深港西部通道侧接线工程混凝土渗透性的检测与分析.pdf

2 0 1 2 年 第 1期 (总 第 2 6 7 期 ) Nu mb 1 i n 2 0 1 2 ( T o t a l No 2 6 7 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 PRACTI CAL TECHNOLOGY d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 2 0 1 0 4 1 深港西部通道侧接线工程混凝土渗透性的检测与分析 陆晗，王卫仑，刘伟 ( 深圳大学 土木工程学 院 深圳市土木工程耐久性重点实验室 ，广东 深圳 5 1 8 0 6 0 ) 摘要： 通过取样进行氯离子扩散系数试验( I M) 和采用 A u t o c l a m在现场进行混凝土表面吸水性测试 ， 对深港西部通道深圳侧接线 工程的混凝土渗透性进行检测分析， 表明该工程的混凝土具有较好的抗渗性 ； A u t o c l a m测得的混凝土表面吸水性与 R C M方法测得的氯离 子扩散系数有较好 的相关性 ， 能够较好的反映混凝土 的渗透性能。 关键词： 氯离子扩散系数；表面吸水性；渗透性 中图分类号 ： T U5 2 8 0 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 2 ) 0 1 0 1 2 9 0 3 T e s t i n g a n d a n a l y z i n g o n c o n c r e t e p e r me a b i l i t y o f S h e n z h e n s i d e wi r i n g p r o j e c t o f Ho n g Ko n g Sh e n z h e n we s t e r n c o r r i d o r LU Ha rt， WANG W e i t u n， LI U We i ( T h e Ke y L a b o nDu r a b i l i t yo f C i v i l E n g i n e e ri n gi n S h e n z h e n， De p a r tme n t o f C i v i l E n g in e e ri n g ， S h e n z h e nU n i v e r s i ty， S h e n z h e n 5 1 8 0 6 0 ， C h i n a ) A b s t r a c t ： B a s e d o n t h e r a p i d c h l o r i d e mi g r a t i o n ( R C M ) t e s t O i l s a mp l i n g a n d i n s i t u c o n c r e t e s u r f a c e a b s o r p t i o n t e s t w i t h A u t o c l a m， the c o n c r e t e p e r me a b i l i ty o f S h e n z h e n s i d e w i ri n g p r o j e c t o f Ho n g k o n g S h e n z h e n we s t e rn c o i d o r wa s ana l y z e d T e s t r e s u l t i n d i c a t e s t h a t t h e c o n c r e t e u s e d in t h i s p r o j e c t e x h i b i t s t h e a d e q u a t e p e r me a b i l i ty r e s i s t anc e ； a n d the r e i s a g o o d r e l a t i o n b e t we e n s u r f a c e a b s o rpt i o n w i t h A u t o c l a m and c h l o - r i d e d i ff u s i o n c o e f fi c i e n t o b t a i n e d f r o m R C M T h e p e r me a b i l i ty C an t h e n b e d e t e rm i n e d b o t h wi th t h e s urf a c e a b s o rpt i o n a n d the c h l o r i d e d i ffu s i o n c o e ffi c i e n t K e y wo r d s ： c h l o ri d e d i ffu s i o n c o e ffic i e n t ； s urf a c e a b s o rpt i o n ； p e r me a b i l i ty 0 引言 凝土的渗 透性来评价混 凝土 耐久性 。 