多因素作用下石膏岩对混凝土腐蚀效果试验方法技术

本发明专利技术公开了一种多因素作用下石膏岩对混凝土腐蚀效果试验方法，步骤如下：首先确定影响因素，建立正交试验表；然后配置标准圆柱型试件，将标准圆柱型试件置于圆柱形腔体中；配置不同浓度的硫酸钙溶液，向环形腔体内先注入硫酸钙溶液，把试验装置置于恒温水浴箱中；向环形腔体内通入含压氮气加压，达到试验时间后，取出标准圆柱型试件，测出其抗压强度；最后观察经过腐蚀试验后的标准圆柱型试件的抗压强度、表面裂纹、质量变化。该试验方法能够研究多种因素包括：混凝土强度、混凝土抗渗等级、C3A含量、水压、时间和硫酸根浓度共同作用下的腐蚀效果；试验方法简单考虑因素全面，对现场施工具有指导意义。

【技术实现步骤摘要】
多因素作用下石膏岩对混凝土腐蚀效果试验方法
本专利技术涉及一种石膏岩对混凝土的腐蚀效果试验，尤其涉及多因素作用下石膏岩对混凝土的腐蚀效果试验，通过此试验能够对混凝土防腐措施进行优化。
技术介绍
近年来，随着我国交通基础设施建设规模的逐步扩大，公路建设迅猛发展，隧道里程占路线总里程的比例也越来越大。重庆市近几年来高速公路建设飞速发展，到2009年底高速公路通车里程以突破1500公里，由于地处西南山区，重庆高速公路隧道比例更大，并且很多隧道穿越石膏岩层。石膏岩对隧道混凝土具有强腐蚀性。石膏岩中溶出的硫酸钙溶液与混凝土发生物理化学作用，造成混凝土强度降低、裂隙增多，严重影响隧道的长期稳定性。目前，石膏岩对隧道腐蚀性研究存在如下问题：(1)研究方向侧重腐蚀机理，试验侧重研究硫酸根离子和混凝土成份的相互作用。(2)试验研究考虑单一因素作用如：温度、离子浓度、混凝土强度，没有考虑多种因素共同作用下腐蚀效果。(3)用于评价腐蚀效果的指标单一，且多为定性描述。(4)模型试验较简单，不能结合工程实际，没有考虑水压对腐蚀效果的影响。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术提供了一种多因素作用下石膏岩对混凝土腐蚀效果试验方法。该方法能够很好地结合工程实际，得出多种因素共同作用下石膏岩腐蚀效果，且能对腐蚀效果进行定量评价。定量的结果能够用于指导和优化混凝土配比，优化后的混凝土配方既能满足工程要求又经济合理。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：多因素作用下石膏岩对混凝土腐蚀效果试验方法，在该方法中采用一种试验装置，该试验装置包括底座、密封圈、压紧环和螺母帽；所述底座的中部在竖直方向设置一上端敞口的圆柱形腔体，所述底座的底部设置一与圆柱形腔体内相通的排水口；该试验方法包括如下步骤：1)确定影响因素：混凝土强度、混凝土抗渗等级、C3A含量、水压、温度和时间；2)根据工程条件、水文地质条件和试验目的，设计各因素的梯度，建立正交试验表；3)按照试验表，配置不同强度、不同抗渗等级、不同C3A含量的混凝土，用模具浇筑成直径50mm高100mm的两个标准圆柱型试件；一个标准圆柱型试件用于做腐蚀试验，另一个标准圆柱型试件用于对比；4)将用于做腐蚀试验的标准圆柱型试件置于圆柱形腔体中，将密封圈套在该标准圆柱型试件的上部，并将压紧环套在该标准圆柱型试件的上部并旋合在圆柱形腔体内的上部，压紧环的底端压紧密封圈；所述螺母帽旋合在底座的顶部并与底座密封配合，在底座的顶端与螺母帽内的顶部之间形成一环形腔体；5)基于石膏岩对混凝土的腐蚀机理是硫酸根和混凝土发生物理化学作用的结果，采用纯硫酸钙颗粒配置不同浓度的硫酸钙溶液；6)根据正交实验表，向环形腔体内先注入配好的硫酸钙溶液；7)把加入标准圆柱型试件和硫酸钙溶液的试验装置置于恒温水浴箱中，根据正交实验表设置温度；8)通过气瓶向环形腔体内通入含压氮气对硫酸钙溶液加压，所加压大小依据正交试验表；9)达到试验时间后，取出腐蚀后的标准圆柱型试件，擦干后称量质量，测量质量变化，表面裂纹变化；10)将腐蚀后的标准圆柱型试件采用三轴试验机做抗压实验，得出其抗压强度。