混凝土渗透性的就地测试方法综述.pdf

1 0 6 材料导报 A： 综述篇 2 0 1 3年 1 1月( 上) 第 2 7卷第 1 l 期 混凝土渗透性的就地测试 方法综述 贾路风 ， 史才军 ， 曹 张 ， 王德辉 ， 胡张莉 ， 吴泽媚 ， 欧志华 ( 1 湖南大学土木工程学院， 长沙 4 1 0 0 8 2 ； 2 湖南工业大学土木工程学院， 株洲 4 1 2 0 0 7 ) 摘要 混凝土渗透性是表征其耐久性的一项重要指标。现场混凝土与实验室混凝土有很大差异， 因此现场混 凝土渗透性的就地测试尤为重要。对国内外可用于混凝土渗透性的就地测试方法研 究进展进行 了综合评述，这些 方法可分为表面测试法和钻孔测试法两大类。 表面测试方法中的 Au t o c l a m测试方法操作简单、 应用范围广， 钻孔测 试法对混凝土结构有一定的损害， 并且不能测试有表面处理的试件。P e r mi t 试验法是较好的现场测试离子渗透的测 试方法。最后就混凝土渗透性就地测试方法的进一步研究和改进提 出建议。 关键词 渗透性就地测试方法耐久性混凝土 中图分类号 ： T U5 2 8 文献标识码 ： A A Re v i e w o n M e t ho ds f o r I n - s i t u Co nc r e t e Pe r me a b i l i t y Te s t i ng J I A L u f e n g ， S HI C a ij u n ， C AO Z h a n g ，WANG De h u i ，HU Z h a n g l i ， W U Z e me i ，OU Z h i h u a ， ( 1 C o l l e g e o f Ci v i l En g i n e e r i n g，Hu n a n Un i v e r s i t y，Ch a n g s h a 4 1 0 0 8 2 ； 2 S c h o o l o f Ci v i l E n g i n e e r i n g ，Hu n a n Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y，Z h u z h o u 4 1 2 0 0 7 ) Ab s t r a c t Th e p e rm e a b i l i t y o f c o n c r e t e i s a n i mp o r t a n t p r o p e r t y o f c o n c r e t e Co n c r e t e ma d e i n - s i t u a r e d i f f e r e n t f r o m t h e c o n c r e t e ma d e i n l a b o r a t o r y ，s o i t i s p a r t i c u l a r l y i mp o r t a n t t o f i n d a n i n s i t u c o n c r e t e p e rm e a b i l i t y t e s t i n g me t h o d Th e c o n c r e t e i n - s i t u t e s t me t h o d s a t h o me o r a b r o a d a r e r e v i e we d Th e me t h o d s c a n b e c l a s s i f i e d i n t o s u r f a c e t e s t me t h o d s a n d d r i l l i n g h o l e t e s t me t h o d s Amo n g t h e s u r f a c e t e s t me t h o d s ，Au t o c l a m t e s t me t h o d h a s a s i mp l e o p e r a t i o n a n d wi d e a p p l i c a t i o n Th e d r i l l i n g h o l e t e s t me t h o d s ma y c a u s e d a ma g e s o n s t r u c t u r e s ，a n d c a n n o t