申请日2015.02.17
公开(公告)日2015.05.06
IPC分类号G01N15/08; G01N1/30
摘要
本发明涉及一种用于现场混凝土表面透水性测试的真空饱水处理方法，依次包括：表层处理、设备安装、恒压干抽、浸水静置和放水过程五个步骤。该方法采用恒定低真空度对混凝上测试部位进行均匀、连续抽压，在不破坏混凝土内部深层水分分布的前提下移除气体，并将浸水静置时间延长至四十个小时以上，目的在于使负压作用得以全面发挥，使表层混凝土内部毛细孔得到充分饱和。本发明能有效改善表层混凝土内部毛细孔的饱水效果，消除了因饱水不均而对混凝土透水性测试造成的干扰，显著提高了混凝土透水性测试的可靠性与可重复性，有利于正确认识和解决混凝土结构耐久性问题，适用于普通混凝土或高性能混凝土现场表面透水性测试的预处理工作。
权利要求书
1.一种用于现场混凝土表面透水性测试的真空饱水处理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，选择混凝土测试部位并进行表层处理(包括：清扫、铲平等基本工作)，注意避 开蜂窝、麻面、裂缝等缺陷部位;
步骤二，在混凝土规定位置钻孔，利用膨胀螺栓、螺母将真空容器或测头固定于混凝土测 试表面，真空容器或测头底部设有橡胶密封圈，确保整个真空容器或测头与表面混凝土接 触部位的空隙完全密闭;真空容器或测头有进水、抽气两个端口，各个端口均设有阀门且 处于关闭状态，利用水管将水槽与进水端口的阀门相连接，利用气管将压力调节器的输出 段与抽气端口的阀门相连接;压力调节器的输出端与真空泵相连接;聚水器安于压力调节 器与真空容器或测头之间，防止真空容器或测头内部的水在负压作用下倒吸入真空泵;
步骤三，将真空泵与电源相连通，依次打开真空泵、压力调节器，通过压力调节器调节真 空负压并使之处于60-80mm Hg之间，调节后的干抽压力应保持在恒定状态;打开真空容 器或测头抽气端口的阀门，利用恒定低真空度对混凝土测试部位进行均匀、连续地抽压， 恒压干抽的时间为6-8个小时;
步骤四，依次关闭真空泵、压力调节器;打开进水端口的阀门，向真空容器或测头内部缓 缓注水，注意观察水槽内的蓄水量，通过进水端口的阀门控制水流速度，防止处于真空容 器或测头内部的水在负压作用下倒吸入真空泵;待水注满真空容器或测头后，关闭进气端 口的阀门，浸水静置时间至少为40个小时;
步骤五，饱水完成后，打开进水端口的阀门进行放水，在放水结束后移除并清洗真空容器 或测头，在此饱水位置即可进行表面混凝土透水性测试。
2.根据权利要求1所述的一种用于现场混凝土表面透水性测试的真空饱水处理方法，其特 征在于饱水过程中所用的干抽压力为恒定低真空度，取值范围为60-80mm Hg，干抽时间 为6-8个小时。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于现场混凝土表面透水性测试的真空饱水处理方法， 其特征在于浸水静置时间(即：饱水时间)至少需要40个小时。
说明书
用于现场混凝土表面透水性测试的真空饱水处理方法
技术领域
本发明属于混凝土渗透性能的现场检测领域，特别是涉及一种用于现场混凝土表面透水 性测试的真空饱水处理方法。
背景技术
在混凝土渗透性现场检测领域，常通过测试渗透性介质(如：水、气体、离子等)在表 层混凝土运动变化来确定混凝土渗透性。由于实体结构中的混凝土一般都处于非饱和状态， 如果直接进行透水性测试，其结果将受到毛细管吸力作用的干扰而失真。因此，需要对透水 性测试前的混凝土进行预处理，以消除或减小毛细管作用对透水性测试的影响。
真空饱水是一种常见的预处理方法，它利用负压移出未饱和毛细孔中空气，通过水进行 浸润处理，在真空负压和毛细管负压的双重作用下水能够快速进入毛细孔进行饱和，其原理 简单、操作易行，已成为混凝土渗透性测试前的必要手段。然而，目前该方法仅能在实验室 中使用，由于现场实体结构中的混凝土尺寸多变、起始水分分布复杂，实验室所采用的措施 与步骤难以满足现场的使用要求。尽管CN 203132899 U公开了一种用于现场的混凝土真空 饱水设备，但其对具体的实施步骤与关键技术参数并未提及。所以，目前仍缺少一种可靠 的、能有效作用于混凝土结构的现场真空保水处理方法。
大量实验和测试数据表明(“Permeation analysis”，Handbook of Analytical Techniques in Concrete Science and Technology：Principles，Basheer，P.A.M.et al，，2001， Noyes Publications，Page：658-727;“Development of a New Field Permeability Test Method to Assess the Durability of Low Permeable Concretes”，Yang，K.，2012，PhD Thesis， Queen′s University Belfast)：即使饱水设备相同，采用的饱水步骤或操作方法不同，其效果 也会存在显著差异，合理地选择和控制过程参数对于饱水效果非常关键。
