水泥基滲透結(jié)晶型**材料試驗(yàn)方法探討

時(shí)間：2013-06-09作者：北京凱木斯新型建材有限公司瀏覽：20

水泥基滲透結(jié)晶型**材料試驗(yàn)方法探討

摘要：主要討論水泥基滲透結(jié)晶型**材料的試驗(yàn)方法，包括材料本身的勻質(zhì)性試驗(yàn)、物理力學(xué)性能試驗(yàn)、抗?jié)B試驗(yàn)、滲透深度測試的方法。材料性能的測試方法很多，要尋求能反映水泥基滲透結(jié)晶型**材料特點(diǎn)的試驗(yàn)方法，以便為標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供幫助。

關(guān)鍵詞：水泥基；滲透結(jié)晶型**材料；試驗(yàn)方法；抗?jié)B；滲透深度；勻質(zhì)性

前言

水泥基滲透結(jié)晶型**材料地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)自2002年3月正式實(shí)施以來，該產(chǎn)品的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，尤其在地下、橋梁、大壩、水池等**工程中用量日益增大。隨著這幾年該類產(chǎn)品的大量發(fā)展，產(chǎn)品的檢測任務(wù)越來越多，各生產(chǎn)、使用、研究單位對材料的試驗(yàn)工作日益增多，原標(biāo)準(zhǔn)中的一些試驗(yàn)方法周期較長、基準(zhǔn)材料不易控制等問題，也逐步得到反映。另外，也出現(xiàn)其他種類**材料套用該標(biāo)準(zhǔn)，**合格報(bào)告后假冒該材料進(jìn)入工程的情況，嚴(yán)重?cái)_亂了市場。當(dāng)務(wù)之急，是尋求較好的試驗(yàn)方法來準(zhǔn)確反映水泥基滲透結(jié)晶型材料的特點(diǎn)，以使其與其它種類的**材料明確區(qū)別開來。本文將針對大家對標(biāo)準(zhǔn)中反映較多的試驗(yàn)方法，作一些介紹，并提出一些新的試驗(yàn)方法供大家參考

1、勻質(zhì)性試驗(yàn)

產(chǎn)品勻質(zhì)性指標(biāo)的設(shè)立主要是為了生產(chǎn)單位控制產(chǎn)品的質(zhì)量，在國外的外加劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中主要在FPC（工廠生產(chǎn)控制）中有要求。這部分的試驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)立和試驗(yàn)方法主要參考了GB8077－2000《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》。由于水泥基滲透結(jié)晶型**材料產(chǎn)品的特殊性，每個(gè)生產(chǎn)廠產(chǎn)品的原料、配方、生產(chǎn)工藝的差異對勻質(zhì)性指標(biāo)的某些性能都會(huì)造成很大的波動(dòng)，要確定一個(gè)**值非常困難。我們需要對某些有害成分確定一個(gè)限值，而一些生產(chǎn)控制的指標(biāo)如細(xì)度應(yīng)該設(shè)立一個(gè)波動(dòng)范圍。

水泥基滲透結(jié)晶型**材料均是粉狀材料，含水量和細(xì)度的測試在出廠檢驗(yàn)中是**的。在目前的地區(qū)或行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，含水量的測定一般都采用105℃烘箱烘至恒重，通過測定前后兩次材料的質(zhì)量來確定。在外加劑標(biāo)準(zhǔn)中，含水量指標(biāo)也是規(guī)定了一個(gè)波動(dòng)范圍（生產(chǎn)廠控制值的5％之內(nèi)）。當(dāng)產(chǎn)品的含水量較小時(shí)，5％的波動(dòng)范圍就非常小，可能會(huì)小于檢測的精度，建議可以對該項(xiàng)指標(biāo)確定一個(gè)上限，而不要采用上下波動(dòng)范圍的形式。細(xì)度的試驗(yàn)方法有很多，比較簡便的方法還是采用試驗(yàn)篩，對于篩子的孔徑大小，還需要根據(jù)產(chǎn)品的不同進(jìn)行調(diào)整。目前的產(chǎn)品中，各個(gè)廠的細(xì)度是有較大差異的，很難說明細(xì)度的大小對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，設(shè)立此項(xiàng)檢驗(yàn)的目的，主要是對同一廠家的同一類型產(chǎn)品，規(guī)定其細(xì)度應(yīng)該在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，不能因?yàn)樵牧系牟▌?dòng)而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。對于不同的生產(chǎn)廠家，可以選擇不同的篩子孔徑，來控制篩余物含量。

