混凝土抗?jié)B性的無損檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及混凝±領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及一種混凝±抗?jié)B性的無損檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝±的耐久性，是混凝±結(jié)構(gòu)在使用過程中抵抗各種破壞因素作用的性能。一 般來說，混凝±耐久性包括了抗?jié)B性、抗凍融性、抗侵蝕性、抗碳化性等。混凝±的抗?jié)B性指 的是各種流體或分子、離子等由于受壓力、化學(xué)勢、電場作用在混凝±中定向遷移、擴(kuò)散、滲 透的難易程度，是評(píng)價(jià)混凝±耐久性最重要的指標(biāo)。
[0003] 目前檢測結(jié)構(gòu)抗?jié)B性的辦法基本都需要制作或現(xiàn)場鉆忍取樣得到抗?jié)B試塊。將試 塊送至實(shí)驗(yàn)室，按照GBJ82-85中所規(guī)定的抗?jié)B標(biāo)號(hào)法，或者化/T5150-2001中所規(guī)定的混 凝±滲水高度試驗(yàn)法進(jìn)行檢測，運(yùn)種檢測方法耗時(shí)費(fèi)力，效率低下。并且，無論是誘筑時(shí)預(yù) 留的試塊，還是按相應(yīng)配合比在實(shí)驗(yàn)室誘筑的試塊，由于養(yǎng)護(hù)條件不同，誘筑成塊的體積不 同，該試塊與實(shí)際的混凝±結(jié)構(gòu)依然存在很大的差別。而鉆忍取樣的方法，不僅會(huì)破壞既有 混凝±結(jié)構(gòu)，也可能在試塊中造成裂縫，影響抗?jié)B試驗(yàn)的結(jié)果。因此，需要一種低成本的能 在現(xiàn)場快速且無損地評(píng)價(jià)混凝±抗?jié)B性的方法。
[0004] 鑒于實(shí)驗(yàn)室檢測方法的缺陷，國外一些學(xué)者研究并提出了一些現(xiàn)場檢驗(yàn)辦法。主 要有真空負(fù)壓法及改進(jìn)的方法W及ISAT法。（1)真空負(fù)壓法。運(yùn)種方法是在混凝±表面 放置一個(gè)密封容器，利用氣累抽取容器中的空氣，經(jīng)過一段時(shí)間或容器內(nèi)氣壓達(dá)到某一標(biāo) 準(zhǔn)時(shí)，停止用氣累抽氣，容器內(nèi)氣壓就會(huì)逐漸上升。測量容器內(nèi)氣壓在停止抽氣時(shí)的上升過 程，由此來衡量混凝±的氣滲性。（2)基于真空單室法的改進(jìn)方法。該方法在測量混凝±氣 滲性的真空室之外再加裝一層真空室，外部的真空室用來抽取外界經(jīng)由混凝±保護(hù)層進(jìn)入 的空氣。（3)ISAT法。該辦法首先將容器密封在混凝±的表面，然后施W-定大小的水壓， 保持該水壓不變，在一定時(shí)間之后關(guān)閉壓力閥，觀察并記錄水壓隨著時(shí)間下降的過程。W此 來衡量混凝上抗?jié)B性能的好壞。 陽〇化]近幾年日本有一些學(xué)者對(duì)混凝±吸水性能進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，在此基礎(chǔ)上提出 了噴水實(shí)驗(yàn)的概念。噴水實(shí)驗(yàn)即在混凝±表面噴灑，滴灌一定量的水，通過電子設(shè)備，光學(xué) 儀器等檢驗(yàn)混凝±吸收表面水分的過程，衡量混凝±吸水的快慢，對(duì)混凝±的一些特性做 評(píng)估。
[0006] 混凝±的強(qiáng)度與許多因素相關(guān)，但一般混凝±受壓破壞時(shí)，斷裂面的骨料都是完 整的，破壞的結(jié)構(gòu)面主要是骨料和水泥的接觸面。現(xiàn)有研究表明一般混凝±的抗壓強(qiáng)度，最 主要是和混凝±孔隙結(jié)構(gòu)相關(guān)。而混凝±吸水過程也與孔隙結(jié)構(gòu)相關(guān)。所W有學(xué)者進(jìn)行了 一些研究，希望建立混凝±噴水實(shí)驗(yàn)與抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系。在一種現(xiàn)有技術(shù)中，使用噴壺 向混凝±表面噴撒水1次，并W數(shù)碼相機(jī)持續(xù)拍攝混凝±表面噴水后表面的顏色或亮度變 化情況。試驗(yàn)結(jié)束后W圖像處理的辦法計(jì)算噴水后混凝上表面顏色或亮度變化情況，W混 凝±表面顏色或亮度變化到某一程度所對(duì)應(yīng)的時(shí)間作為衡量混凝±表面吸水快慢的指標(biāo)。 最終得出吸水越慢抗壓強(qiáng)度越大的結(jié)論。