作为本专利技术的一种优选方案，在步骤7)中，恒温水浴箱沿着底座的外圆周设置。与现有技术相比，本专利技术的多因素作用下石膏岩对混凝土腐蚀效果试验方法具有如下优点：1、该试验方法能够研究多种因素包括：混凝土强度、混凝土抗渗等级、C3A含量、水压、时间和硫酸根浓度共同作用下的腐蚀效果。2、试验方法简单考虑因素全面，对现场施工具有指导意义。附图说明图1为试验装置的剖面视图；图2为螺母帽的剖面视图。附图中：1—底座；2—密封圈；3—压紧环；4—螺母帽；5—排水口；6—标准圆柱型试件；7—环形腔体；8—进气口。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细地描述。多因素作用下石膏岩对混凝土腐蚀效果试验方法，在该方法中采用一种试验装置，如图1所示，该试验装置包括底座1、密封圈2、压紧环3和螺母帽4。底座1的中部在竖直方向设置一上端敞口的圆柱形腔体，底座1的底部设置一与圆柱形腔体内相通的排水口5。该试验方法包括如下步骤：1)确定影响因素：混凝土强度、混凝土抗渗等级、C3A含量、水压、水压、温度、时间和硫酸根浓度。2)根据工程条件、水文地质条件和试验目的，设计各因素的梯度，建立正交试验表。①、正交试验方案前三项为混凝土的三个指标，通过如下技术路线配置出符合要求的混凝土(请参考)：1.混凝土强度等级：根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》设计C15、C25、C35、C45、C55五个强度等级。2.混凝土抗渗等级：根据抗渗混凝土的使用规范，采用内掺膨胀剂的方法来控制混凝土的抗渗等级。3.C3A含量的控制：普通硅酸盐水泥(P.O)的C3A含量为8％～12％，高抗硫酸盐(P.HSR)的C3A含量≤3％，通过两种水泥复掺来控制实验所用胶凝材料中C3A的含量，并且保证两种水泥的其他性质无相互干扰(如强度等级、凝结时间、安定性、与外加剂的适应性等)。②、根据如上试验方案(如上表)，设计出7因素5水平正交试验表，正交表如下(7个影响腐蚀的因素，每个因素设置5个水平)：3)按照试验表，配置不同强度、不同抗渗等级、不同C3A含量的混凝土，用模具浇筑成直径50mm高100mm的两个标准圆柱型试件；一个标准圆柱型试件用于做腐蚀试验，另一个标准圆柱型试件用于对比。4)将用于做腐蚀试验的标准圆柱型试件6置于圆柱形腔体中，将密封圈2套在该标准圆柱型试件6的上部，并将压紧环3套在该标准圆柱型试件6的上部并旋合在圆柱形腔体内的上部，压紧环3的底端压紧密封圈2；螺母帽4旋合在底座1的顶部并与底座1密封配合，螺母帽的结构如图2所示，螺母帽4的顶部中部设置一进气口8，在底座1的顶端与螺母帽4内的顶部之间形成一环形腔体7。5)基于石膏岩对混凝土的腐蚀机理是硫酸根和混凝土发生物理化学作用的结果，采用纯硫酸钙颗粒配置不同浓度的硫酸钙溶液。6)根据正交实验表，向环形腔体7内先注入配好的硫酸钙溶液。7)把加入标准圆柱型试件6和硫酸钙溶液的试验装置置于恒温水浴箱中，根据正交实验表设置温度。在本实施例中，恒温水浴箱沿着底座1的外圆周设置。8)通过气瓶向环形腔体7内通入含压(含有一定压力)的氮气对硫酸钙溶液加压，所加压大小依据正交试验表。9)达到试验时间后，取出腐蚀后的标准圆柱型试件6，擦干后称量质量，测量质量变化，表面裂纹变化。10)将腐蚀后的标准圆柱型试件6采用三轴试验机做抗压实验，得出其抗压强度。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本专利技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