t e s t t h e s u r f a c e t r e a t me n t o f c o n c r e t e s t r u c t u r e Th e Pe r mi t t e s t me t h o d i s a p r e f e r a b l y i n - s i t u i o n p e r me a b i l i t y t e s t me t h o d Fi n a l l y，s u g g e s t io n s f o r f u r t h e r d e v e l o p me n t a r e p r o p o s e d Ke y wo r d s p e rm e a b i l i t y ，i n - s i t u t e s t i n g me t h o d s ，d u r a b i l i t y ，c o n c r e t e 0 引言 混凝土渗透性 的好坏在很大程度上决定了混凝土 的耐 久性_ 】 。最早用来表征混凝土渗透性 的参数是混凝土抗压 强度 。回弹法 2 是可用来测试现场混凝土强度 的无损检测 方法 ， 该方法虽然操作简单， 但存在 以下两方 面问题 ： ( 1 ) 回 弹仪所测数据反应的只是测试点的小部分混凝土， 测试深度 约 3 O mm， 为混凝土表面l 3 ； ( 2 ) 混凝土表层碳化、 湿度 以及 与被测试件所成的角度对结果有影 响。AS T M C 8 0 5 0 2中 对于第一个 问题给出了推荐选用的测试点， 吴慧敏等 针对 第二个问题也做过相应研究 ， 并且中国的规范_ 5 也针对此问 题对回弹值进行修正。虽然回弹法可以间接反应出混凝土 其他方面性能如渗透性 ， 但该方法主要测试 的还是表层混凝 土的硬度 。 覃维祖等 指出实验室成型的试件可 以承受 3 0 0次 以 上的冻融循环 ， 而现场取 回的芯样却只能承受 5 O次甚 至更 低 的冻融循环次数。所 以实验室内与现场浇注成 型的混凝 土相比具有显著的差距 ， 混凝土的就地测试就尤为重要 。可 用于新拌混凝土的现场测试方法较多 7 ， 这些方法主要用 于测定新拌混凝土的工作性、 水胶 比以及矿物掺合料 的掺 量。虽说这些参数对硬化混凝土的渗透性有影响， 但养护对 渗透性也有显著的影响_ 】 ， 因而不能直接用这些 因素来评判 混凝土的渗透性。到 目前为止 ， 人们对混凝土渗透性现场测 试 的研究较少， 尚未取得较大的进展l 】 。 文献中渗透性就地测试方法可分为两类 ， 一类是混凝 土 表层测试法 ， 另一类是钻孔测试法， 试验所用 的介质多为气 体和水两种易渗透材料 。两类方法都在试验部位加压或制 造真空环境形成压力梯度， 介质沿一定 的路线进入或通过混 凝土， 根据介质渗透 的难易程度来评判混凝土的渗透性 ， 混 凝土渗透性的离子渗透测试方法相对较少。本文对国内外 可用于 昆 凝土渗透性的就地测试方法进行了综合评述， 并就 进一步的研究方向提出了一些建议 。 *国家 自然科 学基金( 5 1 1 0 8 3 9 6 ； 5 0 9 7 8 0 9 3 ； 5 1 0 7 2 0 5 O ) ； 国家“ 9 7 3 ” 计划( 2 0 0 9 C B 6 2 3 1 0 0 1 ) 贾路风： 男 ， 1 9 8 5 年 生， 硕士生 ， 研 究方 向为混凝土耐 久性 E - ma i l ： 1 6 7 0 5 2 8 6 3 0 q q c o m史才 军： 通 讯作者 ， 男 ，1 9 6 3年 生， 博 士， 教授， 研究方向为水泥和混凝土材料的设计、 测试与应用， 混凝土耐久性等Dma i l ： c a i j u n s h i y a h o o c o m 混凝土渗透性的就地测试方法综述 贾路风等 1 0 7 1 混凝土渗透性就地测试方法 1 1 表面测试法 表面测试方法大致可以分为两类 ： 一种是在测试表面加 压 ， 使气体或液体在压力作用下 向外界渗透； 另一种是在测 试表面制造真空环境 ， 气体在外界的高压作用下透过试件进 入真空室内。 L e v i t t 1 提出 I S AT( I n i t i a l s u r f a c e a b s o r p t i o n t e s t ) 实 验方法， 如 图 1所示 。