連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法及試驗(yàn)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法及試驗(yàn)裝置，分析方法包括以下步驟：(1)開(kāi)展連續(xù)濕度環(huán)境條件混凝土加速碳化試驗(yàn)；(2)繪制連續(xù)濕度環(huán)境條件情況圖；(3)分析連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土的碳化深度；(4)繪制混凝土碳化深度與連續(xù)相對(duì)濕度的關(guān)系曲線(xiàn)。該試驗(yàn)裝置包括碳化箱、高分子防水膜、氣泵系統(tǒng)、不銹鋼架和可升降相對(duì)濕度測(cè)試設(shè)備，該方法及裝置能夠有效地模擬出連續(xù)濕度環(huán)境條件，分析獲取連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土的碳化深度，從而能夠揭示連續(xù)濕度環(huán)境下混凝土碳化規(guī)律，為綜合分析和評(píng)估水工混凝土結(jié)構(gòu)和地下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性奠定基礎(chǔ)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法及試驗(yàn)裝 CP3 一、

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種混凝土碳化規(guī)律的分析方法及試驗(yàn)裝置，具體是一種連續(xù)濕度環(huán) 境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法及試驗(yàn)裝置。 二、

【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土碳化是混凝土耐久性指標(biāo)之一，碳化是指混凝土所處環(huán)境中的二氧化碳通 過(guò)混凝土孔隙和微裂縫進(jìn)入到混凝土內(nèi)部，在有水參與的情況下二氧化碳和混凝土孔溶液 中的堿性物質(zhì)發(fā)生碳化反應(yīng)，生成碳酸鈣，造成混凝土堿度下降，進(jìn)而造成混凝土中鋼筋的 破壞。
[0003] 環(huán)境相對(duì)濕度是混凝土碳化的主要影響因素之一?；炷撂蓟磻?yīng)需要在液相環(huán) 境中進(jìn)行，而這種液相環(huán)境正是由環(huán)境相對(duì)濕度決定的。當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度較大時(shí)，混凝土孔 隙水飽和度較高，二氧化碳在混凝土中的擴(kuò)散受阻，碳化速率較慢；但當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度過(guò)小 時(shí)，二氧化碳?xì)怏w雖然擴(kuò)散得較快，但由于濕度小，無(wú)法形成有效的碳化場(chǎng)所，碳化反應(yīng)也 較難進(jìn)行。
[0004] 處于水面附近的混凝土結(jié)構(gòu)，在距離水面不同高度遭受連續(xù)不同濕度條件的影 響；地下結(jié)構(gòu)中混凝土則長(zhǎng)期與土壤接觸，地下水位以上的混凝土結(jié)構(gòu)處于不同含水率的 土壤環(huán)境中，同樣處于連續(xù)濕度環(huán)境中。對(duì)于處于連續(xù)濕度環(huán)境條件下的水工結(jié)構(gòu)和地下 結(jié)構(gòu)的混凝土，由于濕度的差異導(dǎo)致同一混凝土結(jié)構(gòu)的不同部位碳化程度不同，進(jìn)而造成 整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性和服役壽命評(píng)估的偏差。因此，研究連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土的 碳化規(guī)律是開(kāi)展水工混凝土結(jié)構(gòu)和地下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性綜合評(píng)估和服役壽命預(yù)測(cè)研 究的重要基礎(chǔ)。
