裂縫滲水自愈能力測(cè)評(píng)用混凝土試件、裝置及測(cè)評(píng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水利水電工程、市政工程、水務(wù)工程等防水工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一 種混凝土裂縫自動(dòng)愈合技術(shù)，具體涉及一種裂縫滲水自愈能力測(cè)評(píng)用混凝土試件、測(cè)評(píng)裝 置及利用該混凝土試件和測(cè)評(píng)裝置進(jìn)行測(cè)評(píng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水工混凝土結(jié)構(gòu)一般具有擋水功能或在水下工作，如混凝土大壩、水閘、輸水隧 洞、渡槽、市政工程的防水地下工程等。裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)的常見病害，如上提及的水工混 凝土工程經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂縫，裂縫出現(xiàn)后往往會(huì)出現(xiàn)沿裂縫漏水或滲水現(xiàn)象，水的滲漏不僅 會(huì)損失水量，還會(huì)帶走混凝土中的鈣質(zhì)，使混凝土逐漸變得疏松，影響混凝土結(jié)構(gòu)的壽命， 嚴(yán)重的會(huì)引起混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，造成建筑物安全事故。因此水工混凝土結(jié)構(gòu)防滲是一項(xiàng) 重要任務(wù)。
[0003] 水工建筑物的裂縫防滲一般采用表面噴涂防滲膜的方式，近年出現(xiàn)了一種在混凝 土中添加的自愈型防滲外加劑。當(dāng)裂縫產(chǎn)生，水滲入裂縫時(shí)，混凝土中有鈣質(zhì)析出，則防滲 外加劑中的活性物質(zhì)即與析出的鈣質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成晶體，堵塞防滲通道，從而達(dá)到防 滲的目的；因此這種外加劑是一種裂縫自愈型活性外加劑（如滲立康），目前這種自愈型外 加劑的裂縫自愈能力缺乏有效的測(cè)試評(píng)價(jià)手段。
[0004] 如果市場(chǎng)沒有針對(duì)外加劑的檢測(cè)方法和手段，緊緊依靠商家或者理論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表 示，很難對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)管，如果不法生產(chǎn)商使用劣質(zhì)原料生產(chǎn)，將該外加劑應(yīng)用到大型的攔 河壩等場(chǎng)所，等發(fā)生事故再來整頓，那后果是不堪設(shè)想的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、可以方便地用 于裂縫滲水自愈能力測(cè)評(píng)的混凝土試件。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0007] 裂縫滲水自愈能力測(cè)評(píng)用混凝土試件，包括：
[0008] 混凝土制成的試件本體，所述試件本體呈圓柱狀；
[0009] 裂縫頂制裝置，包括設(shè)于所述試件本體頂端的楔形體，所述楔形體的尖角端朝下 埋設(shè)于所述試件本體的內(nèi)部而形成頂壓端，所述楔形體的上端露設(shè)于所述試件本體的外部 而形成施壓端。
[0010] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述楔形體為楔形金屬條，且所述楔形體的長(zhǎng)度與所述試 件本體的直徑相適配。
[0011] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述楔形體的尖角端朝下埋入所述試件本體的深度為所述 楔形體的高度的2/3~3/4。
[0012] 本混凝土試件中當(dāng)楔形體受壓力作用時(shí)，在楔形體的尖角和楔形面的作用下，試 件本體受壓應(yīng)力作用能夠形成劈裂裂縫，物理力學(xué)原理清楚，簡(jiǎn)單易用，既可以保證試件的 實(shí)驗(yàn)要求，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性，同時(shí)還具有制造方便，使用安全的優(yōu)點(diǎn)。
[0013] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種可以方便地對(duì)上述混凝土試件進(jìn)行 裂縫滲水自愈能力測(cè)評(píng)的測(cè)評(píng)裝置，從而方便評(píng)價(jià)混凝土自愈型外加劑的裂縫自愈能力。
[0014] 為解決上述第二技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0015] 用于對(duì)以上所述的混凝土試件的裂縫滲水自愈能力進(jìn)行測(cè)評(píng)的測(cè)評(píng)裝置，包括：
[0016] 水壓容器，所述水壓容器呈圓柱形筒狀且安裝于所述混凝土試件的上部，所述水 壓容器的底端開口而頂端封閉，所述水壓容器的頂端開設(shè)有連接口；
[0017] 測(cè)壓管，設(shè)置于所述水壓容器的上部，所述測(cè)壓管通過所述連接口與所述水壓容 器的內(nèi)腔相連通，所述測(cè)壓管的兩端形成有高度差；
[0018] 儲(chǔ)水箱，設(shè)置于所述測(cè)壓管的上部，所述儲(chǔ)水箱亦呈圓柱形筒狀且與所述水壓容 器大小相同，所述儲(chǔ)水箱上端設(shè)有注水口，所述儲(chǔ)水箱底端與所述測(cè)壓管密封連通；所述儲(chǔ) 水箱箱體上設(shè)有刻度線，以便觀測(cè)滲水量的多少。
[0019] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述水壓容器的直徑大于所述混凝土試件中試件本體的直 徑。
[0020] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述測(cè)壓管包括軟質(zhì)連接管和透明玻璃管。