多因素作用下石膏岩对混凝土腐蚀效果试验方法，其特征在于，在该方法中采用一种试验装置，该试验装置包括底座(1)、密封圈(2)、压紧环(3)和螺母帽(4)；所述底座(1)的中部在竖直方向设置一上端敞口的圆柱形腔体，所述底座(1)的底部设置一与圆柱形腔体内相通的排水口(5)；该试验方法包括如下步骤：1)确定影响因素：混凝土强度、混凝土抗渗等级、C3A含量、水压、温度和时间；2)根据工程条件、水文地质条件和试验目的，设计各因素的梯度，建立正交试验表；3)按照试验表，配置不同强度、不同抗渗等级、不同C3A含量的混凝土，用模具浇筑成直径50mm高100mm的两个标准圆柱型试件；一个标准圆柱型试件用于做腐蚀试验，另一个标准圆柱型试件用于对比；4)将用于做腐蚀试验的标准圆柱型试件(6)置于圆柱形腔体中，将密封圈(2)套在该标准圆柱型试件(6)的上部，并将压紧环(3)套在该标准圆柱型试件(6)的上部并旋合在圆柱形腔体内的上部，压紧环(3)的底端压紧密封圈(2)；所述螺母帽(4)旋合在底座(1)的顶部并与底座(1)密封配合，在底座(1)的顶端与螺母帽(4)内的顶部之间形成一环形腔体(7)；5)基于石膏岩对混凝土的腐蚀机理是硫酸根和混凝土发生物理化学作用的结果，采用纯硫酸钙颗粒配置不同浓度的硫酸钙溶液；6)根据正交实验表，向环形腔体(7)内先注入配好的硫酸钙溶液；7)把加入标准圆柱型试件(6)和硫酸钙溶液的试验装置置于恒温水浴箱中，根据正交实验表设置温度；8)通过气瓶向环形腔体(7)内通入含压氮气对硫酸钙溶液加压，所加压大小依据正交试验表；9)达到试验时间后，取出腐蚀后的标准圆柱型试件(6)，擦干后称量质量，测量质量变化，表面裂纹变化；10)将腐蚀后的标准圆柱型试件(6)采用三轴试验机做抗压实验，得出其抗压强度。...

【技术特征摘要】
1.多因素作用下石膏岩对混凝土腐蚀效果试验方法，其特征在于，在该方法中采用一种试验装置，该试验装置包括底座(1)、密封圈(2)、压紧环(3)和螺母帽(4)；所述底座(1)的中部在竖直方向设置一上端敞口的圆柱形腔体，所述底座(1)的底部设置一与圆柱形腔体内相通的排水口(5)；该试验方法包括如下步骤：1)确定影响因素：混凝土强度、混凝土抗渗等级、C3A含量、水压、温度和时间；2)根据工程条件、水文地质条件和试验目的，设计各因素的梯度，建立正交试验表；3)按照试验表，配置不同强度、不同抗渗等级、不同C3A含量的混凝土，用模具浇筑成直径50mm高100mm的两个标准圆柱型试件；一个标准圆柱型试件用于做腐蚀试验，另一个标准圆柱型试件用于对比；4)将用于做腐蚀试验的标准圆柱型试件(6)置于圆柱形腔体中，将密封圈(2)套在该标准圆柱型试件(6)的上部，并将压紧环(3)套在该标准圆柱型试件(6)的上部并旋合在圆柱形腔体内的上部，压...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈亮，成子桥，蒲文明，陈钒，潘家奇，韩大勇，王红娟，任松，吴建勋，李振元，
申请(专利权)人：中电建路桥集团有限公司，重庆大学，
类型：发明
国别省市：北京;11