[0005] 然而，由于大氣中二氧化碳的濃度較低，混凝土的碳化過(guò)程非常緩慢，因此通常采 用將混凝土放置于具有高二氧化碳濃度的密閉空間的方式開(kāi)展加速碳化試驗(yàn)，以縮短混凝 土的碳化時(shí)間。
[0006] 目前，對(duì)于相對(duì)濕度對(duì)混凝土碳化影響的研究，研究成果主要是在單一相對(duì)濕度 環(huán)境條件下開(kāi)展碳化試驗(yàn)研究得到，這種試驗(yàn)通常采用恒溫恒濕的標(biāo)準(zhǔn)碳化箱，通過(guò)逐次 調(diào)節(jié)碳化箱中的相對(duì)濕度分批開(kāi)展碳化試驗(yàn)。然而，此類(lèi)試驗(yàn)只能逐次模擬某一相對(duì)濕度 的環(huán)境條件，無(wú)法形成連續(xù)濕度環(huán)境，難以有效分析連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土的碳化規(guī) 律。
[0007] 因此，針對(duì)連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法開(kāi)展研究，研發(fā)基于 連續(xù)濕度環(huán)境條件的混凝土加速碳化試驗(yàn)裝置，獲取混凝土在連續(xù)濕度環(huán)境條件下的碳化 規(guī)律，對(duì)綜合分析和評(píng)估水工混凝土結(jié)構(gòu)和地下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性具有重要的學(xué)術(shù)意義 和工程應(yīng)用價(jià)值。 三、


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法及試 驗(yàn)裝置，能夠有效獲取混凝土在連續(xù)濕度環(huán)境條件下的一系列碳化深度，開(kāi)展混凝土加速 碳化試驗(yàn)，依據(jù)取得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，綜合反映出連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土的碳化 規(guī)律。
[0009] 本發(fā)明通過(guò)以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的：一種連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化 規(guī)律的分析方法，包括以下步驟：
[0010] 1、開(kāi)展連續(xù)濕度環(huán)境條件混凝土加速碳化試驗(yàn)：選取干燥的棱柱體混凝土試塊， 用環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)垂直于試塊長(zhǎng)軸的2個(gè)端面進(jìn)行密封，保留與長(zhǎng)軸平行的4個(gè)面，將試塊以密 封面平行于環(huán)境中相對(duì)濕度梯度方向的方式置于連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的 分析方法的試驗(yàn)裝置中，并開(kāi)展加速碳化試驗(yàn)；
[0011] 2、繪制連續(xù)濕度環(huán)境條件情況圖：在碳化試驗(yàn)過(guò)程中，測(cè)定連續(xù)濕度環(huán)境條件中 沿相對(duì)濕度梯度方向的相對(duì)濕度值，并對(duì)多次測(cè)定得到的相對(duì)濕度值取平均值，繪制連續(xù) 濕度環(huán)境條件情況圖；