[0021] 本測(cè)評(píng)裝置可以方便地觀測(cè)自愈型外加劑在裂縫產(chǎn)生、形成滲漏后對(duì)裂縫的逐步 封閉效果，通過一段時(shí)間的定量觀測(cè)、記錄、計(jì)算，可以定量的計(jì)算自愈型外加劑自愈抗?jié)B 的效果，裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單易用，能夠很好的檢測(cè)外加劑的質(zhì)量。
[0022] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之三是提供一種利用上述混凝土試件和測(cè)評(píng)裝置對(duì) 混凝土裂縫滲水自愈能力進(jìn)行測(cè)評(píng)的方法，從而為自愈型外加劑的裂縫自愈能力提供一種 有效的測(cè)試評(píng)價(jià)手段。
[0023] 為解決上述第三技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0024] 應(yīng)用上述測(cè)評(píng)裝置對(duì)混凝土裂縫滲水自愈能力進(jìn)行測(cè)評(píng)的方法，包括如下步驟：
[0025] SI.根據(jù)混凝土實(shí)際配比制備以上所述的混凝土試件；
[0026] S2.先用約束件對(duì)所述混凝土試件中試件本體的周側(cè)表面進(jìn)行圍壓約束，然后對(duì) 所述混凝土試件中裂縫頂制裝置的頂部逐步加壓，使得所述試件本體形成上下貫通的劈裂 裂縫；
[0027] S3.將所述測(cè)評(píng)裝置的水壓容器的底端與所述試件本體的頂端密封連接，并將所 述試件本體周側(cè)的劈裂裂縫封堵，避免水從試件本體側(cè)面滲出，允許水從試件本體底部自 由滲出；
[0028] S4.從所述測(cè)評(píng)裝置的儲(chǔ)水箱注水口加水至設(shè)計(jì)液面高度，開始實(shí)驗(yàn)，并按照下述 公式對(duì)自愈率效果進(jìn)行測(cè)量與評(píng)價(jià)，根據(jù)達(dá)西定律，可知：
[0030] 公式（1)中：
[0031] α為滲流相關(guān)的系數(shù)；
[0032] h 為作用水頭，h = Ii2-Ii1;
[0033] h2為儲(chǔ)水箱液面高程；
[0034] Ii1為水壓容器的頂端高程；
[0035] d為試件本體的頂面裂縫長(zhǎng)度；
[0036] b為試件本體的高度；
[0037] Θ。為開始試驗(yàn)一天后的水滲漏量；
[0038] a。為初始等效縫寬；
[0039] 由公式⑴可得，
[0040] 取實(shí)驗(yàn)開始t天后的水滲漏量為Θ t，則該t天后的等效縫寬at為：
[0042] 根據(jù)公式（3)可以求得不同時(shí)間的等效縫寬表示縫隙的自愈效果。
[0043] 其中，實(shí)驗(yàn)開始t天后的縫隙的自愈效果可以采用自愈率kt評(píng)價(jià)，Zi =
[0044] 自愈率1^也可以采用公式（5)表示，
[0045] 上述步驟S2中，最好控制所述劈裂裂縫的寬度小于0. 2mm，以保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn) 確性。
[0046] 本測(cè)評(píng)方法過程簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，重復(fù)性好，經(jīng)過實(shí)際測(cè)試和計(jì)算，能夠得出準(zhǔn)確 的數(shù)據(jù)，以提供準(zhǔn)確的判斷依據(jù)，可以成為自愈型抗?jié)B外加劑抗?jié)B效果評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)方法。
【附圖說明】
[0047] 以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其 中：
[0048] 圖1是混凝土試件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 圖2是試件本體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 圖3是楔形體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051] 圖4是混凝土試件預(yù)制裂縫后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖5是測(cè)評(píng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053] 圖6是測(cè)評(píng)裝置與混凝土試件組裝后測(cè)評(píng)實(shí)驗(yàn)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054] 圖7是等效縫寬隨時(shí)間變化的曲線圖。
[0055] 圖中：1-試件本體；2-楔形體；3-劈裂裂縫；4-水壓容器；5-測(cè)壓管；6-儲(chǔ)水箱。
【具體實(shí)施方式】
[0056] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。在下面的詳細(xì)描述中，只通過說明的 方式描述了本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到， 在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對(duì)所描述的實(shí)施例進(jìn)行修 正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
[0057] 如圖1至圖3所示，裂縫滲水自愈能力測(cè)評(píng)用混凝土試件，包括試件本體1和裂縫 頂制裝置；
[0058] 其中，所述試件本體1根據(jù)混凝土的實(shí)際配合比及設(shè)計(jì)抗?jié)B劑摻量拌制后制成圓 柱狀，試件本體1的直徑d = IOcm~30cm，試件本體1的高度b = IOcm~30cm ;
[0059] 其中，所述裂縫頂制裝置包括設(shè)于所述試件本體1頂端的楔形體2,所述楔形體2 的尖角端朝下埋設(shè)于所述試件本體1的內(nèi)部而形成頂壓端，所述楔形體2的上端露設(shè)于所 述試件本體1的外部而形成施壓端；在試件本體1成型時(shí)便埋入楔形