将 装 置安装 在 被测 面上 并记 录 1 O mi n 、 3 O mi n 、 6 0 mi n和 1 2 0 rai n的 I S A数据。该实验是基于 测试表面加压的方法， 操作相对简单， 但该实验方法存在下 列不足： ( 1 ) 单室 的表层测试方法在实验原理上存在很大弊 端 ， 途中气体或液体渗透 的几何路径无法量化 ， 因此在理论 推导上无法定量 ， 只能在不 同组试件间定性判别渗透性的好 坏 ； ( 2 ) 实验受表层混凝土的状况影响较大如碳化等， 因此该 实验方法可用于表层混凝土状况 的评估 ， 但无法测试混凝土 的整体性能 ； ( 3 ) 该实验方法很容易在实验室 内完成 ， 但在现 场测试方面还有一定的弊端 ， 如水渗透实验无法测试试样的 竖直面如柱子等_ 1 ， 气体渗透实验中气体介质无论是 0 ( 残 留在混凝土内造成钢筋锈蚀) 还是 C 0 。 ( 残留在 混凝土 内造 成混凝土中性化) 都会对原混凝土造成一定 的影 响_ 1 。但是 D h i r 等 1 5 , 1 6 研究发现 I S A T数据与冻融循环次数存在较好 的线性关系 ， 说明 I S AT可用来表征混凝土冻融循环程度从 而为混凝土耐久性能评定提供一定的依据 。 图 1 I S AT试验方法示意图【=l Fi g 1 I l l u s t r a t i o n o f I S AT me t h o d j 依据 I S AT的实验原理 ， B a s h e e r等 研制 出可用于测 试混凝土的空气渗透 、 水吸收和水渗透性 的 Au t o c l a m 实验 仪。实验对测试面位置没有要求 ， 由于测试构件的相对湿度 会影响 Au t o c l a m的渗透性测试 ， 因此在测试前应确保表面 是干燥 的。仪器所测得 的渗透系数对应 的对数值与碳化深 度之间有很好的线性关系 1 ， 表 明 Au t o c l a m气体渗透指数 可用来表征碳化深度 ， 进而为混凝土服役寿命 的评估提供参 考数据。相对于加速碳化实验 ， 此实验方法操作简单、 仪器 易携带并且试验周期短 。Au t o c l a m 的气体渗透性指数的对 数值也与累计冻融质量的对数值呈线性关系 1 ， 如 图 2所 示。这是因为气体是通过混凝 土的连通孔径进入其内部 ， 因 此气体渗透性在一定程度上受被测试件本身的孑 L 结构的影 响， 而混凝土冻融循环情况又与混凝土孔结构有密切 的关 系 。因此， 气体渗透性指数也可作为评测现场混凝土抗冻 融循环的一项指标。 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 Lo g a r i t hm o f a i r p e r me a b i l i t y i n d e x 图 2 冻融累积质量损失与气体渗透指数关系图_ l 。 F i g 2 Re l a t i o n s h i p b e t we e n a i r p e r me a b i l i t y i n d e x a n d we i g h t o f s c a l e d ma t e r i a l f o r g r a v e l c o n c r e t e 。 B a s h e e r 等D 7 研究了吸水量与氯离子渗透以及钢筋腐蚀 的关系， 发现 Au t o c l a m水 吸收指数与初始钢筋锈蚀时间之 间有很好的线性关系， 但此关系也只是当钢筋埋深较浅时才 成立。因此 ， 此指标可以作为混凝土氯离子渗透性的快速评 判性指标 。水吸收性实验 只需 0 5 h ， 而普通 的混凝土氯离 子渗透实验需要 2 4 h以上 ， 而且此法还可表征混凝土表面处 理的效果l 】 。 A u t o c l a m水渗透实验与水吸收实验类似， 前者是在一定 压力下( O 5 MP a ) 测试混凝 土的吸水速率， 后者是在常压下 测试水吸收的速率。Ha l l _ 2 O 研究发现对于水泥基类的多孔 材料( 无论是砂浆还是混凝土) ， 水渗透指数与时间开平方之 间都存在较好 的线性关系。B a s h e e r等口 也得到 同样 的结 论 ， 并且发现当渗透深度为 2 5 mm时混凝土水渗透性指数与 氯离子渗透之间有着很好的线性关系 ， 但随着渗透深度的增 加线性关系变差。这是因为氯离子渗 透深度受很多 因素的 影响， 当氯离子从环境中迁移到水泥基 材料 中时， 其 中的一 些氯离子会被水化产物吸附从而影响氯离子渗透的深度 2 。 