[0012] 3、分析連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土的碳化深度：達(dá)到期望碳化齡期時(shí)，從碳化箱 中取出試塊，將試塊沿相對(duì)濕度梯度方向劈裂，清理斷面后在斷面上噴上濃度為1 %的酚酞 酒精溶液，其中酒精溶液含20%蒸餾水，經(jīng)30s后，在顏色變化穩(wěn)定后的斷面上分別按一定 間距測(cè)定混凝土試塊斷面四條邊的碳化深度，并結(jié)合步驟2中獲取的連續(xù)濕度環(huán)境條件情 況，分析得到不同相對(duì)濕度環(huán)境條件下混凝土的碳化深度；
[0013] 4、繪制混凝土碳化深度與連續(xù)相對(duì)濕度的關(guān)系曲線(xiàn)：對(duì)同一相對(duì)濕度條件下對(duì)應(yīng) 的得到的兩個(gè)或多個(gè)混凝土碳化深度值取平均值，繪制混凝土碳化深度與連續(xù)相對(duì)濕度的 關(guān)系曲線(xiàn)。
[0014] 所述混凝土碳化深度是從混凝土表面沿混凝土表面法線(xiàn)方向到呈現(xiàn)深色的未碳 化區(qū)域之間的距離，當(dāng)測(cè)點(diǎn)處的未碳化區(qū)域分界線(xiàn)上剛好嵌有粗骨料顆粒，從該粗骨料顆 粒的兩側(cè)繪制虛擬未碳化區(qū)域分界線(xiàn)，此時(shí)混凝土碳化深度取從混凝土表面沿混凝土表面 法線(xiàn)方向到虛擬未碳化區(qū)域分界線(xiàn)之間的距離，碳化深度范圍為〇mm至150mm。
[0015] 所述期望碳化齡期范圍為28天至365天。
[0016] 所述混凝土試塊斷面四條邊碳化深度的測(cè)定間距選取0?30mm之間的某一數(shù)值， 且混凝土試塊斷面同一邊的測(cè)定間距應(yīng)該相等，不同邊的測(cè)定間距可以不相等。
[0017] 一種適用于所述的連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法的試驗(yàn)裝置， 包括碳化箱、高分子防水膜、氣泵系統(tǒng)、不銹鋼架和可升降相對(duì)濕度測(cè)試設(shè)備。所述高分子 防水膜鋪設(shè)在碳化箱底部，所述氣泵系統(tǒng)由氣泵、氣管和氣嘴組成，氣管一端連接氣泵，另 一端連接氣嘴，氣嘴均勻布置在水底，通過(guò)氣泵系統(tǒng)在水底泵氣，制造近水面高濕度環(huán)境， 不銹鋼架置于碳化箱底部的高分子防水膜上，所述可升降相對(duì)濕度測(cè)試設(shè)備由吊籃、相對(duì) 濕度計(jì)、細(xì)線(xiàn)和帶刻度細(xì)線(xiàn)收緊器組成，帶刻度細(xì)線(xiàn)收緊器固定于碳化箱外壁，相對(duì)濕度計(jì) 固定于吊籃上，細(xì)線(xiàn)一端連接吊籃、另一端連接帶刻度細(xì)線(xiàn)收緊器，通過(guò)細(xì)線(xiàn)控制吊籃的升 降改變相對(duì)濕度計(jì)的位置，測(cè)量碳化箱中不同高度處的相對(duì)濕度，獲取連續(xù)濕度環(huán)境條件。
[0018] 所述碳化箱內(nèi)設(shè)有溫度傳感器及溫度控制系統(tǒng)、二氧化碳濃度傳感器及二氧化碳 濃度控制系統(tǒng)、濕度傳感器及濕度控制系統(tǒng)，溫度傳感器和二氧化碳濃度傳感器均位于碳 化箱中部，濕度傳感器位于碳化箱頂部，溫度傳感器與溫度控制系統(tǒng)協(xié)同工作將碳化箱內(nèi) 的溫度控制在10°c?30°C范圍內(nèi)的某一溫度，精度為0. 5°C ;二氧化碳濃度傳感器與二氧 化碳濃度控制系統(tǒng)及外部二氧化碳供氣系統(tǒng)的協(xié)同工作將碳化箱內(nèi)的二氧化碳濃度即體 積百分比控制在10%?30%范圍內(nèi)的某一濃度，精度為0. 5% ;濕度傳感器與濕度控制系 統(tǒng)協(xié)同工作將碳化箱頂部的相對(duì)濕度控制在50%?90%范圍內(nèi)的某一相對(duì)濕度，精度為 2%。
[0019] 本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于：
