浅谈耐久性混凝土电通量的测试-雷勇

浅谈耐久性混凝土电通量的测试

中铁二局五公司 雷 勇

[摘要] 混凝土电通量快速测试方法可以相对评价混凝土密实性或抗侵入性，从而间接评价混凝土的耐久性。

[关键词] 耐久性混凝土 电通量

1． 工程概况

新建太原至中卫（银川）Ⅰ级铁路，SJS－Ⅲ标段跨河口庙水库特大桥，地处陕西省靖边县杨桥畔（毛乌素沙漠南缘），海拔1151.2m。土壤冻结深度为1.2m。气候冬季严寒，时间长，达五个半月，夏季干燥炎热，时间短，仅有二个月。历年平均气温9.1℃,历年最低气温－27.3℃，历年最高气温36.4℃。霜冻时间长，气温年变差大、日变差大。冬春多西北风，最大风力九级，2～5月是风沙季节。全年降水较少，多年平均降水量在350～493mm之间，汛期7～9三个月降水量约占全年降水量70％。

跨河口庙水库特大桥全长3558．9m，是双线电气化铁路桥。梁部由预应力混凝土简支T梁、预应力混凝土连续梁（96＋168＋96m）1联3孔组成。基础类型均为桩基础，全部采用钻孔灌注桩。全桥混凝土皆为设计使用年限为100年耐久性混凝土，耐久性混凝土的施工质量直接关系到全部工程建设的质量。

混凝土耐久性主要指标包括混凝土抗冻性、抗渗性、抗碱－骨料反应、抗化学腐蚀等，而混凝土的电通量是新建铁路混凝土结构耐久性关键指标之一。

混凝土的电通量是指混凝土试件在60V直流恒电压作用下6h内通过混凝土的电量。 目前国内的电通量测试采用的是以美国ASTMC 1202快速电通量测定方法为基础的标准试验方法，相对评价混凝土密实性或抗侵入性，从而间接评价混凝土的耐久性。ASTMC 1202系美国材料标准与试验协会所制定的用于评价混凝土抵抗氯离子渗透能力的标准。下表是ASTMC 1202规定的不同抗渗性混凝土的电通量值范围。

表1.1氯离子在混凝土中渗透能力的等级划分（ASTMC 1202－97）

本工程全部耐久性混凝土的电通量要求则是根据：《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设〔2005〕157号）中对耐久性混凝土的电通量。

表1.2 混凝土的电通量

规定中对于氯盐环境下的钢筋混凝土结构，化学侵蚀环境下的混凝土结构，除满足上表混凝土的电通量要求外，还应满足氯盐环境下混凝土的电通量和化学侵蚀环境下混凝土的电通量的要求。

由此，可以看出新建铁路对耐久性混凝土的电通量要求是十分严格和必要的。 2．耐久性混凝土原材料的选用

针对跨河口庙水库特大桥的特点，根据耐久性混凝土对原材技术要求，我们经过了反复比对试验，选定了以下几种原材料：水泥选用宁夏青铜峡水泥股份有限公司“青铜峡牌P．O42.5”，实测强度45.6Mpa，CI－含量为0.05％，碱含量0.76％，并符合GB 175－1999要求；外加剂使用山西黄藤化工有限公司HT－HPC聚羧酸高性能减水剂，CI－含量为0.06％，碱含量0.38％；粉煤灰选用宁夏马莲台 Ⅰ级粉煤灰，细度10.2％,烧失量1.91％,需水量比90％, CI－含量为0.014％，碱含量0.69％，符合GB/T1596-2005要求；

碎石选用宁夏太阳山石灰岩机制碎石，粒径5～10mm、粒径10～20mm、粒径16～31.5mm,三种单粒粒级按15％、45％、40％组成三级配5～31.5mm连续粒级碎石，紧密堆积密度1.66g/cm3,表观密度2.67g/cm3, 紧密空隙率38％，针片状3.3％ , 含泥量0.3％，CI－含量为0，非碱活性骨料。满足GB/T14685-2001要求；细骨料使用榆林小堡当河砂，细度模数为2.3的中砂，松散堆积密度1.52g/cm3,表观密度2.67g/cm3，空隙率43％,含泥量0.3％，CI－含量为0，非碱活性骨料，满足GB/T14684-2001要求；拌和用水CI－含量为0.008％，碱含量0.0378％。

