一種基于水膠比監(jiān)測的混凝土抗氯離子滲透性超前預測方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于水膠比監(jiān)測的混凝土抗氯離子滲透性超前預測方法，屬于混 凝土耐久性質量控制技術領域。 技術背景
[0002] 處于侵蝕環(huán)境下的混凝土結構，混凝土的耐久性關鍵參數(shù)--混凝土氯離子擴散 系數(shù)必須滿足規(guī)范或設計控制指標的要求，否則混凝土結構難以達到設計使用壽命。在實 際施工過程中，混凝土施工質量控制應該落實到耐久性設計指標上，從而保障工程建設品 質和壽命?；炷谅入x子擴散系數(shù)與原材料性能、材料組成以及養(yǎng)護過程等因素有關，其中 材料組成中的水膠比是影響混凝土氯離子擴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，混凝土的氯離子擴散系數(shù)隨水膠比的上升而提高。
[0003] 在工程施工過程中，由于受到天氣變化、計量偏差等因素的影響，混凝土中的骨料 等含水率波動較大，導致現(xiàn)場拌合混凝土的水膠比發(fā)生波動，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，混凝土結構的耐久性質量難以保障滿足設計要求。在現(xiàn)行施工 規(guī)范中，如《水運工程混凝土質量控制標準》(JTS202-2-2011)和《鐵路混凝土工程施工技術 指南》（TZ201-2005)，硬化混凝土耐久性質量控制是通過測試混凝土施工過程中留置試件 的28d或56d氯離子擴散系數(shù)來進行的?，F(xiàn)有混凝土耐久性質量控制過程與工程施工同時 進行，一旦留置試件的耐久性指標測試結果未達到規(guī)范或設計要求，相應的補救措施有限， 可能造成較大的經(jīng)濟損失。因此，現(xiàn)行的混凝土耐久性質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量控制需求。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是彌補現(xiàn)有技術的不足，提出一種基于新拌混凝土水膠比監(jiān)測的混 凝土抗氯離子滲透性超前預測方法。
[0005] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：
[0006] (1)針對現(xiàn)場混凝土構件設計配合比，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量和不變，改變水和砂的質量比例以制備不同水 膠比的混凝土試驗試件，并測試混凝土試驗試件的實際水膠比值以獲得實測水膠比；
[0007] (2)分別測試不同水膠比的混凝土試驗試件的28d和56d的氯離子擴散系數(shù)；
[0008] (3)根據(jù)步驟（1)的實測水膠比及步驟（2)測得的氯離子擴散系數(shù)，分別擬合該混 凝土構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測水膠 比下與混凝土 28d和/或56d齡期時氯離子擴散系數(shù)之間的特征關系曲線；
[0009] (4)在該混凝土構件施工過程中，測試現(xiàn)場新拌混凝土的水膠比，依托步驟（3)中 的特征關系曲線，計算該現(xiàn)場新拌混凝土 28d和56d齡期時的氯離子擴散系數(shù)以獲得氯離 子擴散系數(shù)預測值；
[0010] (5)將所述氯離子擴散系數(shù)預測值與規(guī)范或設計要求中規(guī)定的控制值進行比較， 判斷該混凝土抗氯離子滲透性是否達到規(guī)范或設計要求。
[0011] 本發(fā)明針對混凝土實際施工過程中水膠比易發(fā)生波動而影響混凝土結構耐久性 的問題，利用混凝土氯離子擴散系數(shù)與水膠比之間良好的相關性，建立新拌混凝土測試水 膠比與硬化混凝土氯離子擴散系數(shù)之間的特征關系曲線；在施工過程中，對出機混凝土水 膠比進行測試，并采用上述特征關系曲線計算硬化混凝土氯離子擴散系數(shù)，在混凝土現(xiàn)場 澆筑前即得到氯離子擴散系數(shù)的預測值，在考慮測試和預測偏差的情況下，判斷該混凝土 抗氯離子滲透性是否達到規(guī)范或設計要求，并為現(xiàn)場混凝土耐久性質量控制提供依據(jù)。與 現(xiàn)行現(xiàn)場混凝土抗氯離子滲透性測試方法相比，本發(fā)明的特點在于：（1)本方法是在現(xiàn)場 混凝土澆筑前根據(jù)出機混凝土的水膠比測試結果預測硬化混凝土的抗氯離子滲透性，對抗 氯離子滲透性指標不滿足規(guī)范或設計要求的混凝土可及時進行調整，為現(xiàn)場混凝土耐久性 質量超前控制提供依據(jù)，可避免傳統(tǒng)耐久性質量控制方法的滯后性所帶來的潛在經(jīng)濟損 失；(2)本方法根據(jù)現(xiàn)場出機混凝土水膠比測試結果和擬合的特征關系曲線推算硬化混凝 土氯離子擴散系數(shù)，不需要成型混凝土"快速氯離子遷移系數(shù)法"試驗試件進行氯離子擴散 系數(shù)測試，耐久性質量控制省時、省力；（3)本方法是基于混凝土組成、結構與性能之間存 在內在關系的原理，經(jīng)多項研究論證，對于相同混凝土原材料，混凝土水膠比與氯離子擴散 系數(shù)具有良好相關性，本發(fā)明具有良好的理論基礎。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明基于某一工程實例而測定的混凝土測試水膠比與硬化混凝土氯離 子擴散系數(shù)的特征關系圖。
【具體實施方式】
[0013] 本發(fā)明涉及的基于水膠比監(jiān)測的混凝土抗氯離子滲透性超前預測方法，包括以下 幾個步驟：
[0014] (1)針對現(xiàn)場混凝土構件設計配合比，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量和不變，改變水和砂的質量比例以制備不同水 膠比的混凝土試驗試件，并測試混凝土試驗試件的實際水膠比值以獲得實測水膠比；
[0015] (2)將所制備的不同水膠比的系列混凝土試驗試件，按照國家標準《普通混凝土長 期性能和耐久性試驗方法標準》（GB/T50082-2009)中"快速氯離子遷移系數(shù)法"中的規(guī)定， 測試混凝土 28d和56d氯離子擴散系數(shù)；
[0016] (3)根據(jù)步驟（1)的實測水膠比及其對應的步驟⑵中混凝土試件在28d和56d齡 期時測得的氯離子擴散系數(shù)，分別擬合該混凝土構件基于所用混凝土原材料及配合比的情 況下，實測水膠比與混凝土 28d和56d齡期時氯離子擴散系數(shù)之間的兩條特征關系曲線；
[0017] (4)在施工過程中，針對現(xiàn)場出機混凝土，測試現(xiàn)場新拌混凝土水膠比，依托步驟 (3)中的上述特征關系曲線，分別計算該新拌混凝土28d和56d齡期時的氯離子擴散系數(shù)以 獲得氯離子擴散系數(shù)預測值；
[0018] (5)將混凝土氯離子擴散系數(shù)預測值與規(guī)范或設計要求中規(guī)定的控制值進行比 較，判斷該混凝土抗氯離子滲透性是否達到規(guī)范或設計要求，并為現(xiàn)場混凝土耐久性質量 控制提供依據(jù)。
[0019] 本發(fā)明的測試基本原理為混凝土水膠比與氯離子擴散系數(shù)相關理論。當混凝土的 原材料及配合比中其他參數(shù)固定時，在相同養(yǎng)護條件下，水膠比