[0020] 首次提供了連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法及試驗(yàn)裝置，能夠有 效地模擬出連續(xù)濕度環(huán)境，為研究連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土的碳化規(guī)律提供合適的環(huán)境 條件；能夠分層放置混凝土試塊，從而可以同時(shí)分析一系列連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土的 碳化規(guī)律；能夠升降相對(duì)濕度測(cè)試設(shè)備，測(cè)量出距離水面不同高度處的相對(duì)濕度值，獲取 連續(xù)濕度環(huán)境條件。該方法及裝置能夠有效開(kāi)展連續(xù)環(huán)境條件下混凝土碳化試驗(yàn)，并分析 獲取連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土的碳化深度，從而能夠揭示連續(xù)濕度環(huán)境下混凝土碳化規(guī) 律，為綜合分析和評(píng)估水工混凝土結(jié)構(gòu)和地下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性奠定基礎(chǔ)。 四、

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是適用于連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法的試驗(yàn)裝置示意 圖和實(shí)施例2的混凝土加速碳化試驗(yàn)示意圖。
[0022] 圖2是適用于連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法的試驗(yàn)裝置示意 圖和實(shí)施例3的混凝土加速碳化試驗(yàn)示意圖。
[0023] 圖3是實(shí)施例2的連續(xù)濕度環(huán)境條件情況圖。
[0024] 圖4是實(shí)施例2的不同相對(duì)濕度環(huán)境條件下混凝土試塊斷面91天碳化深度圖。
[0025] 圖5是實(shí)施例2的混凝土試塊斷面91天碳化深度與連續(xù)相對(duì)濕度的關(guān)系曲線(xiàn)圖。
[0026] 圖6是實(shí)施例3的連續(xù)濕度環(huán)境條件情況圖。
[0027] 圖7是實(shí)施例3的不同相對(duì)濕度環(huán)境條件下混凝土試塊斷面91天碳化深度圖。
[0028] 圖8是實(shí)施例3的混凝土試塊斷面91天碳化深度與連續(xù)相對(duì)濕度的關(guān)系曲線(xiàn)圖。 五、

【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的裝置和技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0030] 實(shí)施例1
[0031] 對(duì)照?qǐng)D1和圖2,本發(fā)明所述的適用于連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分 析方法的試驗(yàn)裝置，由碳化箱1、高分子防水膜2、氣泵3、氣管4、氣嘴5、不銹鋼架6、吊籃9、 相對(duì)濕度計(jì)10、帶刻度細(xì)線(xiàn)收緊器11、細(xì)線(xiàn)12、溫度傳感器13、溫度控制系統(tǒng)14、二氧化碳 濃度傳感器15、二氧化碳濃度控制系統(tǒng)16、濕度傳感器17、濕度控制系統(tǒng)18和外部二氧化 碳供氣系統(tǒng)19構(gòu)成，具體結(jié)構(gòu)和連接方式為：
[0032] 所述高分子防水膜2鋪設(shè)在碳化箱1底部，鋪設(shè)完成后向碳化箱1中加入蒸餾水 8,所述氣泵系統(tǒng)由氣泵3、氣管4和氣嘴5組成，氣管4 一端連接氣泵3,另一端連接氣嘴5， 氣嘴5均勻布置在水底，通過(guò)氣泵系統(tǒng)在水底泵氣，制造近水面高濕度環(huán)境，不銹鋼架6置 于碳化箱底部的高分子防水膜2上。不銹鋼架6尺寸和形狀根據(jù)混凝土試塊的形狀確定， 用于分層支撐混凝土試塊。所述可升降相對(duì)濕度測(cè)試設(shè)備由吊籃9、相對(duì)濕度計(jì)10、帶刻度 細(xì)線(xiàn)收緊器11和細(xì)線(xiàn)12組成，帶刻度細(xì)線(xiàn)收緊器11固定于碳化箱外壁，相對(duì)濕度計(jì)10固 定于吊籃9上，細(xì)線(xiàn)12 -端連接吊籃9、另一端連接帶刻度細(xì)線(xiàn)收緊器11，通過(guò)細(xì)線(xiàn)12控 制吊籃9的升降改變相對(duì)濕度計(jì)10的位置，測(cè)量碳化箱中不同高度處的相對(duì)濕度，獲取連 續(xù)濕度環(huán)境條件。
