混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量原位檢測評價(jià)方法研究進(jìn)展

1、108材料導(dǎo)報(bào)A：綜述篇2015年7月(上)第29卷第7期混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量原位檢測評價(jià)方法研究進(jìn)展賈興文，冉少念，吳洲，張琳(重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，重慶400045)摘要論述了常用的混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量原位檢測方法的原理和差異，分析了養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢測方法存在的問題。采用單一的檢測方法難以有效評價(jià)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，且評價(jià)養(yǎng)護(hù)質(zhì)量時(shí)所需的基準(zhǔn)值也難以準(zhǔn)確測定，因此，可以利用混凝土滲透性與電阻變化率這個(gè)相對值之間的相關(guān)性評價(jià)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量；常用的檢測

2、方法主要是檢測混凝土某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的養(yǎng)護(hù)狀態(tài)，無法在線連續(xù)監(jiān)測養(yǎng)護(hù)歷程，而通過監(jiān)測養(yǎng)護(hù)歷程才能更有效地評價(jià)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。關(guān)鍵詞混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量原位檢測方法滲透性電阻率中圖分類號：TU52801文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：1011896／jissrL1005—023X2015013020ResearchProgressonInsituMeasurementMethodforConcreteCuringQualityJIAXingwen，RANSha

3、onian，WUZhou，ZHANGLin(SchoolofMaterialsScience&Engineering，ChongqingUniversity，Chongqing400045)AbstractThecommonprinciplesanddifferencesoftheinsitumeasurementmethodsofconcretecuringqualityarediscussed，andtheproblemsofmea

4、surementmethodsareanalyzedItisdifficulttoevaluatetheconcretecuringqualityeffectivelyanddeterminethereferencevalueaccuratelythroughasinglemeasurementmethod，soweshouldtakeadvantageofthecorrelationbetweenconcretepermeabilit

5、yandresistancechangeratetoevaluatetheconcretecu—ringqualityThecommoninsitumeasurementmethodsaremainlydetectingthecuringstatusofapointintime，andcannotmonitorthecuringstatusofconcretecontinuouslyInfact，effectiveevaluationo

6、ftheconcretecuringqualitycanberealizedonlybymonitoringthecuringstatusofconcretecontinuouslyKeywordsconcrete，curingquality，insitumeasurementmethod，permeability，resistivityO引言養(yǎng)護(hù)是為了防止混凝土由于過早干燥而產(chǎn)生裂縫，或補(bǔ)充水分使混凝土中的水泥能夠充分水化，從而保證混

7、凝土達(dá)到預(yù)期性能所采取的方法]。由于缺乏有效評價(jià)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的原位檢測方法，現(xiàn)行施工驗(yàn)收規(guī)范對混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量也沒有給出明確的評價(jià)指標(biāo)，因此施工單位對混凝土養(yǎng)護(hù)重視程度較低。此外，因養(yǎng)護(hù)不善出現(xiàn)混凝土質(zhì)量問題時(shí)，由于缺少現(xiàn)場檢測養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的方法和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，難以明確各方責(zé)任，導(dǎo)致施工單位通常將混凝土質(zhì)量問題歸咎于混凝土供應(yīng)商，從而產(chǎn)生工程質(zhì)量糾紛。因此，開發(fā)在施工現(xiàn)場原位檢測昆凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的方法成為目前混凝土無損檢測研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。為了在施

8、工現(xiàn)場快速檢測和評價(jià)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，研究人員開發(fā)了表面吸水率法、表面抗?jié)B性法、相對濕度法和電阻率法口]。表面吸水率法利用混凝土單位時(shí)間內(nèi)吸水量的大小來評價(jià)養(yǎng)護(hù)質(zhì)量_s]，該方法快速簡單，但是需要在混凝土上鉆芯并對芯樣切片。表面抗?jié)B性法通過測試恒定水壓力下混凝土單位時(shí)間的透水量來評價(jià)養(yǎng)護(hù)質(zhì)量[6]，但是該方法用于低滲透性混凝土?xí)r誤差較大。相對濕度法通過在混凝土內(nèi)預(yù)埋濕度傳感器直接測量混凝土養(yǎng)護(hù)區(qū)域的相對濕度_7]，相對濕度越高，養(yǎng)護(hù)質(zhì)量越

9、好，但是由于濕度傳感器精度低，檢測結(jié)果誤差較大。電阻率法是通過測試混凝土電阻變化反映混凝土內(nèi)部的濕度特征和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量]，電阻測試儀器簡單、操作便捷，但是由于混凝土組分和外部環(huán)境變化對電阻測試結(jié)果影響較大，該方法也存在誤差較大的問題。本文對比分析了現(xiàn)有混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量原位檢測評價(jià)方法存在的問題，提出了進(jìn)一步改進(jìn)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量原位檢測評價(jià)方法的設(shè)想，希望能夠?yàn)殚_發(fā)簡單、快捷、準(zhǔn)確的混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量原位檢測方法提供有益的參考。1混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量原位檢

