝土时误差较大；(3)电迁移法，此法有多种，最成功的是Tang-Nilsson法(ACI Materials Journal V01.89,No.1,1992,49-53)，即对浸泡于3％NaCl-Ca(OH)2溶液的混凝土试样施加30V电压，通电一定时间用显色法测出氯离子的渗透深度，之后用一简化方程
D为扩散系数，a、b、c为已知常数，t为渗透时间，x为渗透深度)求出氯离子扩散系数以评价混凝土的渗透性。此法的缺点是较为复杂，数据解析需要一定的电化学知识，而土木工程人员往往是不具备的，另外，由于通电过程时间较长，混凝土孔溶液中的离子浓度变化较大，加上测量氯离子渗透的平均深度时误差也较大，使得最后计算出的数据不够准确。另外，与电量法一样，所用电压较高，容易造成电极的严重极化和孔溶液的成分变化。所以，迄今为止还没有一种较好的，既适于快速评定普通混凝土，也适于评定高性能混凝土渗透性的方法。
一般地讲，材料越致密，孔隙率越低，耐压性能越好，渗透性越低，抗渗性越好；反之亦然。材料的耐压性能，即抗电击穿能力，不仅与材料的组成有关，也与其微观结构有关。目前关于绝缘材料的高电压击穿理论主要有电击穿、热击穿和电化学击穿理论(参见朱德恒、严璋主编的《高电压绝缘》，第186页，清华大学出版社，1992年2月第1版)，不过至今还无统一的理论和公式来对其进行定量描述。然而，有一点是可以确认的，即材料越不致密，其耐压性能越差。
本发明的目的是提出一种快速评价混凝土渗透性相对好坏的方法，用混凝土的耐压性能来评价混凝土渗透性的高低，其具体依据是(1)混凝土在通常状态下是绝缘的，可以认为是介电材料；(2)混凝土是具有复杂结构的多相随机材料，其中必然存在着最薄弱的环节；(3)混凝土的渗透性其实反映的即是混凝土中最薄弱的环节，而其耐压性能也反映相同的路径。
本发明提出的快速评价混凝土渗透性相对好坏的方法，首先将混凝土切割成厚度为5～30mm的薄片，放在两电极间，在两电极之间限定一定电流，电流密度为0.01～1mA/cm2，然后加电压至极限或击穿电压，比较相同测试条件下的混凝土极限或击穿电压，极限或击穿电压越高，则混凝土的渗透性越低，极限或击穿电压越低，则混凝土的渗透性越高。
本发明的评价方法中，首先将混凝土切割成适当厚度的薄片，一般小于或等于骨料的最大直径，通常可取5～30mm；然后直接或在适当温度下烘至恒重，放在两电极间，限定一电流(大小取决于仪器量程和电极面积)，通常可取电流密度为0.01～1mA/cm2，然后加电压至极限(或击穿)电压。通过比较相同测试条件下的混凝土极限(或击穿)电压，可确定混凝土渗透性的相对高低；极限或击穿电压越高，渗透性越低，反之则越高。
本发明的评价方法具有以下优点(1)所用设备简单，易购买。(2)测量简单、快速，可在几分钟内测量完毕。(3)既适用于普通混凝土，也适用于高性能混凝土。
图1是用已有技术的ASTM C1202法测量的实验结果。
图2是由本发明得到的混凝土在一定限定电流(已转换为电流密度)下对应的极限电压(转换为电压强度)，试样烘干48小时。
图3为由本发明得到的混凝土在一定限定电流下对应的极限电压(已转换为电压强度)，试样烘至恒重。
表1为图2中各混凝土的配合比和标准养护28天后的抗压强度。
实施例例一1．所用电极为直径50mm、厚度25mm，表面光洁度为7的纯铜电极，所用高压电源为常州无线电仪器厂生产的CY2661型交直流两用耐压测试仪，电压量程为2500、5000V两档，电流为0.5、1、5、10、20mA五档。
2．为避免表面导电，试件面积应大于电极面积。电极直径为50m时，混凝土试件可用100×100mm的薄片，厚度可取与最大骨料粒径相同的尺寸，也可根据需要切的更薄，当定性比较混凝土的渗透性时，可取试件厚度为5～10mm。本例中混凝土所用骨料最大粒径为20mm，因比较相对好坏，我们取混凝土薄片厚度为10mm。
3．对如表1所示配合比的混凝土，成型为100×100×300mm的试块，养护28天后，切成10mm厚的薄片，然后在饱和Ca(OH)2溶液中饱水(可采用自然浸泡或真空饱水技术)。之后再在50℃下烘干48小时，加压实验结果见图1，图中Vb为对应于限定电流密度Ig(限定电流为0.5mA)的极限电场强度。由图1可知，水灰比越大的混疑土，其极限电压，无论是交流还是直流，均越低，故渗透性也越大。例二1．所用设备为自行研制的直流高压测试仪，量程为50000V,2mA。
2．将混凝土切成20mm的薄片，在50℃下烘至恒重(烘干时间一般为几天)。限定电流为2mA，其它测试条件与例一相同，所测结果见图2。由图2可知，试件烘干后，其极限(击穿)电压明显变大，但对比结果一致，即水灰比越大的混凝土其渗透性越大。
ASTM C1202法的测试结果见图3。因电量越大，混凝土渗透性越大，故由本发明所测定的实验结果与由ASTM C1202法测定的结果在本实验范围内一致。表1为图1中各混凝土的配合比和标准养护28天后的抗压强度
权利要求
1.一种快速评价混凝土渗透性相对好坏的方法，其特征在于将混凝土切割成厚度为5～30mm的薄片，放在两电极间，在两电极之间施加电流，电流密度为0.01～1mA/cm2，然后加电压至极限或击穿电压，比较相同测试条件下的混疑土极限或击穿电压，极限电压越高，则混凝土的渗透性越低，极限电压越低，则混凝土的渗透性越高。
全文摘要
本发明涉及一种快速评价混凝土渗透性相对好坏的方法,该方法是将混凝土切割成5～30mm的薄片,放在两电极间,在两电极之间施加电流,电流密度为0.01～1mA/cm
文档编号G01N27/92GK1224839SQ98126398
公开日1999年8月4日 申请日期1998年12月31日 优先权日1998年12月31日
发明者路新瀛 申请人:清华大学