深港西部通道是从深圳市东角头填海区跨海至香港鳌勘 石登陆的公路大桥， 深港西部通道深圳侧接线工程为深港西部 通道与深圳市区主干道连接的引线工程 ， 主线采用全暗埋下沉 式道路组合总体布置方案 ， 工程全长 4 5 k m， 其中地道结构长 3 0 8 k m， 高架结构长 0 7 3 5 k m。 接线工程为双向六车道， 设计行 车速度为 8 0 k m h 。 施工共分 7个标段， 其中I I - V I I 标段为地道 结构， 每个标段又分为若干节段， 每节段约 2 5 m。 地道结构主要 分为底板、 侧墙、 中墙和顶板四部分， 其底板最小厚度 1 2 0 0 n l lT I ， 顶板厚度 1 0 0 0 m i l l ， 侧墙厚 8 5 0 mm， 中墙厚 4 0 0 1 1 1 1 ， 混凝土 工程量 约为 6 0 万 m 。 西部通道侧接线工程处于湿热的滨海环境 ， 工程沿线地质 情况复杂 ， 部分地道穿过填海区， 服役环境可定为 ： 近海环境、 作用等级 D级( 腐蚀程度为严重) 。 该结构可能遭受的腐蚀作用 有混凝土中性化( 汽车尾气 ) 、 氯离子腐蚀( 地下水 ) 、 硫酸盐腐 蚀( 地下水、 土壤 ) 等 。 为保证耐久性， 工程采用 C 3 0 P 8高性能 混凝土。 为了解工程混凝土的质量情况， 在主体工程完工后对混凝 土渗透性进行了检测。 混凝土材料是一种复杂的多孔材料， 具 有渗透性。 混凝土的渗透性决定了气体、 液体以及可溶性有害物 质侵入混凝土的难易程度， 直接决定着混凝土的碳化 、 侵蚀和 抗冻融陛能， 是影响混凝土建筑物耐久性的重要因素之一。 通常 认为， 混凝土的渗透性和耐久性密切相关。 因此可以通过测定混 收稿 日期 ：2 0 1 1 _ 0 7 _ J 0 6 1 检 测 方 法 1 1 氯离子扩散 系数试验( RC M) 在接线工程I I 、 I I I 、 、 v、 VI 、 VI I 6 个标段 T M1 6 、 T M3 9 、 T M5 4 、 T M8 5 、 T M1 1 0 、 T 1 A6 节段的侧墙 ， 分别抽取直径 1 个 1 0 0 mm的 混凝土芯样 ， 加工成直径 1 0 0 mm， 高度 5 0 mm的试件， 在标准养 护室水池中浸泡 4 d ， 按混凝土氯离子扩散系数快速测定的 R C M 法 C C E S 0 1 ： 2 0 0 4 ( 混凝土结构耐久性设计与施工指南 ， 测量 混凝土的氯离子扩散系数。 1 2 混凝土表 面吸水性测试 采用英国女王大学研发的表面渗透性测试仪 A u t o c l a m进 行。 在距抽取芯样部位约 1 m的地方安装 A u t o c l a m测试仪( 见 图 1 ) ， 将 0 0 2 b a r 压力水施加于混凝土表面， 水分通过毛细吸 附进入混凝土， A u t o c l a m 自动记录下混凝土在 1 5 mi n内每分 钟的吸附水量， 取第 5 mi n至第 1 5 mi n之间的吸附水量与时间 的平方根作图， 以直线拟合， 直线的斜率即为混凝土的吸水性 系数， 单位为 1 0 m3 、 ， 此吸水性系数根据表 1 评定混凝 土渗透性的好坏。 2 试验 结果及分析 2 1 氯离子扩散 系数试验 氯离子扩散系数试验结果见表 2 。 1 2 9 暑 三 鲁 宝 、 * 图 7 T M1 6 1混凝土吸水性测试 结果 表 5 各标段 混凝土 的吸水性 系数 箍 犍 骣 吸水性 系数 图 8 混凝土氯离子扩散 系数与表面吸水性的关 系 2 3 混凝土表 面吸扣 生 测试与氯离子扩散 系数的关系 混凝土表面吸水性测试的是混凝土表层的渗透性 ， 氯离子 扩散系数则是混凝土整体的渗透性 ， 它们两者之间有没有联系 呢? 