混凝土抗渗性的无损检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及混凝±领域，更具体地，设及一种混凝±抗渗性的无损检测方法。
【背景技术】
[0002] 混凝±的耐久性，是混凝±结构在使用过程中抵抗各种破坏因素作用的性能。一 般来说，混凝±耐久性包括了抗渗性、抗冻融性、抗侵蚀性、抗碳化性等。混凝±的抗渗性指 的是各种流体或分子、离子等由于受压力、化学势、电场作用在混凝±中定向迁移、扩散、渗 透的难易程度，是评价混凝±耐久性最重要的指标。
[0003] 目前检测结构抗渗性的办法基本都需要制作或现场钻忍取样得到抗渗试块。将试 块送至实验室，按照GBJ82-85中所规定的抗渗标号法，或者化/T5150-2001中所规定的混 凝±渗水高度试验法进行检测，运种检测方法耗时费力，效率低下。并且，无论是诱筑时预 留的试块，还是按相应配合比在实验室诱筑的试块，由于养护条件不同，诱筑成块的体积不 同，该试块与实际的混凝±结构依然存在很大的差别。而钻忍取样的方法，不仅会破坏既有 混凝±结构，也可能在试块中造成裂缝，影响抗渗试验的结果。因此，需要一种低成本的能 在现场快速且无损地评价混凝±抗渗性的方法。
[0004] 鉴于实验室检测方法的缺陷，国外一些学者研究并提出了一些现场检验办法。主 要有真空负压法及改进的方法W及ISAT法。（1)真空负压法。运种方法是在混凝±表面 放置一个密封容器，利用气累抽取容器中的空气，经过一段时间或容器内气压达到某一标 准时，停止用气累抽气，容器内气压就会逐渐上升。测量容器内气压在停止抽气时的上升过 程，由此来衡量混凝±的气渗性。（2)基于真空单室法的改进方法。该方法在测量混凝±气 渗性的真空室之外再加装一层真空室，外部的真空室用来抽取外界经由混凝±保护层进入 的空气。（3)ISAT法。该办法首先将容器密封在混凝±的表面，然后施W-定大小的水压， 保持该水压不变，在一定时间之后关闭压力阀，观察并记录水压随着时间下降的过程。W此 来衡量混凝上抗渗性能的好坏。 阳〇化]近几年日本有一些学者对混凝±吸水性能进行了进一步的研究，在此基础上提出 了喷水实验的概念。喷水实验即在混凝±表面喷洒，滴灌一定量的水，通过电子设备，光学 仪器等检验混凝±吸收表面水分的过程，衡量混凝±吸水的快慢，对混凝±的一些特性做 评估。
[0006] 混凝±的强度与许多因素相关，但一般混凝±受压破坏时，断裂面的骨料都是完 整的，破坏的结构面主要是骨料和水泥的接触面。现有研究表明一般混凝±的抗压强度，最 主要是和混凝±孔隙结构相关。而混凝±吸水过程也与孔隙结构相关。所W有学者进行了 一些研究，希望建立混凝±喷水实验与抗压强度之间的关系。在一种现有技术中，使用喷壶 向混凝±表面喷撒水1次，并W数码相机持续拍摄混凝±表面喷水后表面的颜色或亮度变 化情况。试验结束后W图像处理的办法计算喷水后混凝上表面颜色或亮度变化情况，W混 凝±表面颜色或亮度变化到某一程度所对应的时间作为衡量混凝±表面吸水快慢的指标。 最终得出吸水越慢抗压强度越大的结论。
[0007] 另外还有学者研究了混凝±喷水实验和混凝±抗氯离子渗透性之间的关系。在一 种现有技术中，计算喷水前后反射光强度的变化的程度，当经过n次喷水后表面反射光强 度变化程度小于某个标准时，W运个n为指标来评价混凝±表面质量。并将运一指标与混 凝上的抗氯离子渗透性建立关系。结果表明n值越大抗氯离子渗透性越好。
[0008] 现有技术存在如下的问题：
[0009] (1)真空负压法。运种方法存在许多的问题，其中最为关键的是：空气流是不可预 测的，无法判定是混凝±忍部的气体被抽吸进容器还是外界空气经由混凝±的保护层进入 容器。已有学者证明，该检测方法的结果明显受到真空室所在区域混凝±保护层的气渗性 影响。
[0010] (2)基于真空单室法的改进方法。运种方法仍然存在许多缺陷：首先，它的原件复 杂，需要空气累进行抽气，需要可W检测并记录气压的设备，运些设备都较为昂贵；其次，使 用运种方法进行测量后，需要处理大量繁琐的数据。因此该方法有它独到的优势，但直接运 用到工程实践中还存在一定的问题。