[0033] 所述碳化箱1內(nèi)設(shè)有溫度傳感器13及溫度控制系統(tǒng)14、二氧化碳濃度傳感器15 及二氧化碳濃度控制系統(tǒng)16、濕度傳感器17及濕度控制系統(tǒng)18,溫度傳感器和二氧化碳濃 度傳感器均位于碳化箱中部，濕度傳感器位于碳化箱頂部，溫度傳感器與溫度控制系統(tǒng)協(xié) 同工作將碳化箱內(nèi)的溫度控制在l〇°C?30°C范圍內(nèi)的某一溫度，精度為0. 5°C ;二氧化碳 濃度傳感器與二氧化碳濃度控制系統(tǒng)及外部二氧化碳供氣系統(tǒng)19的協(xié)同工作將碳化箱內(nèi) 的二氧化碳濃度即體積百分比控制在10%?30%范圍內(nèi)的某一濃度，精度為0. 5% ;濕度 傳感器與濕度控制系統(tǒng)協(xié)同工作將碳化箱頂部的相對(duì)濕度控制在50%?90 %范圍內(nèi)的某 一相對(duì)濕度，精度為2%。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 本實(shí)施例為連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法的具體實(shí)例，包括以 下步驟：
[0036] 1、開(kāi)展連續(xù)濕度環(huán)境條件混凝土加速碳化試驗(yàn)：
[0037] 選取一塊干燥的、齡期為28天、尺寸為lOOmmX lOOmmX 300mm的棱柱體混凝土試 土夬，該混凝土試塊按水：水泥：粉煤灰：礦渣：砂：碎石的質(zhì)量比為1:1:〇. 5:0. 17:4. 69:7. 64 的配合比制備，用環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)垂直于試塊長(zhǎng)軸的2個(gè)端面進(jìn)行密封，保留與長(zhǎng)軸平行的4個(gè) 面，然后將試塊置于連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法的試驗(yàn)裝置中，此時(shí)， 碳化箱中相對(duì)濕度梯度方向與水面垂直，試驗(yàn)時(shí)將試塊以密封面平行于環(huán)境中相對(duì)濕度梯 度方向的方式置于單層不銹鋼架上，往碳化箱中加蒸餾水至水面覆蓋混凝土試塊1/2高度 處，即混凝土試塊頂部距水面50mm，如圖1所示，開(kāi)啟氣泵系統(tǒng)形成人工模擬連續(xù)濕度環(huán) 境，啟動(dòng)碳化箱進(jìn)行人工連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土加速碳化試驗(yàn)，設(shè)定碳化箱內(nèi)的溫度 為20°C ±2°C，二氧化碳濃度為20% ±2%，設(shè)定碳化箱頂部的相對(duì)濕度為70% ±3%。
[0038] 2、繪制連續(xù)濕度環(huán)境條件情況圖：
[0039] 在碳化試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)碳化箱內(nèi)相對(duì)濕度計(jì)的高度，測(cè)定試塊高度范圍內(nèi) 沿相對(duì)濕度梯度方向的相對(duì)濕度值，并對(duì)多次測(cè)定得到的相對(duì)濕度值取平均值，繪制連續(xù) 濕度環(huán)境條件情況圖，如圖3所示；
[0040] 3、分析連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土的碳化深度：