另外 ， 氯离子的渗透深度还受到水泥用量| 2 、 水胶 比和外加 剂等因素的影响【 ， 而这些因素不会对水渗透产生影响。因 此 ， 要建立水渗透性指数与氯离子渗透深度之间的关系较为 困难 。 A u t o c l a m实验方法是在 I S A T基础上开发的单室表层 渗透性测试方法 ， 该方法与 I S AT有类似的缺点， 但它克服了 I S AT无法测试竖直面的弊端 ， 拓展了实验仪器的应用范围。 T o r r e n t 等口 依据 I S A T的原理 ， 提出一种两室的气体 测试方法 ， 简称 C o v e r c r e a t ， 此实验采用真空测试方法 ， 实验 示意图如图 3所示。首先打开 3调节阀， 在真空泵 的作用 下 ， 内外室的压力达到相 同值 ； 关闭调节 阀 3 ， 此时真空泵只 对外室工作 ， 使外室的压力为恒定值。侧 面的外界气体透过 混凝土试件只进入外室内， 从而保证内室的气体渗透路径为 其的正下方混凝土试件。同时通过压力记录仪记录 内室的 气压变化情况。 1 0 8 材料导报 A： 综述篇 2 0 1 3 年 1 1月( 上) 第 2 7卷第 1 1 期 3 一 w a y s t o p c o c k D i a p h r a g m pr es s ur e r e g u l a t o r 图 3 双室气体渗透原理示意图l_ 2 F i g 3 Pr i n c i p l e o f d o u b l e c h a mb e r v a c u u m c e l l t e s t P o i s s e u i l l e 方程为 ： 一d V 一 丝 二 ( 1 d t 2 v LPn 式中： d V 出是内室内气体体积随时间变化率； L是指气体渗 透深度与时间t 有关 ； P 。 是指内室压强 ； P 是指外室压强 ； A 为内室下表层混凝土面积( 4 6 5 1 0 _ 咭 m ) 。根据理想气体 方程 ， P V =n RT， 由于内室的体积一定 ， 因此 V=V。 ， 并根据 初始条件推导出式( 2 ) ： k 一 4 A ( PV c ( d P o d t) ) 1 _ ( 山( 2 ) 实验稳定状态为内外界压力相等 ， 此时 ， L =D。式中： V 是 内室的体积( 6 8 1 1 0 m 。 ) ， 是混凝土孔隙率。 该实验方法假设的条件很难达到， 仪器 固定在试件表面 以后 ， 内室的密封程度也无法验证。一旦气体从内室泄露到 外室 ， 若此时外界气体渗透速度又大于泄露速度 。则所测得 的数据的可靠性无法判断。且式( 2 ) 中的关键系数 e是被测 试件孔隙率 ， 它又会随被测试件不同而变化， 需要另外测试 ， 增加了实验的难度。 1 2 钻孔测试法 F i g g 等l_ 2 研发出可用于现场测试空气渗透和水渗透的 方法， 其原理如图4 和图 5 所示。F i g g 将压力 由1 5 k P a 升至 2 0 k P a所用的时间作为被测试样的气体渗透指标。图 6为 钻孔深度对气体 和水渗透的影响。钻孔深度对气体渗透的 影响较小 ， 而对水渗透的影响较大。气体渗透的路径是从试 件上表面到测试 区， 因此气体渗透与钻孔深度相关性不大； 而水渗透的渗透路径是从侧面到试验区 ， 因此当钻孔深度增 加时， 渗透截面积也相应增加所 以达到 目标压力所用的时间 相应的减少。 此方法操作简单， 目标压力较容易实现， 但其缺点是 ： ( 1 ) 塞子的密闭性较难保证 ， 塞子一旦漏气将会直接影 响到 实验结果的可靠性； ( 2 ) 试件的尺寸即孔壁到侧面距离也是 影响实验结果的关 键因素 ， 因为它直接决定气体渗透 的路 径； ( 3 ) 对于低渗透性的混凝土压力从 1 5 k P a升至 2 0 k P a ， 测 试所用的时间也较长。 