[发明专利]一种扩散型混凝土表层抗渗性能测试仪器及其测试方法

说明书

本发明公开了一种扩散型混凝土表层抗渗性能测试仪器，包括压力容器、混凝土墙体和自锁式稳压机构，所述压力容器贴于混凝土墙体设置，随着所述压力容器内的水扩散渗入混凝土墙体，通过与压力容器连接的自锁式稳压机构使压力容器内部的压强维持初始设定值，所述混凝土墙体内设置有水敏传感器。本发明能够对现场任意的混凝土墙体进行任意水压的抗渗测试。

技术领域

本发明涉及混凝土抗渗性能测试仪器及方法，尤其是一种通过表层扩散原理和稳压机构可对现场混凝土墙体进行抗渗性能测试的仪器及方法。

背景技术

混凝土是人类建筑业的伟大发明，自硅酸盐水泥的发明(1824年)始，距今已有190多年的历史，在这190多年中，混凝土对社会发展和人类文明发挥了重要的推动作用。现代建筑物基本都是钢筋混凝土构造，某种程度上，混凝土的用量和比例已经成为现代化程度的重要标志。

混凝土以其优越的工作性能和耐久性广泛应用于工业与民用建筑中，在农田水利、给排水工程、道路桥梁、高速铁路、核电工程和人防工程等领域也得到了广泛应用。

耐久性是混凝土最为重要的性能指标，混凝土的其他性能如抗裂性、收缩性、抗压强度、抗冻性、抗腐蚀性、耐磨性、后期强度等均和耐久性密切相关。混凝土发明初期，人们普遍关注混凝土的强度，而对耐久性认识不足。20世纪30年代，人们发现大型水利工程交付使用后普遍难以达到设计寿命，大量建筑时间不长即需要更换修复，由此开始关注碱集料反应、海水侵蚀、淡水溶蚀、硫酸盐侵蚀、碳化、钢筋锈蚀、冻融等非力学破坏行为对混凝土耐久性的影响。混凝土耐久性不足造成的损失远远超过人们的预想，而且这种损失一直呈日益上升之势。日本新干线使用不到十年，就出现大面积混凝土开裂，剥蚀现象。在我国，资料显示，桥梁中混凝土达不到设计年限的达九千多座，仅此一项维修费用就高达40亿元。

混凝土耐久性可采用抗冻性、抗渗性、抗碳化侵蚀性、抗氯盐侵蚀性、抗磨性等评定，上述性质基本上都与混凝土的密实性直接相关，混凝土密实性决定了混凝土的渗透性。混凝土渗透性是指液体、气体或离子受压力、化学势或电场作用在混凝土中的渗透、扩散或迁移的难易程度。渗透性是决定混凝土耐久性的一个重要因素。一般而言，渗透性低的混凝土其耐久性也比较好。

为了对混凝土的渗透性进行有效的测试分析，上世纪90年代开始，众多的机构和学者先后参与了混凝土渗透性的研究工作中，1990年，多伦多大学R.H.Mills首次针对加拿大第一个核电站研究了高温、高辐射环境下混凝土的透气、渗水、离子渗透性能研究，以便为原子能工业混凝土设计标准和质量保证等提供依据；1992年美国陆军工程队发布了渗透性能CRD-C混凝土渗水性能测试方法；1995年埃及艾因·夏姆斯大学A.S.EiDieb等人使用三轴压力室进行了高性能混凝土抗渗性能测量；1996年，美国东北大学Kejin Wang等在美国国家科学基金支持下开展了混凝土抗渗性能的研究；2010年，新加坡国立大学X.Liu和M.-H.Zhang高性能混凝土的抗渗性能研究。在测试仪器装置方面，1989年，英国拉夫堡大学Raymond Walker Hudd BSc博士首次系统地进行了水、离子、气体渗透的实验研究，并提出了抗渗性能测试的装置原型，该原型架构一直沿用至今；1999年，日本八户技术学院masamiSHOYA教授等人研制了采用储水胶囊维持渗透压力的混凝土表层渗水率现场快速测量仪器，该仪器重量仅为700g，测试时间仅为2h；2000年A.I.Cark基于ISO/DIS 7031研制了Germanns Water permeability Test(GWT)测试仪；2003年，马来西亚KUiTTHO(敦胡先翁工艺学院)Y.L.Lee基于ISO/DIS 7031开发了一种以混凝土耐久性能为指标的抗渗测试仪；2004印度Hemant Kumar Bhagoria采用水气混合压力法研制了简易有效的混凝土渗水率测量仪。