氯離子含量和總堿量對于摻入混凝土中的**劑來說，是需要嚴(yán)格控制的，其測試方法目前還是參照混凝土外加劑標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)較新的資料顯示，GB8077的修訂將主要參照EN934－2：2001《混凝土、砂漿和水泥凈漿外加劑的定義、要求、勻質(zhì)性、特性、標(biāo)記》。對其指標(biāo)的確立需要大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，如果采用原來的控制波動(dòng)范圍的方法，對于一些含量較低的產(chǎn)品，可能無法達(dá)到，或者此波動(dòng)范圍小于檢測精度，可操作性不強(qiáng)。對于涂料產(chǎn)品來說，是否需要控制這兩項(xiàng)指標(biāo)以及指標(biāo)的高低，也需要進(jìn)行驗(yàn)證。

2、物理力學(xué)性能

對于水泥基滲透結(jié)晶型**涂料產(chǎn)品來說，其產(chǎn)品本身是一種砂漿類材料，有一定的強(qiáng)度，施工時(shí)要考慮可操作時(shí)間，涂抹后要考慮粘結(jié)性能。根據(jù)這些要求，在標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)定了凝結(jié)時(shí)間、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、濕基面粘結(jié)強(qiáng)度等試驗(yàn)項(xiàng)目，考慮到此類產(chǎn)品添加的砂一般較細(xì)，所以采用的試驗(yàn)方法主要參照水泥的方法。這幾年，國內(nèi)干混砂漿產(chǎn)品發(fā)展很快，各種特種干混砂漿產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)頒布，有許多新的試驗(yàn)方法。從產(chǎn)品類型來說，水泥基滲透結(jié)晶型**材料也是一種干混砂漿產(chǎn)品，很多試驗(yàn)方法可以參照其它產(chǎn)品的方法進(jìn)行。下面介紹幾種試驗(yàn)方法供修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)參考。

2.1粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)

目前的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法是8字模拉伸試驗(yàn)方法，在8字模中放入一半的基準(zhǔn)砂漿，另一半用水泥基滲透結(jié)晶型材料。其界面面積只有500mm2，試驗(yàn)誤差較大，而且8字模試驗(yàn)國內(nèi)已較少采用。對于水泥基滲透結(jié)晶型**涂料產(chǎn)品來說，一般的涂層厚度較小，大概在1～2mm.**采用水泥基自流平砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度測試方法，比較簡便，也符合涂料產(chǎn)品的特點(diǎn)。

1）拉伸粘結(jié)強(qiáng)度測試儀器

拉伸粘結(jié)強(qiáng)度使用的測試儀器應(yīng)有足夠的靈敏度及量程，應(yīng)能通過適宜的連接方式并不產(chǎn)生任何彎曲應(yīng)力，加荷速度250±50N／s，儀器精度1％，破壞荷載在其量程的20％～80％。

2）拉伸粘結(jié)強(qiáng)度成型框

拉伸粘結(jié)強(qiáng)度成型框由硅橡膠或硅酮密封材料制成（如圖1），表面平整光滑，并**砂漿不從成型框與混凝土板之間流出?？壮叽?*至±0.2mm，孔徑50mm×50mm；厚度3mm.