发明内容
为保证现场表面混凝土透水性试验的准确性和可重复性，本发明严格控制饱水过程参数 和实施步骤，提供了一种可靠的、能有效作用于混凝土结构的现场真空饱水预处理方法，利 用该方法处理的表面混凝土透水性测试其结果具有稳定、可重复的特点，显著提高了表面混 凝土渗透性测试的可靠性，扩大了混凝土渗透性测试的适用范围，有助于正确认识、解决混 凝土结构的耐久性问题。
本发明采用的技术方案包含以下步骤：
步骤一，对混凝土测试部位表面进行表层处理(包括：清扫、铲平等基本工作)，注意避 开蜂窝、麻面、裂缝等缺陷部位;
步骤二，测试设备应包括真空泵、压力调节器、真空容器(或测头)和聚水器，首先在混 凝土规定位置钻孔，通过膨胀螺栓、螺母将真空容器(或测头)固定于混凝土测试部位表面， 底部边缘要用密封橡胶圈，确保整个真空容器(或测头)与表面混凝土接触部位的完全密闭; 真空容器(或测头)有进水和抽气两个端口，各端口均设阀门且处于关闭状态，利用水管将 水槽与进水端口的阀门相连接，利用气管将压力调节器输出端与抽气端口的阀门相连接;压 力调节器的输入端与真空泵的输出端相连接;聚水器安于压力调节器与真空容器(或测头) 之间，用于防止水槽加水时真空容器(或测头)内部的水在负压作用下倒吸入真空泵;
步骤三，将真空泵与电源连通，依次打开真空泵、压力调节器，通过压力调节器调节真 空泵的负压输出，使之一直处于恒定状态，调节后的干抽压力应控制在60-80mmHg之间; 打开真空容器(或测头)进气端口的阀门，利用恒定低真空度对混凝土测试部位进行均匀、 连续地抽压，恒压干抽的时间为6-8个小时;
步骤四，干抽结束后，依次关闭真空泵、压力调节器;打开进水端口的阀门，向真空容 器(或测头)内部缓缓注水，注意观察水槽内的蓄水量，通过进水端口的阀门控制水流速度， 防止处于真空容器(或测头)内部的水在负压作用下倒吸入真空泵;待水注满真空容器(或 测头)后，关闭进气端口的阀门，浸水静置时间至少为40个小时;
步骤五，完成混凝土真空饱水后，打开进水端口的阀门进行放水并移除真空容器(或测 头)，在此饱水位置即可进行表面混凝土透水性测试。
作为本发明的优选方案，本发明的实施例提供一种用于现场混凝土表面透水性测试的真 空饱水处理方法，进一步包括以下技术特征的部分或全部：
优选地，该用于现场混凝土表面透水性测试的真空饱水处理方法还包括对三个或三个以 上的测试部位同时进行饱水处理，所述同时进行饱水处理步骤包括采用三个或三个以上的测 头或真空容器并列连接。
优选地，步骤一中的混凝土饱水部位应选在干燥、平稳的测试表面，注意避免过于潮湿 部位，以免影响饱水效果。
优选地，步骤二中的真空容器(或测头)的抽气端口应并列连接于压力调节器，目的在 于保证每个真空容器(或测头)内部所受压力是相同的;
优选地，步骤三中的真空泵抽压应为恒定低压，若抽出压力不稳定或负压过高，则需要 通过压力调节器进行调节，使之处于低真空度并维持在恒定状态;
优选地，步骤四中的注水过程，为防止水溶液在负压(压力差)作用下倒流进真空泵或 压力调节器中，应配制聚水器，并通过进水端口的阀门控制水溶液的流速。
需要说明的是，混凝土渗透性是表征混凝土耐久性的重要指标，准确评估混凝土渗透性 对于正确认识和解决混凝土结构耐久问题及其预测其使用寿命具有重要意义。由于混凝土为 多孔介质，特别是水灰比低的高性能混凝土，因高效减水剂的添加及矿物掺合料的复掺，其 结构内部微细孔占很大比例，这使得其总体呈现出高密实度、低渗透性的特点，较短时间的 真空饱水方法难饱和混凝土内部微观细孔结构，利用真空保水预处理方式能有效解决此问 题。本发明通过压力调节器控制真空泵负压为恒定压力并确定了其取值范围，规定了真空干 抽和浸水静置的作业时间，省去常见的真空饱水湿抽环节，在不影响混凝土内部深层水分分 布的前提下均匀、连续地抽压，使负压作用效果得到全面地体现，使表层混凝土内部毛细孔 得到充分地饱和。
本发明操作简便、效果明显，是保证表面混凝土透水性测试准确性的先决条件。它在不 影响混凝土内部深层水分分布的前提下，大大改善了饱水效果，使表面混凝土渗透性测试结 果呈现出稳定、可靠、可重复的特点，有助于正确评估结构中混凝土的劣化程度。
与现有技术相比，本发明的技术方案至少有以下有益效果：
一种用于现场混凝土表面透水性测试的真空饱水处理方法，采用恒定低真空度对表面混 凝土进行抽压，并规定了真空干抽作业时间和浸水静置时间，在不影响混凝土内部水分分布 的前提下均匀、连续地抽压，使负压作用效果得到明显、有效地体现，从而使混凝土测试部 位得到充分饱和，利用该方法进行预处理的表面混凝土透水性测试其结果具有稳定、可靠的 特点，提高了表面混凝土渗透性测试结果的准确性与可重复性，明显降低了测试误差。
上述说明为本发明的技术方案概述，为了能够使本发明的技术手段、目的、特征和优点 更加明显清楚，以下结合优选实施例，配合附图，详细说明如下。