图 4 F i g g水渗透性试验示意图 F i g 4 S c h e m a t i c i l l u s t r a t i o n o f F i g g wa t e r p e r me a b i l i t y t e s t 6 To p r e s s ga ug e 图 5 F i g g 气体渗透性试验示意图 “ F i g 5 S c h e ma t i c i l l us t r a t i o n o f F i g g g a s p e rm e a b i l i t y t e s t 6 _ 图6 孔洞深度对气体渗透和水渗透的影响 Fi g 6 Ef f e c t o f v a r i a t i o n i n d e p t h o f h o l e o n a i r a n d wa t e r pe rm e a bi l i t y 混凝土渗透性的就地测试方法综述 贾路风等 1 0 9 D h i r 等口 研究发现 F i g g 气体渗透指数与碳化深度之间 有很好的线性关 系， 与 Au t o c l a m试验所得结果相似。不同 的是两者的表征方式不同， Au t o c l a m试验方法 ( 表面测试法) 所用的渗透系数是用压力值 的对数值与时 间拟合的直线斜 率来表征 ， 而 F i g g试验所用的是在给定范围内压力变化所 用的时间来表征 。 C l a i s s e 等 2 在 F i g g 试验的基础上提出新 的气体渗透性 测试方法， 需先在混凝土试件表面钻直径 为 1 3 mm， 深度为 5 0 mm 的孔 ， 如图 7所示 。然后在这个孔对称的两侧各钻取 一 个深 5 0 mm， 直径 6 mm 的孔， 边洞距 中间洞的距 离为 5 O mm， 深度为 4 0 m m。依据达西定律和图 7的流动路径 ， 推导 出计算混凝土渗透系数的公式 ： ( P + P ) ( P 一 P 一 ( P P ) ( Pi + P ) e xp L E x 门I I高n) 一 L (1 - 1 l 式中： K是 固有渗透率 ， E是介质粘性 ， P是压力 ， x是高压 与低压间的距离， t 是所用时间。 可用在中孔进行加压和抽真空两种方法进行实验 ， 此方 法的优点在于气体渗透的几何路径相 比单孔 的 F i g g实验更 具体 ， 操作简单方便 ， 仪器简便易携带并且实验成本较低 ， 试 验测得的数据重复性较好 ； 缺点在于忽略了混凝土本身孔结 构中的气体作用。中孔加压 以后虽然与,F Y L 之 间形成压强 梯度 ， 由于混凝土孔结构 中存在气体从而使得混凝土间的压 力降低值不是线性的， 计算公式推导过程 中的许多假设也就 不成立。同时， 钻孔过程中可能影响到混凝 土的微观结构或 使混凝土中产生微裂缝而直接影响测试结果 ， 此实验方法不 适用于经过表面处理的混凝土_ 】 。 t=fe ll0l。 图 7 真空衰变测试法示意图 2 Fi g 7 P r i n c i p l e o f t h e v a c u u m d e c a y t e s t me t h o d Ma r t i n 等 2 。 提出一种在固定压力下用固定体积量的气 体由混凝土内部渗透到外部 。并记录所用时间， 以压力随时 间的降低值作为衡量混凝土渗透性的标准。该实验方法是 一 种较好 的实验室方法 ， 重复性强并且很灵敏 ， 可用来 测试 现场取回的混凝土芯样以判断现场混凝土的渗透性好坏 ， 但 现场取芯样可能已对混凝土样 内部结构造成破坏 ， 是一种有 损检测方法。 D h i r 等_ 2 。 0 在 I S AT基础上 ， 提出 C AT( C o v e r c r e t e a b s o r p t i o n t e s t ) 实验方法。该方法是在混凝土表面钻取一个 1 3 m m， 深 度为 5 0 mm 的孔。所 用 的实 验仪 器仍 然 为 I S AT试验仪 ， 并将入水管插入孔中， 这就避免 了表层混凝土 对吸水实验的影响。但钻孔可能会使其产生微裂缝直接影 响结果 ， 而且对于现场的混凝土结构， 直径 1 3 mm 的孔相 对较大， 会导致应力集中影 响混凝土 的性能。C AT法所测 得 的吸水指标比 I S A T法测得的数值要大。C l a i s s e 等_ 3 1 _ 研 究两者的相关性 ， C AT实验方法所测结果比 I S AT大是因为 混凝土在硬化过程中水分蒸发形成 的毛细孔通道最终都通 过表面通向外界 ， 表层混凝土 的空隙较多。C AT实验方法 在一定程度上能够反 映混凝土整体 的渗透性 ， C l a i s s e 等 3 1 也导出了更好的计算方程。