[0007] 另外還有學(xué)者研究了混凝±噴水實(shí)驗(yàn)和混凝±抗氯離子滲透性之間的關(guān)系。在一 種現(xiàn)有技術(shù)中，計(jì)算噴水前后反射光強(qiáng)度的變化的程度，當(dāng)經(jīng)過n次噴水后表面反射光強(qiáng) 度變化程度小于某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，W運(yùn)個(gè)n為指標(biāo)來評(píng)價(jià)混凝±表面質(zhì)量。并將運(yùn)一指標(biāo)與混 凝上的抗氯離子滲透性建立關(guān)系。結(jié)果表明n值越大抗氯離子滲透性越好。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)存在如下的問題：
[0009] (1)真空負(fù)壓法。運(yùn)種方法存在許多的問題，其中最為關(guān)鍵的是：空氣流是不可預(yù) 測的，無法判定是混凝±忍部的氣體被抽吸進(jìn)容器還是外界空氣經(jīng)由混凝±的保護(hù)層進(jìn)入 容器。已有學(xué)者證明，該檢測方法的結(jié)果明顯受到真空室所在區(qū)域混凝±保護(hù)層的氣滲性 影響。
[0010] (2)基于真空單室法的改進(jìn)方法。運(yùn)種方法仍然存在許多缺陷：首先，它的原件復(fù) 雜，需要空氣累進(jìn)行抽氣，需要可W檢測并記錄氣壓的設(shè)備，運(yùn)些設(shè)備都較為昂貴；其次，使 用運(yùn)種方法進(jìn)行測量后，需要處理大量繁瑣的數(shù)據(jù)。因此該方法有它獨(dú)到的優(yōu)勢，但直接運(yùn) 用到工程實(shí)踐中還存在一定的問題。
[0011] (3) ISAT法。運(yùn)種方法的缺點(diǎn)也非常明顯：第一，與真空單室法檢測混凝±氣滲 性的方法一樣，在容器的邊緣滲入混凝±的水量會(huì)由于擴(kuò)散和滲透作用到檢測范圍之外， 因此，該方法受混凝±保護(hù)層的抗?jié)B性影響很大。第二，檢測設(shè)備復(fù)雜昂貴，需要嚴(yán)密附著 在混凝±表面的容器，維持恒定水壓的水累，還有檢測記錄壓力數(shù)值的儀器。第=，安裝較 為困難，工程實(shí)際中要檢測的混凝±往往是承重墻等，所W，儀器常常需要安裝在結(jié)構(gòu)的側(cè) 面，并且在測量過程中，必須保證混凝±結(jié)構(gòu)的表面和容器之間密封情況良好。
[0012] (4)噴水試驗(yàn)。目前披露的噴水試驗(yàn)存在W下缺陷：第一，該試驗(yàn)建立的是混凝± 吸水過程與抗壓強(qiáng)度和氯離子滲透性之間的關(guān)系，抗壓強(qiáng)度不能反映混凝±耐久性，氯離 子滲透性雖能在一定程度上反映混凝±耐久性，但是氯離子滲透試驗(yàn)操作復(fù)雜，我們國家 主要使用抗?jié)B性反映混凝上耐久性，抗?jié)B性跟抗壓強(qiáng)度和氯離子滲透性并沒有直接的相關(guān) 關(guān)系，因此，根據(jù)已有成果不容易想到建立噴水試驗(yàn)和抗?jié)B性之間的關(guān)系。第二，已有的成 果各自存在比較大的缺陷：目前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示噴水試驗(yàn)指標(biāo)與混凝±抗壓強(qiáng)度的相關(guān)性 較差，利用擬合公式的R2值僅有0. 5038 ;另一試驗(yàn)中僅選取了兩組氯離子滲透性差異較大 的混凝± :兩組混凝±的氯離子滲透性相差17倍，而噴水實(shí)驗(yàn)結(jié)果僅相差6-7倍，噴水實(shí)驗(yàn) 對(duì)混凝±放入氯離子滲透性敏感性較差。第=，已有的成果均沒有考慮混凝±的初始含水 問題。初始水分的多少會(huì)直接影響吸水的快慢。