10、測方法研究現(xiàn)狀目前工程界對養(yǎng)護(hù)的關(guān)注主要集中于研究養(yǎng)護(hù)方式和養(yǎng)護(hù)制度對混凝土諸多性能的影響，對混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量原位檢測方法的研究相對較少。養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的評價(jià)主要是基于養(yǎng)護(hù)歷程和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與混凝土含水狀態(tài)和滲透性密切相關(guān)的原理，目前評價(jià)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的方法有以下幾類。11表面吸水率法吸水率法以混凝土單位時(shí)間內(nèi)的吸水量來表征混凝土孔結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而評價(jià)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量E。吸水率法以毛細(xì)先進(jìn)土木工程材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金(201302)賈興文：男，

11、1976年生，博士，副教授，主要從事智能建筑材料和混凝土耐久性研究Email：jiaxingwen@126com110材料導(dǎo)報(bào)A：綜述篇2015年7月(上)第29卷第7期對濕度，結(jié)果表明養(yǎng)護(hù)環(huán)境的相對濕度對混凝土，尤其是混凝土表層的相對濕度影響較大。14電阻率法電阻率可以反映物質(zhì)對通過電流的阻礙能力，混凝土電阻率能夠在一定程度上反映混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組分情況。電阻測試儀器簡單、操作便捷，因此，將電學(xué)性能與抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)一樣作為混凝土的固

12、有性質(zhì)已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。由于混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組分情況與其電阻率特征有一定的相關(guān)性，因此，研究人員希望利用混凝土的電學(xué)性能評價(jià)混凝土的諸多性能指標(biāo)，如凝結(jié)硬化速度、抗壓強(qiáng)度、鋼筋銹蝕和滲透性?；诨炷岭娮杪逝c其滲透性的相關(guān)性方面的研究，研究人員開發(fā)了通過測試電阻評價(jià)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的電阻率法。李美利胡提出了一種改進(jìn)的混凝土電阻測量方法，采用小電極埋人混凝土內(nèi)部不同深度處，用恒電位儀進(jìn)行電阻測量，通過不同深度處混凝土的電阻率差值來反映

13、內(nèi)部的濕度梯度變化，進(jìn)而反映養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，混凝土表層2cm以外的電阻率與其內(nèi)部的電阻率差值越小，則混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量越好。張琳l2采用電阻率法檢測混凝土養(yǎng)護(hù)歷程，將標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的混凝土試件表面浸水24h后，以混凝土表層(1～2cm范圍內(nèi))電阻率變化幅度作為標(biāo)準(zhǔn)值，將不同養(yǎng)護(hù)條件下的混凝土試件吸水飽和時(shí)表層的電阻率變化幅度與標(biāo)準(zhǔn)值的差值，作為評價(jià)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的指標(biāo)。當(dāng)實(shí)際養(yǎng)護(hù)條件下試件的電阻率變化幅度低于或等于標(biāo)準(zhǔn)值，則認(rèn)為養(yǎng)護(hù)質(zhì)量良好；當(dāng)實(shí)際養(yǎng)護(hù)

14、條件下電阻率的變化幅度高于標(biāo)準(zhǔn)值，則認(rèn)為養(yǎng)護(hù)不良，而且差值越大，養(yǎng)護(hù)質(zhì)量越差。2混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量原位檢測方法存在的問題利用表面吸水率法、表面抗?jié)B性法、相對濕度法和電阻率法評價(jià)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，主要是基于混凝土滲透性與其孔隙特征的相關(guān)性，混凝土滲透系數(shù)越小，說明昆凝土開口孔隙率越小，而混凝土開口孔隙率越小，則表明混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量良好。因此，從微觀孔結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)反映養(yǎng)護(hù)質(zhì)量是可行的。但是，由于混凝土組分復(fù)雜，且受到使用環(huán)境的影響，通過上述方法檢

15、測和評價(jià)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量也存在諸多問題。通過表面吸水率法來反映水泥基材料的微觀孔結(jié)構(gòu)存在局限性。首先，采用表面吸水率法時(shí)需要對試件進(jìn)行切割，不僅破壞了試件原有孑L結(jié)構(gòu)，而且切割過程中需要加水，改變了試件的含水狀態(tài)，無法實(shí)現(xiàn)混凝土的原位無損檢測；其次，表面吸水率指標(biāo)是一個(gè)絕對值，吸水性質(zhì)與混凝土本身孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)相關(guān)，無法屏蔽混凝土組成及其他非養(yǎng)護(hù)因素對表面吸水率的影響。此外，毛細(xì)孔的平均尺寸是根據(jù)表面吸水率推算的，不能區(qū)分大孔與微孔，其值僅僅