[0041] 碳化齡期達(dá)到91天后，從碳化箱中取出試塊，將試塊沿相對(duì)濕度梯度方向劈裂， 清理斷面后在斷面上噴上濃度為1 %的酚酞酒精溶液，其中酒精溶液含20%蒸餾水，經(jīng)30s 后，在顏色變化穩(wěn)定后的斷面上分別測(cè)定混凝土試塊斷面四條邊的碳化深度，其中，碳化深 度是從混凝土表面沿混凝土表面法線(xiàn)方向到呈現(xiàn)深色的未碳化區(qū)域之間的距離，當(dāng)測(cè)點(diǎn)處 的未碳化區(qū)域分界線(xiàn)上剛好嵌有粗骨料顆粒，從該粗骨料顆粒的兩側(cè)繪制虛擬未碳化區(qū)域 分界線(xiàn)，此時(shí)混凝土碳化深度取從混凝土表面沿混凝土表面法線(xiàn)方向到虛擬未碳化區(qū)域分 界線(xiàn)之間的距離，由于本實(shí)施例中混凝土試塊的底面和兩個(gè)側(cè)面的下半部分位于水下，且 水下區(qū)域均為深色無(wú)碳化區(qū)域，因此只需測(cè)量混凝土試塊斷面的頂面和兩個(gè)側(cè)面上半部分 的碳化深度，其中對(duì)于混凝土試塊斷面的兩個(gè)側(cè)面上半部分，用游標(biāo)卡尺按5mm的間距測(cè) 定混凝土碳化區(qū)的碳化深度，對(duì)于混凝土試塊斷面的頂面，用游標(biāo)卡尺按17mm的間距測(cè)定 混凝土碳化區(qū)的碳化深度，然后結(jié)合步驟2中獲取的混凝土試塊不同高度處的連續(xù)濕度環(huán) 境條件情況，分析得到不同相對(duì)濕度環(huán)境條件下混凝土的碳化深度，如圖4所示；
[0042] 4、繪制混凝土碳化深度與連續(xù)相對(duì)濕度的關(guān)系曲線(xiàn)：
[0043] 對(duì)于混凝土試塊斷面的側(cè)面，對(duì)每一個(gè)相對(duì)濕度條件對(duì)應(yīng)的2個(gè)混凝土碳化深度 值取平均值；而由于混凝土試塊斷面的頂面處于同一個(gè)相對(duì)濕度條件，對(duì)頂面測(cè)得的6個(gè) 混凝土碳化深度值取平均值，繪制混凝土碳化深度與連續(xù)相對(duì)濕度的關(guān)系曲線(xiàn)，如圖5所 /_J、1 〇
[0044] 實(shí)施例3
[0045] 本實(shí)施例為連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法的又一具體實(shí)例，包 括以下步驟：
[0046] 1、開(kāi)展連續(xù)濕度環(huán)境條件混凝土加速碳化試驗(yàn)：
[0047] 選取一塊干燥的、齡期為28天、尺寸為lOOmmX lOOmmX 300mm的棱柱體混凝土試 塊，該混凝土試塊按水：水泥：粉煤灰：礦渣：砂：碎石的質(zhì)量比為1:1. 33:0. 33:4. 69:7. 64 的配合比制備，用環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)垂直于試塊長(zhǎng)軸的2個(gè)端面進(jìn)行密封，保留與長(zhǎng)軸平行的4個(gè) 面，然后將試塊置于連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法的試驗(yàn)裝置中，此時(shí)， 碳化箱中相對(duì)濕度梯度方向與水面垂直，試驗(yàn)時(shí)將試塊以密封面平行于環(huán)境中相對(duì)濕度 梯度方向的方式置于第二層不銹鋼架上，往碳化箱中加蒸餾水至水面距試塊底部為100mm 處，如圖2所示，開(kāi)啟氣泵系統(tǒng)形成人工模擬連續(xù)濕度環(huán)境，啟動(dòng)碳化箱進(jìn)行人工連續(xù)濕 度環(huán)境條件下混凝土加速碳化試驗(yàn)，設(shè)定碳化箱內(nèi)的溫度為20°C ±2°C，二氧化碳濃度為 20% ±2%，設(shè)定碳化箱頂部的相對(duì)濕度為70% ±3%。
[0048] 2、繪制連續(xù)濕度環(huán)境條件情況圖：
[0049] 在碳化試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)碳化箱內(nèi)相對(duì)濕度計(jì)的高度，測(cè)定試塊高度范圍內(nèi) 沿相對(duì)濕度梯度方向的相對(duì)濕度值，并對(duì)多次測(cè)定得到的相對(duì)濕度值取平均值，繪制連續(xù) 濕度環(huán)境條件情況圖，如圖6所示；