同时 ， D i n k u 等L 3 利用该方法对 渗透性 进 行 了较深 入 的研 究 ， 他们 同样采 用 Ha g e n - P o i s e u i l l e 定律 ， 并运用 N 作为介质测试气体渗透系数 ， 当气流 达到稳定状态时 ： K 式 中： K 是气体渗透系数 ； 卵 为 N 。 的粘滞系数 ( 1 7 6 X1 0 N s m。 ) ； 是透过试件表面的气体体积 ； A 是气体渗透路 径的截面面积 ； L为路径长度 ； P 。 为大气压力 ； P 。 为平均压 力( 目 标压力和大气压力 的平均值) ； t 是时间。 V - ( 5 ) 式中： P 为开始压力 ； Pf 为 目标压力 ； 是测试容器 的体积 ( 9 4 1 0 m 3 ) 。由于 L和A 都很难精确地测量 ， 假设气体 通过图 8 所示路径渗透。由于实验结果的可重复性较差 ， 可 见假设的路径与真实情况有差距 。并且实验并没有考虑试 件本身是多孔材料 ， 其孔隙分布情况对气体的渗透性也有较 大影响； 另外 ， 试件尺寸以及钻孔位置都会影响到渗透路径 ， 因此该实验结果随机性较大。 O 1MPa - + _ +一 l 4mm 图 8 气体渗透路径图L 3 。 Fi g8 Ga s p e r me a t i o n p a t h d i a g r a m 1 3 离子迁移测试方法 氯离子在混凝土 中的迁移一直是 国内外学者研究的一 个热点 。史才军等r 3 对混凝土中氯离子迁移机理和实验 室测试方法进行过深入的分析和讨论 ， 对于现场测试离子迁 移方面的研究仍较少 。 P e r m i t 试验仪是基于氯离子电迁移 1 1 0 材料导报 A： 综述篇 2 0 1 3 年 1 1月( 上) 第 2 7卷第 1 1 期 原理进行测试 ， 仪器和实验原理如图 9所示 。仪器主体分为 内室和外室 ， 内室与电源正极相连， 外室与电源负极 相连。 试验开始时， 先对试样进行饱水。B a s h e e r 等 蜘建议常压饱 水的时间为 1 8 h ， 并得到氯离子扩散系数的计算公式为 ： D。 一 ! V d c ( 6 ) 式中： K 为 B o l t z m a n 常数( 1 3 8 1 1 0 。 J K ) ； T为绝对 温度 ； Z ， 为离子价位 为电子 电量( 1 6 l O 。 C ) ； U为电 极之间的电压； V、 l A 为仪器的固定参数 ； d c d t 为外室中氯 离子浓度的变化率( m o l L S ) 。 t o w o fc h J or i de s b et we en t he ce l l s t hr ou gh t he ne a r s ur f a c e c on cr et e 图 9 P e r mi t 试验 仪和 示意 图l 1 F i g 9 Pe r mi t t e s t i n g e q u i p me n t a n d s c h e ma t i c d i a g r a m 从式( 6 ) 中可以看出只有外室中氯离子浓度 的变化率为 未知数， 稳态阶段氯离子浓度的变化率与电导率的变化率有 关 ， 即： 车一 卓 d d f ( 7 ) 式中： s 为电导率 ， 而 h为修正 系数， 其值因地区的不同而有 差异。为得到 h的值 ， 需在稳态阶段每隔 1 5 mi n 测 1 次外室 氯离子浓度， 当浓度较小时氯离子浓度与 电导率呈线性关 系， 其斜率即为 h 。P e r mi t 离子迁移仪 的原理是电场加速条 件下测试非稳态扩散系数， 它可以解决以下几个 问题 ： ( 1 ) 通过监测电导率的变化来反映氯离子浓度的变化， 这种方法 反应灵敏 。若应用恰当可以免去氯离子分析过程。( 2 ) 该方 法记录试验过程 中出现的峰值电流， 可以反映混凝土的氯离 子渗透性 。根 据 电流值 和对应 的测试 时间 ， 可用 AS T M C 1 2 o 2中的方法计算 6 h通过试件表面的电量 ， 建立实验室 方法与现场测试方法的相关性。( 3 ) 进行现场测试离子渗透 性的可能性 。 这种实验方法的弊端是测试后将会有一部分氯离子留 在表层混凝土中， 为消除该部分氯离子对混凝土耐久性的影 响， B a s h e e r等l_ 3 。 又用极性反转的方法来去除混凝 土表层残 留的氯离子 ， 其过程较为复杂 ， 他们用硝酸根离子代替氯离 子成功地进行了实验。为尽可能地 降低或减少对原结构的 损害 ， 应采用对混凝土结果无损害的离子作为介质来实施实 验 。 