以混凝土表面吸水性测试与氯离子扩散系数的关系作图 上接第 1 2 8页 8 孙家瑛， 栾峰， 张羽 网状聚丙烯纤维对高性能混凝土耐久性能的影 响 J 】 硅酸盐学报， 2 0 0 0 ， 2 8 ( Z 1 ) ： 6 2 6 4 【 9 】S C H NE I D E R U， C HE N S W D e t e ri o r a t i o n o f h i g h p e r f o r m a n c e c o n c r e t e s u b j e c t e d t o a t t a c k b y t h e c o m b i n a t i o n o f a mm o n i u m n i t r a t e s o l u t i o n a n d f l e x u r e s t r e s s J C e m e n t a n dC o n c r e t e Re s e a r c h ， 2 0 0 5 ( 3 5 ) ： 1 7 0 5 1 7 1 3 1 0 】 涂永明 ， 吕志涛 应力状态下混凝土的碳化试验研究【 J 1 东南大学学 报， 2 0 0 3 ， 3 3 ( 5 ) ： 5 7 3 5 7 6 1 1 贾梦秋， 毛永吉， 高双之 交流阻抗法评价玻璃鳞片乙烯基酯树脂涂 料的耐蚀性 J 腐蚀科学与防护技术， 2 0 0 7 ， 2 7 ( 2 ) ： 1 0 6 1 0 9 1 2 】 杨立红， 刘福春， 韩恩厚 内 米氧化锌改性聚氨酯复合涂层的防腐性 能f J 材料研究学报 ， 2 0 0 6 ， 2 0 ( 4 ) ： 3 5 4 3 6 0 1 3 Y WC HE N- Y AN G H C Y A N G G L I T h e rma l a n d a n t i c o r r o s i v e p r o p e r t i e s of p o l y u r e t h a n e c l a y n a n 0 c o mp o s i t e s J 1 J o u r n a l o f P o l y me r Re s e a r c h， 2 0 0 4， 1 1 ( 4 ) ： 2 2 1 2 2 4 【 1 4 金志来， 杨建军， 张建安聚氨酯防腐涂料研究进展 J J 涂料技术与文 摘 ， 2 0 0 8 ( 1 2 ) 1 5 王国建 呋喃树脂一 丙烯酸酯聚氯酯互穿网络防腐涂料的研究 J 】 _涂 料工业 ， 1 9 9 8 ， 2 8 ( 3 ) ： 8 - 1 0 1 6 沈人杰， 郑茂盛， 王强聚氨酯环氧树脂互穿网络复合材料的防腐性 能研究 应用化工， 2 0 0 7 ， 3 6 ( 9 ) ： 8 5 1 8 5 4 1 7 KR I S H N A N s MS t u d i e s o n c o r r o s i o n r e s i s t a n t p r o p e r t i e s o f s a c ri f i c i a l p ri me d I P N c o a t i n g s y s t e ms i n c o mp a ri s o n wi t h e p o x y P U s y s t e m s J P r o g r e s s i n O r g a n i c C o a t i n g s ， 2 0 0 6 ， 5 7 ( 4 ) ： 3 8 3 3 9 1 f l 8 】 杨华东，喷涂聚脲弹性体对混凝土耐久性的影响 D 】 青岛： 青岛理工 大学 ， 2 0 0 3 ( 6 ) 【 1 9 】 葛海艳混凝土保护涂层的性能及试验方法研究 D 青岛 ： 青岛理工 大学 。 2 0 0 7 ( 6 ) ( 如图8 ) ， 由图可以看出， 混凝土的氯离子扩散系数随表面吸水 性系数的增大而增大， 大致呈线性关系， 说明Au t o c l a m测得的 混凝土表面吸水性能够较好的反映混凝土的渗透性能。 由于 Au t o c l a m属无损检测， 使用方便， 非常适合现场检测。 3结 论 ( 1 ) 深港西部通道深圳侧接线工程实测氯离子扩散系数处于 较低的水平， 推算的2 8 d 氯离子扩散系数符合 G B T5 0 4 7 6 - - - 2 0 0 8 混凝土结构耐久性设计规范 的有关规定。 该工程的混凝土具 有较好的抗渗性。 ( 2 ) 采用 A u t o c l a m测试的混凝土表面吸水性结果表明， 深 港西部通道深圳侧接线工程的表层混凝土的质量较好， 具有较 好的抗渗 l生。 ( 3 ) 采用 A u t o c l a m测得 的混凝土表 面吸水性与 R C M 方法 测得的氯离子扩散系数有较好的相关性， 能够较好的反映混凝 土的渗透陛能。 该方法使用方便 ， 是一种较理想的现场检测混凝 土渗透性无损测试方法。 