一種基于水膠比監(jiān)測(cè)的混凝土抗氯離子滲透性超前預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于水膠比監(jiān)測(cè)的混凝土抗氯離子滲透性超前預(yù)測(cè)方法，屬于混 凝土耐久性質(zhì)量控制技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景
[0002] 處于侵蝕環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的耐久性關(guān)鍵參數(shù)--混凝土氯離子擴(kuò)散 系數(shù)必須滿足規(guī)范或設(shè)計(jì)控制指標(biāo)的要求，否則混凝土結(jié)構(gòu)難以達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命。在實(shí) 際施工過(guò)程中，混凝土施工質(zhì)量控制應(yīng)該落實(shí)到耐久性設(shè)計(jì)指標(biāo)上，從而保障工程建設(shè)品 質(zhì)和壽命?；炷谅入x子擴(kuò)散系數(shù)與原材料性能、材料組成以及養(yǎng)護(hù)過(guò)程等因素有關(guān)，其中 材料組成中的水膠比是影響混凝土氯離子擴(kuò)散的最主要因素之一。通常情況下，在其他配 合比參數(shù)不變時(shí)，混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)隨水膠比的上升而提高。
[0003] 在工程施工過(guò)程中，由于受到天氣變化、計(jì)量偏差等因素的影響，混凝土中的骨料 等含水率波動(dòng)較大，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)拌合混凝土的水膠比發(fā)生波動(dòng)，并造成混凝土抗氯離子滲透 性等耐久性參數(shù)產(chǎn)生差異，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性質(zhì)量難以保障滿足設(shè)計(jì)要求。在現(xiàn)行施工 規(guī)范中，如《水運(yùn)工程混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》(JTS202-2-2011)和《鐵路混凝土工程施工技術(shù) 指南》（TZ201-2005)，硬化混凝土耐久性質(zhì)量控制是通過(guò)測(cè)試混凝土施工過(guò)程中留置試件 的28d或56d氯離子擴(kuò)散系數(shù)來(lái)進(jìn)行的?，F(xiàn)有混凝土耐久性質(zhì)量控制過(guò)程與工程施工同時(shí) 進(jìn)行，一旦留置試件的耐久性指標(biāo)測(cè)試結(jié)果未達(dá)到規(guī)范或設(shè)計(jì)要求，相應(yīng)的補(bǔ)救措施有限， 可能造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，現(xiàn)行的混凝土耐久性質(zhì)量控制方法具有一定的滯后性，不 能完全滿足混凝土工程施工質(zhì)量控制需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于新拌混凝土水膠比監(jiān)測(cè)的混 凝土抗氯離子滲透性超前預(yù)測(cè)方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
[0006] (1)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)配合比，保持原材料及配合比中膠凝材料、碎石、減 水劑用量不變，并保持拌合用水和砂的質(zhì)量和不變，改變水和砂的質(zhì)量比例以制備不同水 膠比的混凝土試驗(yàn)試件，并測(cè)試混凝土試驗(yàn)試件的實(shí)際水膠比值以獲得實(shí)測(cè)水膠比；
[0007] (2)分別測(cè)試不同水膠比的混凝土試驗(yàn)試件的28d和56d的氯離子擴(kuò)散系數(shù)；
[0008] (3)根據(jù)步驟（1)的實(shí)測(cè)水膠比及步驟（2)測(cè)得的氯離子擴(kuò)散系數(shù)，分別擬合該混 凝土構(gòu)件基于固定的原材料及配合比中膠凝材料、碎石、減水劑用量情況下不同實(shí)測(cè)水膠 比下與混凝土 28d和/或56d齡期時(shí)氯離子擴(kuò)散系數(shù)之間的特征關(guān)系曲線；
[0009] (4)在該混凝土構(gòu)件施工過(guò)程中，測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)新拌混凝土的水膠比，依托步驟（3)中 的特征關(guān)系曲線，計(jì)算該現(xiàn)場(chǎng)新拌混凝土 28d和56d齡期時(shí)的氯離子擴(kuò)散系數(shù)以獲得氯離 子擴(kuò)散系數(shù)預(yù)測(cè)值；
[0010] (5)將所述氯離子擴(kuò)散系數(shù)預(yù)測(cè)值與規(guī)范或設(shè)計(jì)要求中規(guī)定的控制值進(jìn)行比較， 判斷該混凝土抗氯離子滲透性是否達(dá)到規(guī)范或設(shè)計(jì)要求。