16、是平均孔徑，計(jì)算公式的合理性也有待進(jìn)一步驗(yàn)證。表面抗?jié)B性法所需設(shè)備便于攜帶，方法簡單，可以通過壓力滲水裝置將水壓人昆凝土內(nèi)部。但是表面抗?jié)B法依據(jù)達(dá)西定律計(jì)算滲透系數(shù)時(shí)忽略了滲透系數(shù)隨試件厚度和滲透深度變化的非線性函數(shù)關(guān)系，不能反映實(shí)際結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性，對于低滲透性混凝土誤差較大[2。該方法雖然簡單，但是在現(xiàn)場檢測時(shí)，無法同時(shí)進(jìn)行同一位置的實(shí)時(shí)監(jiān)測，而且它不能屏蔽混凝土本身含水狀態(tài)的影響。此外，混凝土的滲透系數(shù)與養(yǎng)護(hù)效果并不完全相關(guān)。采用相對

17、濕度法時(shí)，由于濕度傳感器的靈敏度和適用性的差異，對于相同的混凝土，不同的濕度傳感器所i見0得的相對濕度不同。同時(shí)，測試相對濕度時(shí)需要將濕度傳感器預(yù)埋在試件內(nèi)部，濕度傳感器長時(shí)間處于一定的溫度和濕度環(huán)境中時(shí)，會(huì)出現(xiàn)感濕特征量的漂移現(xiàn)象，數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，波動(dòng)性大l_2，嚴(yán)重影響相對濕度測試的準(zhǔn)確性。此外，濕度傳感器雖然體積小，但是需要放置在PVC管中預(yù)埋，PVC管的內(nèi)徑為15~30mm[2，尺寸太大，難以準(zhǔn)確測試養(yǎng)護(hù)對混凝土表層濕度的影響，而且

18、相對濕度容易受到水灰比的影響。對于使用養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)的混凝土，由于濕度傳感器的精度低，測量結(jié)果差異較大，極難對養(yǎng)護(hù)劑的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確判斷_3。采用電阻率法時(shí)，不同的電阻測量方法獲得的電阻值的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性存在顯著差異，養(yǎng)護(hù)質(zhì)量評價(jià)結(jié)果也存在顯著差異_2。。交流阻抗法測試的混凝土阻抗穩(wěn)定性較好，但是電阻率值變化范圍較大時(shí)，難以準(zhǔn)確測定電阻值，不利于現(xiàn)場快速檢測；恒電位儀測量在高電阻時(shí)準(zhǔn)確性較差，測量低電阻時(shí)離散性較大，不適合電阻率大范圍波動(dòng)

19、的混凝土的電阻測量。數(shù)字多用表測量大范圍變化的電阻具有較好的準(zhǔn)確性，但是需要采用有效措施屏蔽混凝土在直流電測量電阻過程中的極化現(xiàn)象，否則難以實(shí)現(xiàn)昆凝土電阻的準(zhǔn)確測量。此外，混凝土組分復(fù)雜且現(xiàn)場環(huán)境不斷變化，粉煤灰中的鐵氧化物、骨料電阻、水灰比、環(huán)境溫濕度變化等因素對混凝土電阻有顯著影響，采用電阻率法評價(jià)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量時(shí)如何屏蔽多種因素的影響也是目前難以有效解決的問題。上述方法還存在共同的問題，如測量結(jié)果均為相對值，對于滲透性低的高性能混

20、凝土適用性較差，難以實(shí)現(xiàn)原位在線監(jiān)測，檢測結(jié)果受人為和環(huán)境因素影響較大。3結(jié)語(1)現(xiàn)有的混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量評價(jià)方法可以定性評價(jià)混凝土表面狀態(tài)與潮濕養(yǎng)護(hù)的關(guān)系，能夠在一定程度上反映極端養(yǎng)護(hù)條件下混凝土的性能差異，但是要反映結(jié)構(gòu)混凝土的養(yǎng)護(hù)歷程還存在明顯不足，監(jiān)測混凝土養(yǎng)護(hù)歷程比監(jiān)測混凝土某一時(shí)間點(diǎn)的養(yǎng)護(hù)狀態(tài)更能夠準(zhǔn)確反映混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。(2)現(xiàn)有的混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量評價(jià)方法都需要基準(zhǔn)值，才能判斷是否進(jìn)行了充分的潮濕養(yǎng)護(hù)。如采用吸水率評價(jià)方法時(shí)需

21、要給出養(yǎng)護(hù)較好的混凝土基準(zhǔn)吸水率，采用電阻率法時(shí)也需要給出混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)狀態(tài)下的電阻率值，否則難以評價(jià)混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。由于基準(zhǔn)值受多種因素影響難以準(zhǔn)確測定，因而養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的評價(jià)結(jié)果也受到影響。因此，能否采用相對值，如混凝土含水率變化幅度、電阻變化率等相對值，而不是用絕對值來評價(jià)昆凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，成為養(yǎng)護(hù)質(zhì)量原位檢測評價(jià)方法有效應(yīng)用的關(guān)鍵。(3)現(xiàn)有的混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量評價(jià)方法是在普通混凝土的基礎(chǔ)上發(fā)展的，沒有充分考慮高性能混凝土的特點(diǎn)。由于普遍