[0050] 3、分析連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土的碳化深度：
[0051] 碳化齡期達(dá)到91天后，從碳化箱中取出試塊，將試塊沿相對(duì)濕度梯度方向劈裂， 清理斷面后在斷面上噴上濃度為1 %的酚酞酒精溶液，其中酒精溶液含20%蒸餾水，經(jīng)30s 后，在顏色變化穩(wěn)定后的斷面上分別測(cè)定混凝土試塊斷面四條邊的碳化深度，其中，碳化深 度是從混凝土表面沿混凝土表面法線(xiàn)方向到呈現(xiàn)深色的未碳化區(qū)域之間的距離，當(dāng)測(cè)點(diǎn)處 的未碳化區(qū)域分界線(xiàn)上剛好嵌有粗骨料顆粒，從該粗骨料顆粒的兩側(cè)繪制虛擬未碳化區(qū)域 分界線(xiàn)，此時(shí)混凝土碳化深度取從混凝土表面沿混凝土表面法線(xiàn)方向到虛擬未碳化區(qū)域分 界線(xiàn)之間的距離，其中對(duì)于混凝土試塊斷面的兩個(gè)側(cè)面，用游標(biāo)卡尺按l〇mm的間距測(cè)定碳 化深度，對(duì)于混凝土試塊斷面的頂面，用游標(biāo)卡尺按1〇_的間距測(cè)定混凝土碳化區(qū)的碳化 深度，對(duì)于混凝土試塊斷面的底面，用游標(biāo)卡尺按14_的間距測(cè)定混凝土碳化區(qū)的碳化深 度，然后結(jié)合步驟2中獲取的混凝土試塊不同高度處的連續(xù)濕度環(huán)境條件情況，分析得到 不同相對(duì)濕度環(huán)境條件下混凝土的碳化深度，如圖7所示；
[0052] 4、繪制混凝土碳化深度與連續(xù)相對(duì)濕度的關(guān)系曲線(xiàn)：
[0053] 對(duì)于混凝土試塊斷面的側(cè)面，對(duì)每一個(gè)相對(duì)濕度條件對(duì)應(yīng)的2個(gè)混凝土碳化深度 值取平均值；而由于混凝土試塊斷面的頂面和底面均各自處于同一個(gè)相對(duì)濕度條件，對(duì)頂 面和底面分別測(cè)得的7個(gè)混凝土碳化深度值取平均值，繪制混凝土碳化深度與連續(xù)相對(duì)濕 度的關(guān)系曲線(xiàn)，如圖8所示。
【權(quán)利要求】
1. 一種連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法，其特征在于，包括以下步 驟： 1. 1、開(kāi)展連續(xù)濕度環(huán)境條件混凝土加速碳化試驗(yàn)：選取干燥的棱柱體混凝土試塊，用 環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)垂直于試塊長(zhǎng)軸的2個(gè)端面進(jìn)行密封，保留與長(zhǎng)軸平行的4個(gè)面，將試塊以密封 面平行于環(huán)境中相對(duì)濕度梯度方向的方式置于連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分 析方法的試驗(yàn)裝置中，并開(kāi)展加速碳化試驗(yàn)； 1. 2、繪制連續(xù)濕度環(huán)境條件情況圖：在碳化試驗(yàn)過(guò)程中，測(cè)定連續(xù)濕度環(huán)境條件中沿 相對(duì)濕度梯度方向的相對(duì)濕度值，并對(duì)多次測(cè)定得到的相對(duì)濕度值取平均值，繪制連續(xù)濕 度環(huán)境條件情況圖； 1. 3、分析連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土的碳化深度：達(dá)到期望碳化齡期時(shí)，從碳化箱中 取出試塊，將試塊沿相對(duì)濕度梯度方向劈裂，清理斷面后在斷面上噴上濃度為1 %的酚酞酒 精溶液，其中酒精溶液含20%蒸餾水，經(jīng)30s后，在顏色變化穩(wěn)定后的斷面上分別按一定 間距測(cè)定混凝土試塊斷面四條邊的碳化深度，并結(jié)合步驟2中獲取的連續(xù)濕度環(huán)境條件情 況，分析得到不同相對(duì)濕度環(huán)境條件下混凝土的碳化深度； 1. 