[0011] 本發(fā)明針對(duì)混凝土實(shí)際施工過(guò)程中水膠比易發(fā)生波動(dòng)而影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性 的問(wèn)題，利用混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)與水膠比之間良好的相關(guān)性，建立新拌混凝土測(cè)試水 膠比與硬化混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)之間的特征關(guān)系曲線；在施工過(guò)程中，對(duì)出機(jī)混凝土水 膠比進(jìn)行測(cè)試，并采用上述特征關(guān)系曲線計(jì)算硬化混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)，在混凝土現(xiàn)場(chǎng) 澆筑前即得到氯離子擴(kuò)散系數(shù)的預(yù)測(cè)值，在考慮測(cè)試和預(yù)測(cè)偏差的情況下，判斷該混凝土 抗氯離子滲透性是否達(dá)到規(guī)范或設(shè)計(jì)要求，并為現(xiàn)場(chǎng)混凝土耐久性質(zhì)量控制提供依據(jù)。與 現(xiàn)行現(xiàn)場(chǎng)混凝土抗氯離子滲透性測(cè)試方法相比，本發(fā)明的特點(diǎn)在于：（1)本方法是在現(xiàn)場(chǎng) 混凝土澆筑前根據(jù)出機(jī)混凝土的水膠比測(cè)試結(jié)果預(yù)測(cè)硬化混凝土的抗氯離子滲透性，對(duì)抗 氯離子滲透性指標(biāo)不滿足規(guī)范或設(shè)計(jì)要求的混凝土可及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，為現(xiàn)場(chǎng)混凝土耐久性 質(zhì)量超前控制提供依據(jù)，可避免傳統(tǒng)耐久性質(zhì)量控制方法的滯后性所帶來(lái)的潛在經(jīng)濟(jì)損 失；(2)本方法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出機(jī)混凝土水膠比測(cè)試結(jié)果和擬合的特征關(guān)系曲線推算硬化混凝 土氯離子擴(kuò)散系數(shù)，不需要成型混凝土"快速氯離子遷移系數(shù)法"試驗(yàn)試件進(jìn)行氯離子擴(kuò)散 系數(shù)測(cè)試，耐久性質(zhì)量控制省時(shí)、省力；（3)本方法是基于混凝土組成、結(jié)構(gòu)與性能之間存 在內(nèi)在關(guān)系的原理，經(jīng)多項(xiàng)研究論證，對(duì)于相同混凝土原材料，混凝土水膠比與氯離子擴(kuò)散 系數(shù)具有良好相關(guān)性，本發(fā)明具有良好的理論基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是本發(fā)明基于某一工程實(shí)例而測(cè)定的混凝土測(cè)試水膠比與硬化混凝土氯離 子擴(kuò)散系數(shù)的特征關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 本發(fā)明涉及的基于水膠比監(jiān)測(cè)的混凝土抗氯離子滲透性超前預(yù)測(cè)方法，包括以下 幾個(gè)步驟：
[0014] (1)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)配合比，保持原材料及配合比中膠凝材料、碎石、減 水劑用量不變，并保持拌合用水和砂的質(zhì)量和不變，改變水和砂的質(zhì)量比例以制備不同水 膠比的混凝土試驗(yàn)試件，并測(cè)試混凝土試驗(yàn)試件的實(shí)際水膠比值以獲得實(shí)測(cè)水膠比；
[0015] (2)將所制備的不同水膠比的系列混凝土試驗(yàn)試件，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土長(zhǎng) 期性能和耐久性試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50082-2009)中"快速氯離子遷移系數(shù)法"中的規(guī)定， 測(cè)試混凝土 28d和56d氯離子擴(kuò)散系數(shù)；
[0016] (3)根據(jù)步驟（1)的實(shí)測(cè)水膠比及其對(duì)應(yīng)的步驟⑵中混凝土試件在28d和56d齡 期時(shí)測(cè)得的氯離子擴(kuò)散系數(shù)，分別擬合該混凝土構(gòu)件基于所用混凝土原材料及配合比的情 況下，實(shí)測(cè)水膠比與混凝土 28d和56d齡期時(shí)氯離子擴(kuò)散系數(shù)之間的兩條特征關(guān)系曲線；
[0017] (4)在施工過(guò)程中，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出機(jī)混凝土，測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)新拌混凝土水膠比，依托步驟 (3)中的上述特征關(guān)系曲線，分別計(jì)算該新拌混凝土28d和56d齡期時(shí)的氯離子擴(kuò)散系數(shù)以 獲得氯離子擴(kuò)散系數(shù)預(yù)測(cè)值；
[0018] (5)將混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)預(yù)測(cè)值與規(guī)范或設(shè)計(jì)要求中規(guī)定的控制值進(jìn)行比 較，判斷該混凝土抗氯離子滲透性是否達(dá)到規(guī)范或設(shè)計(jì)要求，并為現(xiàn)場(chǎng)混凝土耐久性質(zhì)量 控制提供依據(jù)。
[0019] 本發(fā)明的測(cè)試基本原理為混凝土水膠比與氯離子擴(kuò)散系數(shù)相關(guān)理論。當(dāng)混凝土的 原材料及配合比中其他參數(shù)固定時(shí)，在相同養(yǎng)護(hù)條件下，水膠比