3）拉拔接頭

尺寸為（50±1）mm×（50±1）mm，并有足夠強(qiáng)度的正方形鋼板，較小厚度10mm，有與測試儀器相連接的部件。

4）試件制備

將成型框放在混凝土板成型面上，將按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定制備好的試樣倒入成型框中，抹平，放置24h后出模，10個(gè)試件為一組（如圖2）。脫模后的試件在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下放置到27d齡期后，用砂紙打磨掉表面的浮漿，然后用適宜的高強(qiáng)粘結(jié)劑將拉拔接頭粘結(jié)在試樣成型面上，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下繼續(xù)放置24h后試驗(yàn)。

5）粘結(jié)強(qiáng)度計(jì)算按公式（1）：

P＝F／S（1）式中：P—拉伸粘結(jié)強(qiáng)度，單位MPa；F較大破壞荷載，單位為N；5—粘結(jié)面積，單位2500mm2.試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算**至0.1MPa.

該方法采用標(biāo)準(zhǔn)混凝土板，混凝土板由**工廠生產(chǎn)，能**質(zhì)量的穩(wěn)定。砂漿產(chǎn)品的厚度只有3mm，比較接近實(shí)際工程的情況。

2.2可操作時(shí)間

規(guī)定凝結(jié)時(shí)間的目的主要是為了實(shí)際工程施工的需要。目前的標(biāo)準(zhǔn)參照了水泥凈漿凝結(jié)時(shí)間測定的方法。根據(jù)這幾年的試驗(yàn)，由于此類材料具有觸變特性，測試初凝時(shí)間時(shí)，會(huì)造成一定的誤差。另外部分產(chǎn)品終凝時(shí)間較長，國內(nèi)測試單位一般采用人工測試，很少用全自動(dòng)測試儀，這樣就會(huì)帶來很大的不便，測試人員要經(jīng)常晚上加班。建議標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)，引入可操作時(shí)間的測試，具體怎樣測試，可以通過驗(yàn)證試驗(yàn)確定。筆者認(rèn)為有幾種方法可以采用：一是通過流動(dòng)度損失來確定，規(guī)定初時(shí)流動(dòng)度，一定時(shí)間后流動(dòng)度損失不**過規(guī)定的要求。二是采用刷涂性試驗(yàn)，初始時(shí)在混凝土板上刷涂—遍，間隔一定時(shí)間后，再次刷涂一遍，如能順利刷涂，則可判斷操作時(shí)間合格。

2.3強(qiáng)度檢驗(yàn)

材料本體的強(qiáng)度試驗(yàn)，目前比較成熟的方法還是參照水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)，即三聯(lián)模的強(qiáng)度試驗(yàn)。不過建議標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)取消對抗折強(qiáng)度的要求，因?yàn)閷?shí)際意義不大。

3、抗?jié)B試驗(yàn)