得到 值的过程较为繁琐 ， 为此 ， Y a n g等l_ 3 对 P e r mi t 实验方法进行了改进并采用峰值电流作为计算氯离子迁移 系数的主变量 ， 得到 ： D r ， D p erm it = 0 8 藏者 p eak ( 8 ) 式中： z 是氯离子电位 ( 一1 ) ，F是法拉第常量 ( 9 6 5 1 0 C too 1 ) ， E是两极间电位( 6 0 V) ， C 一 是氯离子浓度 ， z A是仪 器的固定参数( 3 7 4 m ) ， j 是仪器所测得的峰值电流。 利用此改进方法可以减少中途取液滴定的过程 ， 可 以减 少试验量。Ya n g等 研究 P e r mi t 实验与 NE L方法发现两 者之间有较好的线性相关性 。Mi n g 等口 的研究也表明 P e r mi t 氯离子渗透系数与快速氯离子迁移法( RC M) 得到的迁 移系数之间有较好 的线性关系。这些说明 P e r mi t 氯离子渗 透方法与常用的实验室方法有较好的相关性 ， 可用来作为现 场测试混凝土氯离子渗透性的方法。 2 结语 本文对国内外可用于混凝土渗透性就地测试 的方法进 行 了综合评述， 大致可分为表面测试法和钻4 L N试法两 大 类 ， 通过对这些方法的分析和比较得出： ( 1 ) 表面测试法 中 A u t o c l a m测试方法操作简单应用范 围广。其测试方法 中的气体渗透和水渗透与混凝土碳化和 冻融循环的相关性较好 ， 因此可作为混凝土耐久性评判 的依 据。 ( 2 ) 钻孔测试法对结构物有一定 的损害 ， 并且不能测试 有表面处理的试件。水渗透测试必须保持测试面水平。且 钻孔深度对气体渗透影响不大但对水渗透影响较大 ， 因此水 渗透试验可选择改进的F i g g法 ， 在中央孔的两侧钻取 2个测 孔来辅助渗透， 可使得渗透的几何路径更 明确。而气体渗透 可选择单孔 的 F i g g实验方法 ， 既可减少对试件 的损害测试 结果也可靠 。 ( 3 ) 在就地离子渗透测试方面 ， P e r mi t 实验法是较好 的 测试方法 ， 但应使用无害离子介质如硝酸根离子 ， 以避免对 原混凝土结构的损害。 ( 4 ) 由于建立 A u t o c l a m水渗透系数与氯离子渗透深度 之间的关系较困难 以及 P e r mi t 测试所需的时间相对较长， 如 能建立 Au t o c l a m渗透系数与 P e r mi t 渗透系数之间的关系， 可缩短试验时间， 也可用 Au t o c l a m 渗透系数来表征混凝 土 中氯离子的渗透能力 。 尽管有许多可用于混凝土渗透性就地测试 的方法， 但大 部分还不完全成熟 ， 应解决以下问题 ： ( 1 ) 就地测试方法中， 表面测试方法较钻孔法对被测混 凝土的损害要更小， 并且可 以用来测试经 过表面处理的试 件， 因此其应用范围更广。但两者都存在一定的理论缺 陷， 如钻孔法试件应考虑孔隙中的气体的影响， 表面测试法的气 体渗透的几何路径的量化问题等 。 ( 2 ) 相 比较而言 A u t o c l a m试验仪测量更准确， 但单室测 试方法理论性差， 需要考虑介质渗透的几何路径和建立更精 确的理论模型。 ( 3 ) 就地测试方法中的 P e r mi t 实验所得渗透 系数并不能 直接用于混凝土服役寿命 的计算 ， 因此应建立 D 与氯离 混凝土渗透性的就地测试方法综述 贾路风等 子渗透深度和渗透速率之间的关系。 参考文献 1 Kh a t r i R，S i r i v i v a t n a n o n vEf f e c t o f c u r i n g o n wa t e r p e r me a b i l i t y o f c o n c r e t e s p r e p a r e d wi t h n o r ma l P o r t l a n d c e me n t a n d wi t h s l a g a n d s i l i c a f u me E J Ma g C o n c r R e s ， 1 9 9 7 ， 4 9 ( 1 8 0 ) ： 1 6 7 2 AS TM C8 0 5 2 S t a n d a r d t e s t me t h o d f o r r e b o u n d n u mb e r o f h a r d e n d c o n c r e t