在實(shí)際的混凝±結(jié)構(gòu)中，混凝±中會(huì)有一 定含量的水分，因此，不考慮混凝±自身的初始含水，就無法運(yùn)用到工程實(shí)際中去。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]因此，本發(fā)明的目的就是提出一種能夠現(xiàn)場無損檢測混凝±抗?jié)B性的方法，操作 便捷，設(shè)備簡單，量測準(zhǔn)確。且考慮了混凝±的初始含水率。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種混凝±抗?jié)B性的無損檢測方法。該方法包括： 在待測的混凝±表面上噴水；記錄吸水過程；根據(jù)所記錄的吸水過程，計(jì)算表征吸水過程 的指標(biāo)值；基于表征混凝±表面吸水過程的指標(biāo)值與混凝±抗?jié)B性的相關(guān)關(guān)系，得到該混 凝±的抗?jié)B性。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選地，當(dāng)表征吸水過程的指標(biāo)值表征吸水速度越快時(shí)，混凝 ±抗?jié)B性越弱；當(dāng)表征吸水過程的指標(biāo)值表征吸水速度越慢時(shí)，混凝±抗?jié)B性越強(qiáng)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選地，記錄吸水過程包括：記錄吸水過程中待測的混凝±表 面上的顏色或亮度隨時(shí)間的變化。根據(jù)所記錄的吸水過程，計(jì)算表征吸水過程的指標(biāo)值，包 括：根據(jù)吸水過程中待測的混凝±表面上的顏色或亮度隨時(shí)間的變化來計(jì)算表征吸水過程 的指標(biāo)值。
[0017] 優(yōu)選地，根據(jù)吸水過程中待測的混凝±表面上的顏色或亮度隨時(shí)間的變化來計(jì)算 表征吸水過程的指標(biāo)值，進(jìn)一步包括：根據(jù)吸水過程中待測的混凝±表面上的顏色或亮度 恢復(fù)程度隨時(shí)間的變化來估計(jì)吸水時(shí)間；根據(jù)累積的估計(jì)吸水時(shí)間與累積的單位面積水量 的關(guān)系，估計(jì)混凝±表面的吸水過程。
[0018] 優(yōu)選地，根據(jù)吸水過程中待測的混凝±表面上的顏色或亮度恢復(fù)程度隨時(shí)間的變 化來估計(jì)吸水時(shí)間進(jìn)一步包括：找到顏色或亮度恢復(fù)程度隨時(shí)間變化的主要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，將該 主要轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間作為表觀吸水時(shí)間，W表觀吸水時(shí)間作為估計(jì)的吸水時(shí)間。根據(jù)累 積的估計(jì)吸水時(shí)間與累積的單位面積水量的關(guān)系，估計(jì)混凝±表面的吸水過程進(jìn)一步包 括：將多次噴水-吸水過程得到的累積表觀噴水時(shí)間開平方作為橫軸，將累積單位面積水 量作為縱軸，得到表觀吸水時(shí)間-單位面積水量關(guān)系圖；對(duì)表觀吸水時(shí)間-單位面積水量關(guān) 系圖進(jìn)行直線擬合，擬合直線的斜率為表觀吸水過程，W表觀吸水過程作為估計(jì)的混凝上 表面的吸水過程。
[0019] 本發(fā)明利用混凝±表面吸水過程與自身孔隙率相關(guān)的技術(shù)原理，建立了混凝±表 面吸水過程指標(biāo)與混凝±抗?jié)B性的關(guān)系，通過現(xiàn)場吸水過程的指標(biāo)反推出混凝±的抗?jié)B 性。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的技術(shù)方案中提出一種能夠現(xiàn)場無損檢測混凝±抗 滲性的方法，操作便捷，設(shè)備簡單，量測準(zhǔn)確。且考慮了混凝±的初始含水率，能夠吻合現(xiàn)場 實(shí)際應(yīng)用條件。
【附圖說明】
[0021] 下面參考附圖結(jié)合實(shí)施例說明本發(fā)明。在附圖中：
[0022] 圖1是根據(jù)本發(fā)明利用手機(jī)檢測噴水試驗(yàn)中混凝±表面吸水過程的實(shí)施示意圖；