目前采用的試驗(yàn)方法主要參考GBJ82－85《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》的標(biāo)準(zhǔn)，將混凝土做成圓臺(tái)型試件，每六個(gè)為一組，放置在**的抗?jié)B儀上，以一定的時(shí)間周期加水壓進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)的試驗(yàn)方法主要針對自拌混凝土，是在強(qiáng)度等級也不是很高的情況下出臺(tái)的。經(jīng)過20年的發(fā)展，目前有抗?jié)B要求的混凝土大多是C30以上的泵送混凝土，混凝土的配比也發(fā)生了很大的變化，一般都使用了混凝土外加劑和礦物摻合料，混凝土的密實(shí)性能大大提高，通過這種方法檢驗(yàn)混凝土抗?jié)B性能，一般都能**過1.2MPa，而設(shè)計(jì)要求一般僅要求0.6～0.8MPa，所以這幾年建工部門的意見是取消混凝土抗?jié)B性試驗(yàn)。另外造成現(xiàn)場結(jié)構(gòu)自**混凝土滲水的主要原因也不是混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)分布，而是由于溫差、收縮或者荷載造成的裂縫，各種原因造成的混凝土裂縫甚至是微小裂縫會(huì)引起比較嚴(yán)重的滲漏現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)室的抗?jié)B試驗(yàn)是通過高壓水貫穿混凝土內(nèi)部的微細(xì)孔道，不能真實(shí)反映混凝土的裂縫情況。水泥基滲透結(jié)晶型**涂料的作用是通過活性物質(zhì)的滲透進(jìn)入混凝土內(nèi)部的微細(xì)裂縫，通過化學(xué)反應(yīng)生成結(jié)晶物質(zhì)，修補(bǔ)裂縫，它和一般的憎水性材料改變毛細(xì)孔的表面張力、阻止水分進(jìn)入從而達(dá)到**作用是*不一樣的。水泥基滲透結(jié)晶性**材料能通過化學(xué)反應(yīng)堵塞毛細(xì)孔道，較重要的是能修補(bǔ)一定寬度的裂縫。我們的試驗(yàn)方法如何反應(yīng)材料的這種特性，很值得大家探討。筆者設(shè)想可以制作一些切割了一定縫寬的砂漿抗?jié)B試件進(jìn)行涂層試驗(yàn)，通過一定時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，試驗(yàn)其抗?jié)B性能的恢復(fù)能力。也可以采用氯離子滲透試驗(yàn)來檢驗(yàn)，氯離子的滲透能力比水要大得多，比較容易區(qū)分滲透結(jié)晶型材料對混凝土密實(shí)性的提高。

4、滲透深度

對于滲透結(jié)晶型材料，大家討論比較多的問題就是滲透深度。目前還沒有一種非常簡便有效的方法來檢驗(yàn)活性物質(zhì)的滲透深度。一方面，到底是哪種活性物質(zhì)起主要作用，我們還不知道；另一方面，該種物質(zhì)是通過混凝土發(fā)生作用的，其產(chǎn)生的結(jié)晶物質(zhì)，混凝土本身也有，很難區(qū)分是由誰生成的。下面介紹幾種測試滲透深度的方法。

4.1墨水顯示法

在混凝土立方體試件四個(gè)側(cè)面涂刷**材料，一定時(shí)間后，剖開試件，用藍(lán)色墨水浸泡斷面，**材料滲透的部位不會(huì)被墨水玷污，通過測量墨水與試件邊緣的距離，就可以測定**材料的滲透深度。一般適合于憎水性**材料。

4.2X射線光電子能譜

采用Ⅹ射線光電子能譜儀測定特征物質(zhì)的濃度變化來判斷活性物質(zhì)的滲透深度。

4.3用掃描電鏡觀察形貌方法

通過觀察不同深度的混凝土形貌，判斷結(jié)晶物質(zhì)的多少，來計(jì)算滲透深度。

4.4熒光指示劑

在**材料拌和物中，加入熒光指示劑，養(yǎng)護(hù)一定時(shí)間后剖開試件，根據(jù)熒光指示劑的位置，來測量滲透深度。

5、結(jié)語

水泥基滲透結(jié)晶型**材料是一種非常有特色的剛性**材料。GB18445-2001地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品的性能提出了要求，GB50108-2001、GB50208-2002對驗(yàn)收這種材料也作了規(guī)定。這些標(biāo)準(zhǔn)的頒布，較大推動(dòng)了此類材料在國內(nèi)**工程上的應(yīng)用。經(jīng)過幾年的發(fā)展，也出現(xiàn)了很多其它種類的**材料和滲透結(jié)晶型材料混淆的情況，所以需要對原來的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?，尋找一些較為有效合適的試驗(yàn)方法，來準(zhǔn)確反映這種材料的特點(diǎn)，以較好地推動(dòng)水泥基滲透結(jié)晶型**材料的健康發(fā)展，為國內(nèi)的**工程作出貢獻(xiàn)。


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