[發明專利]連續濕度環境條件下混凝土碳化規律的分析方法及試驗裝置

有效

• 申請號: 201410414360.6
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN104155434A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 陳正;莫林;楊綠峰;萬翔;馮慶革;喬永平;易超凡
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38;G01N1/28
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 黃永校

一、技術領域

本發明涉及一種混凝土碳化規律的分析方法及試驗裝置，具體是一種連續濕度環境條件下混凝土碳化規律的分析方法及試驗裝置。

二、背景技術

混凝土碳化是混凝土耐久性指標之一，碳化是指混凝土所處環境中的二氧化碳通過混凝土孔隙和微裂縫進入到混凝土內部，在有水參與的情況下二氧化碳和混凝土孔溶液中的堿性物質發生碳化反應，生成碳酸鈣，造成混凝土堿度下降，進而造成混凝土中鋼筋的破壞。

環境相對濕度是混凝土碳化的主要影響因素之一。混凝土碳化反應需要在液相環境中進行，而這種液相環境正是由環境相對濕度決定的。當環境相對濕度較大時，混凝土孔隙水飽和度較高，二氧化碳在混凝土中的擴散受阻，碳化速率較慢；但當環境相對濕度過小時，二氧化碳氣體雖然擴散得較快，但由于濕度小，無法形成有效的碳化場所，碳化反應也較難進行。

處于水面附近的混凝土結構，在距離水面不同高度遭受連續不同濕度條件的影響；地下結構中混凝土則長期與土壤接觸，地下水位以上的混凝土結構處于不同含水率的土壤環境中，同樣處于連續濕度環境中。對于處于連續濕度環境條件下的水工結構和地下結構的混凝土，由于濕度的差異導致同一混凝土結構的不同部位碳化程度不同，進而造成整個混凝土結構耐久性和服役壽命評估的偏差。因此，研究連續濕度環境條件下混凝土的碳化規律是開展水工混凝土結構和地下混凝土結構的耐久性綜合評估和服役壽命預測研究的重要基礎。

然而，由于大氣中二氧化碳的濃度較低，混凝土的碳化過程非常緩慢，因此通常采用將混凝土放置于具有高二氧化碳濃度的密閉空間的方式開展加速碳化試驗，以縮短混凝土的碳化時間。

目前，對于相對濕度對混凝土碳化影響的研究，研究成果主要是在單一相對濕度環境條件下開展碳化試驗研究得到，這種試驗通常采用恒溫恒濕的標準碳化箱，通過逐次調節碳化箱中的相對濕度分批開展碳化試驗。然而，此類試驗只能逐次模擬某一相對濕度的環境條件，無法形成連續濕度環境，難以有效分析連續濕度環境條件下混凝土的碳化規律。

因此，針對連續濕度環境條件下混凝土碳化規律的分析方法開展研究，研發基于連續濕度環境條件的混凝土加速碳化試驗裝置，獲取混凝土在連續濕度環境條件下的碳化規律，對綜合分析和評估水工混凝土結構和地下混凝土結構的耐久性具有重要的學術意義和工程應用價值。

三、發明內容

本發明的目的是提供一種連續濕度環境條件下混凝土碳化規律的分析方法及試驗裝置，能夠有效獲取混凝土在連續濕度環境條件下的一系列碳化深度，開展混凝土加速碳化試驗，依據取得的試驗數據進行分析，綜合反映出連續濕度環境條件下混凝土的碳化規律。

本發明通過以下述技術方案實現上述目的：一種連續濕度環境條件下混凝土碳化規律的分析方法，包括以下步驟：

1、開展連續濕度環境條件混凝土加速碳化試驗：選取干燥的棱柱體混凝土試塊，用環氧樹脂對垂直于試塊長軸的2個端面進行密封，保留與長軸平行的4個面，將試塊以密封面平行于環境中相對濕度梯度方向的方式置于連續濕度環境條件下混凝土碳化規律的分析方法的試驗裝置中，并開展加速碳化試驗；

2、繪制連續濕度環境條件情況圖：在碳化試驗過程中，測定連續濕度環境條件中沿相對濕度梯度方向的相對濕度值，并對多次測定得到的相對濕度值取平均值，繪制連續濕度環境條件情況圖；

3、分析連續濕度環境條件下混凝土的碳化深度：達到期望碳化齡期時，從碳化箱中取出試塊，將試塊沿相對濕度梯度方向劈裂，清理斷面后在斷面上噴上濃度為1％的酚酞酒精溶液，其中酒精溶液含20％蒸餾水，經30s后，在顏色變化穩定后的斷面上分別按一定間距測定混凝土試塊斷面四條邊的碳化深度，并結合步驟2中獲取的連續濕度環境條件情況，分析得到不同相對濕度環境條件下混凝土的碳化深度；

4、繪制混凝土碳化深度與連續相對濕度的關系曲線：對同一相對濕度條件下對應的得到的兩個或多個混凝土碳化深度值取平均值，繪制混凝土碳化深度與連續相對濕度的關系曲線。

所述混凝土碳化深度是從混凝土表面沿混凝土表面法線方向到呈現深色的未碳化區域之間的距離，當測點處的未碳化區域分界線上剛好嵌有粗骨料顆粒，從該粗骨料顆粒的兩側繪制虛擬未碳化區域分界線，此時混凝土碳化深度取從混凝土表面沿混凝土表面法線方向到虛擬未碳化區域分界線之間的距離，碳化深度范圍為0mm至150mm。

所述期望碳化齡期范圍為28天至365天。