混凝土保护层渗透系数测试方法研究

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发布时间：2021-09-17

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混凝土保护层渗透系数测试方法研究
韩阳’，段君峰。丁会甫。
(1．河南工业大学防灾减灾工程研究所，河南郑州450052；2．国家粮食储备局郑州科学研究设计院，河南郑州450053
3、河南省基本建设科学试验研究院，河南郑州450016)
摘要：混凝土保护层的渗透性是决定混凝土耐久陛的重要因素，对其渗l透『生检测方法的研究具有重要的工程实际意义。基于达西(Dracy)
渗透定律，介绍一种新型的混凝土保护层渗透系数测试方法。该方法利用真空泵在混凝土表层创建负压区，通过控制气体流动方向，依据
内部压强差测定混凝土保护层的渗透系数。依据试验数据，建立了简化的数学计算模型，并通过试验验证了该方法具有一定的可靠性和可
操作性，可应用于实验室、现场混凝土保护层的渗透性检测。
关键词：混凝土；保护层；渗透系数；真空
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2011)11—0141—03
Study On the test method of permeability coeficient of concrete cover
H rYang’．DUANJtm—fengz,DINGHui-pu
(1．Institute ofEngineeringDisasterPreventionandMitigation，HenanUniversityofTechnology，Zhengzhou450052，China；
2．Zhengzhou Science Research and Design Institute Under State Administration ofGrain Reserve，Zhengzhou 450053，China；
3．Henan ScientificExperimentationAcademe ofInfrastructure，Zhengzhou450016，China)
Abstract： The permeability of concrete cover has been identified aS the major fhctor that determines the durability of concrete．It IS impo~ant to
study the test method of perm eability coeficient of concrete cover．m this paper．a new method of testing the perm eability coeficient of concrete
cover is proposed based on Darcy’S Law．II1 this way．a controlled uni—directional air flow is generated based on the vacuum technique on the satface
ofconcrete，and the perm eability ofthe concrete cover can be determinted depending on the disparity&airflow in the chamber．A simplified
mathematical calculation model is establishmented based on the experimental data．Through the test results both in site an d laboratory，it has been
concluded that the new method is reliable and effective fn testing the perm eability cocficient ofconcrete coveL
Key WOrds： concrcte；cover；coeficient ofpermeability；vacuum
0 引言 ·
众所周知，影响}昆凝土耐久性的因素很多，包括其本身的
强度、保护层厚度以及外部环境影响等，而最主要的则是混凝
土保护层的渗透性。混凝土的保护层作为抵御水、二氧化碳等有
害介质侵蚀的第一道防线，对于阻止各种化学元素(氯离子、碳
酸离子、硫酸离子等)的浸入，避免钢筋腐蚀，降低各种冻融和
盐冻的破坏具有重要的作用【”。欧洲混凝土委员会(CEB)和国
际预应力混凝土协会(FIP)等一些国际组织早已强调了渗透性
的重要性，并展开了一系列基于混凝土的渗透性来评估其耐久
性研究，取得了相应的成果2]。常用的混凝土抗渗性测试方法有
传统的水压力试验法，以及近年来越来越引起人们重视的抗氯
化物渗透试验法和气体渗透性测试法等。较之以水和各种化合
物为介质的测试方法，以气体为介质的测试方法其优点在于：不
会改变测试试件的微观结构和组成，更符合实际情况p卅，更适
合进行现场测试。因此，对混凝土气体渗透性测试方法的研究，
已引起国内外学者的广泛关注同，而目前我国的研究和应用相
对较少。
在实际工程中对混凝土结构的检测大多依据于混凝土的
收稿日期：2011_JD5．27
抗压强度，并不能真实的反映保护层的质量，尤其是保护层渗
透性对结构耐久性的影响。本试验应用气流渗透测试仪介绍了
一种新型的保护层渗透系数测试方法—气流渗透性测试法，并
提出了简化数学模型，能较好的应用于实际工程。该方法具有可
重复性，准确，可靠，适合无损伤检测。
1 试验原理和试验方法
法国工程师达西t61(H．darcy)f~．过大量的试验研究和分析，发
现多孔介质中渗透的渗流量0与渗透断面面积A和水头损失
成正比，与渗透距离z成反比，即所谓的达西定律，其公式为：
D：kA—Ah— (1)
l
式中： ——渗透系数。
对混凝土试件，考虑气体黏度，即可得出气体渗透系数理
论公式：
Q} (2)
式中：Q——时间t内流过试样的气体体积，m3；