[實(shí)用新型]荷載作用混凝土孔結(jié)構(gòu)演化原位監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520976840.1
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN205374240U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付傳清;李宗津;金賢玉;閆東明;裴華富
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及混凝土孔結(jié)構(gòu)測定技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非接觸式阻抗法測定受軸拉荷載作用混凝土連通孔隙結(jié)構(gòu)演化的原位監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)

混凝土是一種多孔材料，在土木工程結(jié)構(gòu)中有著廣泛的應(yīng)用。隨著全球經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，建設(shè)規(guī)?？涨?，水泥基材料使用量逐年上升，對于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的中國尤為突出。我國是一個(gè)發(fā)展中的大國，正在從事著大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，但我國的各種資源和能源并不豐富，因此更需要從戰(zhàn)略高度，合理地利用有限的資源，科學(xué)地設(shè)計(jì)出安全、適用又耐久的工程項(xiàng)目，更要盡可能延續(xù)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命。

處于海洋環(huán)境、撒除冰鹽環(huán)境以及工業(yè)環(huán)境中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由于氯鹽、水分和氧氣通過混凝土的毛細(xì)孔到達(dá)鋼筋表面從而引起鋼筋腐蝕，會(huì)大大降低混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。由鋼筋銹蝕導(dǎo)致的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題，已成為國際研究熱點(diǎn)問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，環(huán)境對混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕破壞造成的損失，有些國家會(huì)達(dá)到國民生產(chǎn)總值的2％～4％。混凝土中的孔隙分為開口孔、半開口孔和封閉孔。侵蝕介質(zhì)向混凝土中的傳輸速度除受環(huán)境溫濕度影響外，主要取決于混凝土的開口連通孔隙率。準(zhǔn)確測定混凝土的連通孔隙率是預(yù)測混凝土抵抗侵蝕介質(zhì)傳輸能力的關(guān)鍵。如今，混凝土孔隙率的測定通常采用壓汞法。壓汞法的測定結(jié)果容易受汞壓力的影響，測得孔隙率通常包括連通孔和部分半連通孔隙，而真正為介質(zhì)傳輸提供通道的是連通孔隙。由于受試驗(yàn)技術(shù)和壓汞原理的限制，測試混凝土的孔隙率，如今的做法是將混凝土破碎，然后取混凝土內(nèi)的砂漿部分進(jìn)行壓汞試驗(yàn)，而且試樣尺寸通常只有黃豆般大小(約直徑5mm)?？梢姡瑝汗y試混凝土的孔隙率，實(shí)際上是測試砂漿的孔隙率，沒有包含粗骨料。實(shí)際應(yīng)用中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土必然都是包含粗骨料的。要真實(shí)測定混凝土的連通孔隙率，需要包含粗骨料，而要保證混凝土中粗骨料的均勻性，通常試件邊長要大于2.5倍骨料粒徑，假如粗骨料最大粒徑25mm，試件截面邊長應(yīng)該在65mm左右，采用傳統(tǒng)測試方法很難做到。

事實(shí)上，混凝土是包含粗骨料、細(xì)骨料和水泥石基體的三相復(fù)合材料，而毛細(xì)孔(還有更小的凝膠孔)則主要存在于水泥石基體中。有研究表明，骨料和水泥石的界面過渡區(qū)也是孔隙含量較高的區(qū)域。如果采用砂漿反映混凝土的孔隙特征，粗骨料的影響不能很好測定，且粗骨料與水泥石基體間的界面過渡區(qū)會(huì)被忽略。要準(zhǔn)確預(yù)測混凝土結(jié)構(gòu)的抗介質(zhì)侵蝕能力，需要準(zhǔn)確定量混凝土的連通孔隙率?；诜墙佑|式阻抗法，中國專利授權(quán)公告號(hào)CN102539928A，授權(quán)公告日是2012年7月4日，名稱為“應(yīng)用于分析水泥基材料孔結(jié)構(gòu)的非接觸式阻抗測量儀”，提供了一種應(yīng)用于分析水泥基材料孔結(jié)構(gòu)的非接觸式阻抗測量儀，用于測量樣品經(jīng)歷物理或化學(xué)過程狀態(tài)變化過程中的阻抗和復(fù)電阻率，中國專利授權(quán)公告號(hào)CN12226824B，授權(quán)公告日是2013年7月31日，名稱為“高溫環(huán)境混凝土形成過程中電阻率變化的測量裝置與方法”，公開了一種高溫環(huán)境混凝土形成過程中電阻率變化的測量裝置與方法。該兩項(xiàng)專利采用無極非接觸法分析水泥基材料或混凝土早齡期(通常7天齡期內(nèi))的孔結(jié)構(gòu)發(fā)展規(guī)律，但不能對成熟后(通常28天齡期后)混凝土進(jìn)行孔結(jié)構(gòu)定量分析。

服役過程中的混凝土結(jié)構(gòu)都是要承受荷載作用的，其中軸拉荷載對混凝土孔結(jié)構(gòu)的影響最明顯。荷載作用會(huì)使混凝土孔結(jié)構(gòu)特征改變，隨著荷載增大還會(huì)使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫，微裂縫的不斷產(chǎn)生會(huì)增加混凝土的孔隙連通性、降低混凝土孔隙迂曲度，甚至?xí)黾踊炷恋目紫堵?，由此?dǎo)致不同荷載水平下，侵蝕介質(zhì)向混凝土內(nèi)部傳輸性能不同。傳統(tǒng)測試方法，如電通量法、RCM法等主要通過在電場作用下氯離子在混凝土孔隙中的快速遷移來半定量分析混凝土中的孔結(jié)構(gòu)特征。由于測試時(shí)需要從承受荷載的混凝土構(gòu)件取芯制樣或?qū)嶒?yàn)室制得的試件切片制樣，實(shí)際測試時(shí)施加于混凝土的荷載已經(jīng)卸掉而試驗(yàn)中無法施加荷載，也就無法測得承受荷載狀態(tài)下混凝土的孔結(jié)構(gòu)特征，更無法采用同一個(gè)試塊完成不同荷載下混凝土孔結(jié)構(gòu)特征的定量表征。