参考文献： 1 董必钦 ， 李伟文， 冯文元， 等 深港西部通道地道高性能混凝土耐久 性对策研究 J 混凝土， 2 0 0 7 ( 6 ) ： 3 0 3 2 2 】 孟振全， 吴振链 表而渗透性对混凝土耐久性的影响I J 1 防渗技术 ， 1 9 9 7 ( 4 ) ： 6 - 1 0 3 丁铸， 李虹燕， 成达科 保护涂料对混凝土渗透性能的研究l J J_ 工业建 筑， 2 0 0 8 ( 增T U ) ： 7 9 4 7 9 8 4 C C E S叭一 2 0 0 4 ， 混凝土结构耐久性设计与施工指南 s 】 - E 京： 中国建 筑工业出版社 ， 2 0 0 5 5 刘秉京 混凝土结构耐久性设计【 M 北京： 人民交通出版社 ， 2 0 0 7 6 G B T 5 0 4 7 6 -2 0 0 8 ， 混凝土结构耐久性设计规范 s 京 ： 中国建筑 工业出版社， 2 0 0 9 作者简介： 陆晗( 1 9 7 0 一 ) ， 男， 工程师。 联系地址： 广东深圳市深 l大学土木工程学院( 5 1 8 0 6 0 ) 联系电话： 0 7 5 5 2 6 5 3 5 1 2 3 2 0 昌平， 陈国华， 黄微波新型聚天冬氨酸酯的合成、 结构与性能研究叨 高校化学工程学报， 2 0 0 8 ， 2 2 ( 1 ) ： 1 0 6 1 1 2 2 1 吕平， 陈国华， 黄微波聚天冬氨酸酯聚脲涂层加速老化行为研究【 J J _ 四川大学学报， 2 0 0 7 ， 3 9 ( 2 ) ： 9 2 9 7 【 2 2 MO R R I S W， V I C O A， V A Z Q U E Z M C o r r o s i o n o f r e i n f o r c i n g s t e e l b y m e a n s of c o n c r e t e r e s i s t i v i t y me a s u r e m e n t s J 1 C o r r o s i o n S c i e n c e ， 2 0 0 2 ( 4 4 )： 8 1 9 9 2 3 王胜先， 林薇薇 ， 张鉴清， 等 硫脲二乙烯三胺缩聚物对混凝土中钢 筋的缓蚀作用 J 中国腐蚀与防护学报， 2 0 0 0 ， 2 0 ( 1 ) ： 1 5 2 0 2 4 S A RA S WA T HY V， MU R A L I D HA R A N S ， K A L YA N A S U ND A R A M R M， e t a 1 Ev alu a t i o n o f a c o mp o s i t e c o rro s i o n- i n h i b i t i n g a d mi x t u r e a n d i t s p e rf o r ma n c e i n c o n c r e t e u n d e r ma c r o c e l l c o rro s i o n c o n d it i o n s fJ C e m e n t a n d C o n c r e t e R e s e a r c h ， 2 0 0 1 ( 3 1 ) ： 7 8 9 7 9 4 2 5 R I NC ON O， P ER E Z O， P A R E D E S E L o n g - t e rm p e rf o rma n c e o f Z n O a s a r e b a r C O rr O S i O U i n h i b i t o r J C e me n t C o n c r e t e C o m p o s i t e s 。 2 0 0 2 ( 2 4 ) ： 7 9 - 8 7 2 6 董士刚， 赵冰， 章小鸽， 等 表面涂覆锌， 环氧树脂膜层的钢筋在混凝 土中的腐蚀行为 c 第五届全国腐蚀大会论文集， 2 0 0 9 ( 9 ) 2 7 杜荣归， 黄若双 ， 赵冰， 等 冈 筋混凝土结构中阴极保护技术的应用 现状及研究进展 材料保护， 2 0 0 3 ， 3 6 ( 4 ) ： 1 1 - 1 3 2 8 朱雅仙， 蔡伟成 ， 吴烨， 等 氯盐环境中钢筋混凝土阴极防护技术有 关问题初探 J 】 _ 混凝土， 2 0 1 0 ( 4 ) ： 3 1 3 3 作者简 介 联系地址 联系电话 吕平( 1 9 6 4 一 ) ， 女 ， 教授， 研究方向： 新型建材 ， 聚脲防护 材料。 青岛市四万区抚 厕 路1 1 号 青岛理工大学 1 1 1 信箱( 2 6 6 0 3 3 ) 0 5 3 2 8 5 0 71 3 2 0 1 31