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混凝土耐久性检测试验毛细指数法
摘 要：毛细指数法试验在许多海外项目中作为重要的混凝土耐久性检测方法,越来越需要国内技术人员了解并学习.本文从讲述毛细指数法的试验原理和要求开始,对试验所需的器材、试验步骤,包括后期的数值计算、误差分析都进行了详细介绍,使该耐久性检测方法得到全面的展示.
关键词：毛细指数法 耐久性 检测
1．背景
近几年随着海外业务的拓展,我们中国的工程技术人员接触到越来越多的国外混凝土质量检测方法.其中一些与国内基本相同,我们相对熟悉,但另一些与中国的检测方法相差较远,在理解和操作过程中存在许多麻烦,需要在开展工作前重点研究学习.本文对于中东地区检测混凝土耐久性指标的“毛细指数法”进行介绍分析,希望对将要从事该工作的技术人员以帮助.
2．原理及要求
国内一般通过测量电通量、氯离子扩散系数、渗透系数等来反映混凝土耐久性,中东地区的重力式码头等一系列工程仅选用“毛细指数法”作为检测混凝土耐久性的方法.
毛细现象（又称毛细管作用）,是指液体在细管状物体内侧,由于内聚力与附着力的差异,克服地心引力而上升或下降的现象,含有细微孔隙的物体与液体接触时毛细现象都会出现.混凝土材料含有大量的细微空隙,与水接触时存在明显的毛细现象,毛细现象的程度能够反映混凝土空隙大小分布状况.
毛细指数方法试验就是基于毛细管吸附理论,对混凝土一定时间内吸附水的质量进行检测研究,由summers基于Fagerlund 方法上调整并发展起来的.科学地测量混凝土毛细指数IC值为测试参数,用于与混凝土耐久性相关的多重现实目的,其中包括反映出该混凝土抵抗含有有害离子的水分进入的能力,混凝土密实性及施工振捣的有效性.整个试验只需对成型7天的试件在24-48小时内就可测量得出数据,能够及时反馈出来,用于现场质量控制.鉴于此原因,该试验大量应用于中东地区海洋暴露环境下的码头和桥梁工程.
毛细指数测量有两个重要
要求：第一混凝土的水胶比不能超过0 . 4 5 ；第二按照规定要求制作样品试件,其中最主要的形式是把成型的1 0 0×1 0 0×1 0 0 m m 或150×150×150mm混凝土标准试块切割薄片.
3．试验器材及步骤
3.1 试验采用器材
①精度不得小于0 . 01g,最大称重不得小于1. 2 k g的电子秤；②计时装置；③一个干燥器,顶部部配备硅胶；④一个透明密封容器；⑤钢尺；⑥一块布或纸巾；⑦一个喷雾瓶,⑧混凝土试块.
将试块进行切割成片状,切割试块的方向尽可能与浇筑方向平行.对于立方体试块从两个相对的侧面分别切割取样.
3.2试验步骤
①测量试件初始质量,尺寸；②在混凝土面标记一圈2mm宽的标记,作为在实验过程中调节水深的标记；③排水法测量试件体积Vs；④将试块放入容器（容器最小截面积不得小于2S,S为试件截面积）,接触面朝下放在垫块上,确保试块和容器底部不接触.⑤试件放入容器中,并调整水平,就开始往容器中注入水.整个注水过程中,不要打湿试块,仅仅是让试块底部和四周慢慢被水接触.⑥水位正确开始计时, 在第一个间隔期满足后（15分钟）,开始进行第一次测量.将试件从容器从轻轻的拿出来,让附着在试件上的水滴回容器,但不要溅湿试块.用一块湿布（绝对不要使用干布）轻轻擦拭试块表面成形的水.然后迅速测量试块重量,记录为m1或者t1.完成测量后,立刻将试块放回容器.重复上述步骤,直到完成记录.
4．数值计算
通过试验步骤中测得的数据,计算毛细指数IC值,计算方法和步骤如表1所示.
其中：Sec1/2等于（T×60）1/2;
θe等于（m2+m3+m4+m5+m6+m7-6m0）/6Vs;
Sec1/2e等于76.59,即（sec1/2在30至180分钟的平均值）；
P为当S e c1 / 2 等于 0 时θ的数值,取p等于θe–Ic×Sec1/2e.
计算出A、B、C、D和E,然后利用以下的公式得出毛细管指数Ic：Ic等于E/D
混凝土典型Ic值范围如表2所示.备注：某中东工程技术规格书中要求Ic值要求范围为：
≤3.5×10-4 vol/vol/sec1/2.
5．误差分析
为了确保试验结果的正确性和指导作用,对过程中可能存在的误差需要进行分析,以变化系数CV表述试验误差.
CV 等于 r/*100
其中,r 等于单次试验最大值 –单次试验最小值, 等于 单次试验平均值.试验效果评判标准如表3所示：
基于所得数据和可控试验室的经验分析,试块被重新检测的可能性非常高,在此标准下,大约18%的需要重新检测,大约5%的可能被放弃.
6．结束语
毛细指数法试验检测混凝土质量在我国中东地区多个工程项目中应用,并形成了一种耐久性检测方法的主流.为进一步完成海外项目,树立中国工程品牌,需要加强该类试验的研究和学习.另外需要国内研究机构尽快研究毛细指数与电通量、扩散系数等国内耐久性检测方法的相关性,建立联系.
参考文献：
[1] Fagerlund, G., "On the Capillary ofConcrete", 1982.
[2] Summers, G.R., "A Test Method forCapillary Absorption of Concrete", 2000.
[3] Summers, G.R., "Concrete DurabilityMonitoring - The 30:180 CapillarySorption Test", 2003.
[4] Summers, G.R., "Model Standards forBahrain, Concrete Materials, Mixturesand Practice", July 1999, Revised 2001.
[5] Summers, G.R., "implementation ofNew Durability Parameters: Case Studyof Shaikh Khalifa Bin Salman Port atHidd, Kingdom of Bahrain", Proceedingsof the 7th International Conferenceon Concrete in Hot and AggressiveEnvironments, Manama, Kingdom ofBahrain, October, 2003.
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