专利名称：一种快速评定混凝土抗渗性的方法
技术领域：
本发明涉及评定混凝土抗渗性的方法，属混凝土性能测量。
现在用于评价混凝土抗渗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ASTMC1202及其改良方法。ASTMC1202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抗渗性，流过的电量越多，说明混凝土中的通道越多，故抗渗性就越差。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ASTMC1202一样，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(ACIMaterals Journal Vol.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直流电压，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
，求出氯离子扩散系数，其中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。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抗渗性的方法。
本发明的目的是把电化学理论应用于混凝土，通过快速测定某种离子在混凝土中的扩散系数，提供一种新的快速评定混凝土抗渗性的方法。
本发明快速评定混凝土抗渗性的方法是将混凝土切成薄片，用高浓度盐溶液饱和后在几个(可取3或5个)小直流电压下测量通过混凝土的电流值，然后按Nernst-Einstein方程(式1)求得每一电压值下，离子在混凝土中的扩散系数值。Di=RTZi2F2Ci·I·lV·S------(1)]]>D自由=f1D均(自由扩散系数) (2)D表观＝f2D均(表观扩散系数) (3)将测得的扩散系数波动在20％以内的各数值求得其平均值D均将该值代入式(2、3)中即可求得离子在混凝土中的自由扩散系数和表观(总的)扩散系数。扩散系数越小说明混凝土抗渗性越好。式(1、2、3)中Di-混凝土中i离子扩散系数(cm2/s)；R-气体常数8.314 J/mol·K；T-绝对温度(K)；Zi-i离子化合价；F-法拉第常数96500 coul/mol；V-施加的直流电压(V)；I-对应于施加电压的实测电流(A)；1-混凝土试件厚度(cm)；S-电极面积(cm2)；Ci-饱盐溶液中i离子浓度(mol/cm3)；f1、f2-修正系数，其大小取决于混凝土的种类。
本发明快速评定混凝土抗渗性方法的测试过程如下1、将混凝土切成适当厚度的薄片试件。
2、将制备好的试件用真空技术快速饱盐，或用自然浸泡法进行饱盐。
3、将饱盐后的试件在不同的小直流电压(1～5V)下通电1～5分钟。
4、记录各施加电压下的电流值。
5、按式(1)进行计算，求得每一电压下的扩散系数Di。
6、将不同电压下得到的波动在20％以内的扩散系数进行平均，求得平均值D均。
7、将所得的平均扩散系数值D均代入公式(2、3)中即得自由离子扩散系数和表观离子扩散系数。
说明实施例如下将混凝土成型为100×100×300mm的试块，养护28天后，切成20mm厚的薄片(为消除表面影响，第一块试件不要)，用4MNaCl溶液进行饱盐；电极为直径50mm、厚度25mm的紫铜电极，施加电压为2～5V(每1V为一级)，电流稳定时间一般为1～5分钟。
将每电压值下测得的电流值代入(1)式，求出对应扩散系数DCl，将不同电压下得到的波动在20％以内的DCl平均，求得平均值D均cl将此平均值代入式(2、3)即得自由氯离子和表观氯离子扩散系数(即总的氯离子扩散系数)。氯离子扩散系数越小表明混凝土抗渗性越好，反之越差。式(2、3)中f1和f2分别是自由和表观氯离子扩散系数修正系数，其值取决于混凝土的配合比和种类；对不掺矿物掺合料的硅酸盐水泥混凝土，f1在0.6～1.0之间，通常取0.80，f2在2.0～2.4之间，通常取2.20；对粉煤灰硅酸盐水泥混凝土，f1在0.7～1.0之间，通常取0.85，f2在2.1～2.7之间，通常取2.40。
采用本发明评定混凝土抗渗性的方法，可以快速评定混凝土的抗渗性，且设备简单，操作方便，数据可靠。
权利要求
1.一种快速评定混凝土抗渗性的方法，其特征是将混凝土切成薄片，用高浓度盐溶液饱和后在几个一般可取3或5个小直流电压下测量通过混凝土的电流值，然后按Nernst-Einstein方程(式1)Di=RTZi2F2Ci·I·lV·S------(1)]]>D自由＝f1D均(自由扩散系数) (2)D表观＝f2D均(表观扩散系数) (3)求得每一电压值下，i离子在混凝土中的扩散系数值，再将测得的扩散系数波动在20％以内的各数值求得其平均值D均将该值代入式(2、3)中即可求得i离子在混凝土中的自由扩散系数和表观(总的)扩散系数，扩散系数越小说明混凝土抗渗性越好，式(1、2、3)中Di-混凝土中离子i的扩散系数(cm2/s)；R-气体常数8.314 J/mol·K；T-绝对温度(K)；Zi-离子化合价；F-法拉第常数96500 coul/mol；V-施加的直流电压(V)；I-对应于所施电压的平衡电流(A)；1-混凝土试件厚度(cm)；S-电极面积(cm2)；Ci-盐溶液中i离子浓度(mol/cm3)；f1、f2-修正系数。
全文摘要
一种快速评定混凝土抗渗性的方法,属混凝土性能测量领域。本方法是将混凝土试件切成薄片,然后将该薄片在盐溶液中浸泡,使其饱盐,再将饱盐后的薄片在不同的小直流电压下通电,测得每一电压下的电流值,利用Nernst－Einstein方程求出相应离子扩散系数Di,再将所得波动在20%以内的扩散系数进行平均,将平均扩散系数D
文档编号G01N15/08GK1181502SQ9712024
公开日1998年5月13日 申请日期1997年11月7日 优先权日1997年11月7日
发明者路新瀛 申请人:清华大学