[0011] (3) ISAT法。运种方法的缺点也非常明显：第一，与真空单室法检测混凝±气渗 性的方法一样，在容器的边缘渗入混凝±的水量会由于扩散和渗透作用到检测范围之外， 因此，该方法受混凝±保护层的抗渗性影响很大。第二，检测设备复杂昂贵，需要严密附着 在混凝±表面的容器，维持恒定水压的水累，还有检测记录压力数值的仪器。第=，安装较 为困难，工程实际中要检测的混凝±往往是承重墙等，所W，仪器常常需要安装在结构的侧 面，并且在测量过程中，必须保证混凝±结构的表面和容器之间密封情况良好。
[0012] (4)喷水试验。目前披露的喷水试验存在W下缺陷：第一，该试验建立的是混凝± 吸水过程与抗压强度和氯离子渗透性之间的关系，抗压强度不能反映混凝±耐久性，氯离 子渗透性虽能在一定程度上反映混凝±耐久性，但是氯离子渗透试验操作复杂，我们国家 主要使用抗渗性反映混凝上耐久性，抗渗性跟抗压强度和氯离子渗透性并没有直接的相关 关系，因此，根据已有成果不容易想到建立喷水试验和抗渗性之间的关系。第二，已有的成 果各自存在比较大的缺陷：目前的实验结果显示喷水试验指标与混凝±抗压强度的相关性 较差，利用拟合公式的R2值仅有0. 5038 ;另一试验中仅选取了两组氯离子渗透性差异较大 的混凝± :两组混凝±的氯离子渗透性相差17倍，而喷水实验结果仅相差6-7倍，喷水实验 对混凝±放入氯离子渗透性敏感性较差。第=，已有的成果均没有考虑混凝±的初始含水 问题。初始水分的多少会直接影响吸水的快慢。在实际的混凝±结构中，混凝±中会有一 定含量的水分，因此，不考虑混凝±自身的初始含水，就无法运用到工程实际中去。
【发明内容】
[0013]因此，本发明的目的就是提出一种能够现场无损检测混凝±抗渗性的方法，操作 便捷，设备简单，量测准确。且考虑了混凝±的初始含水率。
[0014] 根据本发明的一个方面，提供了一种混凝±抗渗性的无损检测方法。该方法包括： 在待测的混凝±表面上喷水；记录吸水过程；根据所记录的吸水过程，计算表征吸水过程 的指标值；基于表征混凝±表面吸水过程的指标值与混凝±抗渗性的相关关系，得到该混 凝±的抗渗性。
[0015] 根据本发明的方法，优选地，当表征吸水过程的指标值表征吸水速度越快时，混凝 ±抗渗性越弱；当表征吸水过程的指标值表征吸水速度越慢时，混凝±抗渗性越强。
[0016] 根据本发明的方法，优选地，记录吸水过程包括：记录吸水过程中待测的混凝±表 面上的颜色或亮度随时间的变化。根据所记录的吸水过程，计算表征吸水过程的指标值，包 括：根据吸水过程中待测的混凝±表面上的颜色或亮度随时间的变化来计算表征吸水过程 的指标值。
[0017] 优选地，根据吸水过程中待测的混凝±表面上的颜色或亮度随时间的变化来计算 表征吸水过程的指标值，进一步包括：根据吸水过程中待测的混凝±表面上的颜色或亮度 恢复程度随时间的变化来估计吸水时间；根据累积的估计吸水时间与累积的单位面积水量 的关系，估计混凝±表面的吸水过程。
[0018] 优选地，根据吸水过程中待测的混凝±表面上的颜色或亮度恢复程度随时间的变 化来估计吸水时间进一步包括：找到颜色或亮度恢复程度随时间变化的主要转折点，将该 主要转折点对应的时间作为表观吸水时间，W表观吸水时间作为估计的吸水时间。根据累 积的估计吸水时间与累积的单位面积水量的关系，估计混凝±表面的吸水过程进一步包 括：将多次喷水-吸水过程得到的累积表观喷水时间开平方作为横轴，将累积单位面积水 量作为纵轴，得到表观吸水时间-单位面积水量关系图；对表观吸水时间-单位面积水量关 系图进行直线拟合，拟合直线的斜率为表观吸水过程，W表观吸水过程作为估计的混凝上 表面的吸水过程。
[0019] 本发明利用混凝±表面吸水过程与自身孔隙率相关的技术原理，建立了混凝±表 面吸水过程指标与混凝±抗渗性的关系，通过现场吸水过程的指标反推出混凝±的抗渗 性。
[0020] 与现有技术相比，本发明提出的技术方案中提出一种能够现场无损检测混凝±抗 渗性的方法，操作便捷，设备简单，量测准确。且考虑了混凝±的初始含水率，能够吻合现场 实际应用条件。
【附图说明】
[0021] 下面参考附图结合实施例说明本发明。在附图中：
[0022] 图1是根据本发明利用手机检测喷水试验中混凝±表面吸水过程的实施示意图；