以上混凝土原材料的主要技术指标均满足现行国家标准和耐久性混凝土原材料技术要求。

3．耐久性混凝土配合比的选定

根据JGJ55-2000规定,及本工程混凝土拌和物性能指标，多次进行配合比试拌，成功配制出了适用于工程各部位的能够满足结构耐久性要求的施工配合比。 4．耐久性混凝土电通量检测

根据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设〔2005〕157号）规定，耐久性混凝土电通量检测工作是混凝土试件标养龄期达到56天后开始。

我们试验室仪器是KENTc混凝土渗透性电通量测试仪，符合港工 JTJ275-2000 标准及美国ASTMC 1202标准。见下图：

电通量测试基本原理：

在直流电压作用下,氯离子能通过混凝土试件向正极方向移动,以测量流过混凝土的电

荷量反映渗透混凝土的氯离子量。

如下图：

电通量测试试验需要使用以下材料：分析纯试剂配制的3.0%氯化钠溶液；分析纯试剂配制的0.3mol/L氢氧化钠溶液；涂侧面用的树脂密封材料。

通过试验，每次测试两组试件的话，每种溶液配制量在2升比较合适，够用，又不至于浪费溶液。配制溶液最好使用蒸馏水，以免溶液出现混浊沉淀，影响混凝土电通量测试结果。

电通量测试步骤：

A 在规定的56d试验龄期前，对混凝土试块进行钻芯制件，试件直径为95～102mm，厚度为51±3 mm，试验时以三块试件为一组。

B试件表面干燥后，以树脂密封材料涂于试件侧面，要保证试件侧面的完全密封。 C 测试前要对试件进行真空饱水。将试件垂直码放在不锈钢真空室中，对称拧紧螺栓，启动真空泵，真空度达133Pa以下后保持真空3h，维持这一真空度并注入蒸馏水，直至淹没试件。试件浸泡1h后恢复常压，再继续浸泡18±2h。

D 将真空饱水后的试件安装于试验槽内，用橡胶密封环密封试件边缘，并用螺杆将两试验槽和试件夹紧，确保不会渗漏。

E 将浓度为3%的氯化钠和0.3mol/L的氢氧化钠溶液分别注入试件两侧的试验槽中，注入氯化钠溶液的试验槽内的铜网连接电源负极，注入氢氧化钠溶液的试验槽中的铜网连接电源正极。

F 连接好与计算机RS232串行接口，开启电源，由电脑自动采集记录测试数据。开始每隔15min记录一次电流值，当电流变化很小时，每隔30min记录一次电流值，直至通电6h。取同组3个试件通过的电量的平均值，作为该组试件的电通量。

下图是KENTc混凝土渗透性电通量测试仪数据采集软件界面：

试验应在20～25℃恒温室内进行。

经过多次的混凝土电通量测试，在试验过程也发现了一些需要注意的地方：一是在对混凝土试件进行钻芯切割制件时，一定要小心，尽量保证边缘光滑，不要使芯样两端边角破裂，以免试验测试过程中溶液渗漏，影响测试结果。二是真空饱水时要准备足够的蒸馏水，不能使用混入其它液体的水，这对电通量测试结果的影响非常大。在一次电通量测试中我们使用了点纯净水来代替，结果电通量值比同批次试件所测得电通量值增大了110c。再就是在进行混凝土电通量测试过程中要注意检查两极溶液的变化，有无渗漏，并随时补充溶液。

通过多次混凝土电通量测试试验，收集整理得到下表数据；

配合比室内混凝土电通量测试数据：

现场同条件留置试件电通量测试数据：

（现场同条件留置试件的成型是采用振实台振捣成型） 电通量与水胶比趋势图：

分析上图所示数据，我们可以得出以下结论：混凝土的电通量随着水胶比的增大而增大，这是因为随着水胶比的增大，混凝土内部孔隙增多，密实程度减小，抗氯离子渗透性也随之减弱，氯离子迁移能力增强，在规定测试时间内通过试件的总电量增大；而当水胶比较小时，混凝土内部孔隙率也较小，密实程度增大，抗氯离子渗透性也随之增强，氯离子迁移能力减弱，在规定测试时间内通过试 …… 此处隐藏：1982字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……