e s 1 P h i l a d e l p h i a ， 2 0 0 6 3 B u n g e y J H ，M i l l a r d S G，Gr a n t h a m M G_Te s t i n g o f c o n c r e t e i n s t r u c t u r e s l M 1 L o n d o n ： Ta y l o r F r a n c i s ， 2 0 0 6 4 吴慧敏新版混凝土无损检测技术 M 北京 ：中国环境 科学出版社， 2 0 0 2 ： 2 5 5 中华 人民共和 国行业 标准回弹法检测 混凝 土抗 压 强度技 术规程 S 北京： 中国建筑工业出版社， 2 0 0 2 6 覃维祖混凝土耐久性评估 ： 用试件还是用芯样 J 中国 混凝土与水泥制品协会会刊，2 0 1 0 ， 1 6 ( 1 0 ) ： 2 5 7 Xi a o J ，S h i C， W a n g D，e t a 1 Te s t i n g me t h o d s f o r d e t e rm i - n a t io n o f wa t e r - t o - c e me n t r a t i o o f f r e s h c o n c r e t e - A s h o r t r e v i e w J J C h i n e s e C e r a m S o c ，2 0 1 2 ， 4 0 ( 1 1 ) ： 1 5 7 6 8 AS TM C1 4 3 S t a n d a r d t e s t me t h o d f o r s l u mp o f h y d r a u l i c c e me n t c o n c r e t e S AS T M I n t e r n a t i o n a 1 we s t C o n s h o h o c k e n， P A， 2 0 0 4 9 Me h t a P K，e t a 1 Co n c r e t e：Mi c r o s t r u c t u r e ，p r o p e r t i e s ， a n d ma t e r i a l s r M L o n d o n ： Hi l l P r o f e s s i o n a l ， 2 0 0 6 ： 3 5 4 1 O刘书艳，史才军， 何富强， 等新拌水泥砂浆和混凝土中矿 物掺合料的定量测定 r J - 1 硅酸盐学报， 2 0 1 1 ， 3 9 ( 7 ) ： 1 1 8 9 1 1 G o t o S ，R o y D MTh e e f f e c t o f w c r a t i o a n d c u r i n g t e m p e r a t u r e o n t h e p e r me a b i l i t y o f h a r d e n e d c e me n t p a s t e J Ca m Co n c r Re s e a r c h， 1 9 8 1 ， 1 1 ( 4 ) ： 5 7 5 1 2 B a s h e e r P，Ba s h e e r L，Cl e l a n d D，e t a 1 S u r f a c e t r e a t me n t s f o r c o n c r e t e ：As s e s s me n t me t h o d s a n d r e p o r t e d p e r f o r ma n c e J C o n s t r B u i l d Ma t e r ， 1 9 9 7 ， 1 1 ( 7 ) ： 4 1 3 1 3 Le v i t t ， L No n - d e s t r u c t i v e t e s t i n g o f c o n c r e t e b y t h e i n i t i a 1 s u r f a c e a b s o r p t i o n me t h o d c P r o c e e d i n g s o f t h e P r o c S y mp o n NDT o f Co n c r e t e a n d Ti mb e r 。I n s t i t u t e o f Ci v i 1 En g n e e r