4、繪制混凝土碳化深度與連續(xù)相對(duì)濕度的關(guān)系曲線(xiàn)：對(duì)同一相對(duì)濕度條件下對(duì)應(yīng)的 得到的兩個(gè)或多個(gè)混凝土碳化深度值取平均值，繪制混凝土碳化深度與連續(xù)相對(duì)濕度的關(guān) 系曲線(xiàn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法，其特征在 于，所述混凝土碳化深度是從混凝土表面沿混凝土表面法線(xiàn)方向到呈現(xiàn)深色的未碳化區(qū)域 之間的距離，當(dāng)測(cè)點(diǎn)處的未碳化區(qū)域分界線(xiàn)上剛好嵌有粗骨料顆粒，從該粗骨料顆粒的兩 側(cè)繪制虛擬未碳化區(qū)域分界線(xiàn)，此時(shí)混凝土碳化深度取從混凝土表面沿混凝土表面法線(xiàn)方 向到虛擬未碳化區(qū)域分界線(xiàn)之間的距離，碳化深度范圍為〇_至150_。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法，其特征在 于，所述期望碳化齡期范圍為28天至365天。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法，其特征在 于，所述混凝土試塊斷面四條邊碳化深度的測(cè)定間距選取0?30mm之間的某一數(shù)值，且混 凝土試塊斷面同一邊的測(cè)定間距應(yīng)該相等，不同邊的測(cè)定間距可以不相等。
5. -種適用于權(quán)利要求1所述的連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法的 試驗(yàn)裝置，包括碳化箱、高分子防水膜、氣泵系統(tǒng)、不銹鋼架和可升降相對(duì)濕度測(cè)試設(shè)備，其 特征在于，所述高分子防水膜鋪設(shè)在碳化箱底部，所述氣泵系統(tǒng)由氣泵、氣管和氣嘴組成， 氣管一端連接氣泵，另一端連接氣嘴，氣嘴均勻布置在水底，通過(guò)氣泵系統(tǒng)在水底泵氣，制 造近水面高濕度環(huán)境，不銹鋼架置于碳化箱底部的高分子防水膜上，所述可升降相對(duì)濕度 測(cè)試設(shè)備由吊籃、相對(duì)濕度計(jì)、細(xì)線(xiàn)和帶刻度細(xì)線(xiàn)收緊器組成，帶刻度細(xì)線(xiàn)收緊器固定于碳 化箱外壁，相對(duì)濕度計(jì)固定于吊籃上，細(xì)線(xiàn)一端連接吊籃、另一端連接帶刻度細(xì)線(xiàn)收緊器， 通過(guò)細(xì)線(xiàn)控制吊籃的升降改變相對(duì)濕度計(jì)的位置，測(cè)量碳化箱中不同高度處的相對(duì)濕度， 獲取連續(xù)濕度環(huán)境條件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)濕度環(huán)境條件下混凝土碳化規(guī)律的分析方法的試驗(yàn)裝 置，其特征在于，所述碳化箱內(nèi)設(shè)有溫度傳感器及溫度控制系統(tǒng)、二氧化碳濃度傳感器及二 氧化碳濃度控制系統(tǒng)、濕度傳感器及濕度控制系統(tǒng)，溫度傳感器和二氧化碳濃度傳感器均 位于碳化箱中部，濕度傳感器位于碳化箱頂部，溫度傳感器與溫度控制系統(tǒng)協(xié)同工作將碳 化箱內(nèi)的溫度控制在10°c?30°C范圍內(nèi)的某一溫度，精度為0. 5°C ;二氧化碳濃度傳感器 與二氧化碳濃度控制系統(tǒng)及外部二氧化碳供氣系統(tǒng)的協(xié)同工作將碳化箱內(nèi)的二氧化碳濃 度即體積百分比控制在10%?30%范圍內(nèi)的某一濃度，精度為0. 5% ;濕度傳感器與濕度 控制系統(tǒng)協(xié)同工作將碳化箱頂部的相對(duì)濕度控制在50%?90%范圍內(nèi)的某一相對(duì)濕度， 精度為2%。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK104155434SQ201410414360
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】陳正, 莫林, 楊綠峰, 萬(wàn)翔, 馮慶革, 喬永平, 易超凡 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)