[发明专利]一种硬化混凝土初始配合比的测试方法

说明书

本发明专利公开了一种硬化混凝土初始配合比的测试方法，用于钢筋混凝土实体工程的工程事故分析及责任认定、混凝土结构质量评定或混凝土结构的耐久性能预测。本发明专利的核心步骤是：测试试块饱水容重；通过图像处理方式获取混凝土截面中粗骨料体积比；利用物理剥落法分离出混凝土薄片中的部分粗骨料与砂浆，测试粗骨料容重，计算粗骨料单方用量；利用化学溶解法分离出砂浆中细骨料（砂），计算细骨料单方用量；结合饱水后烘干及粉体灼烧前后质量差，计算出单方用水量。本发明专利不需要事先获知任意原材料的初始信息，并最大限度避免了粗骨料中可溶性CaO与SiO₂的影响；亦没有涉及精密的分析仪器与复杂的化学反应，一般实验室均具备操作条件。

技术领域

本发明涉及一种硬化混凝土初始配合比的测试方法，属于建筑材料领域。

背景技术

我国作为基建大国，拥有数量庞大的钢筋混凝土结构。确定混凝土配合比是否满足设计要求，是众多工程事故分析及责任认定过程的关键步骤，然而一旦塑性混凝土硬化之后，初始配合比的测定过程变得十分困难。除工程事故分析及责任认定之外，获取硬化混凝土初始配合比在混凝土质量评定与耐久性预测方面也至关重要。譬如，预测某已经服役十年的海工钢筋混凝土结构的剩余服役寿命，需要明确混凝土保护层的初始配合比，因为现有研究成果需要基于配合比中的胶材用量、水胶比、砂石信息，计算混凝土保护层的氯离子扩散系数与临界氯离子含量(相对胶材用量)，进而结合环境参数(海水氯盐浓度、温湿度等)与保护层内已有氯盐分布计算剩余的服役寿命。通过获取硬化混凝土初始配合比，评定混凝土结构质量或预测混凝土结构的耐久性能预测，进而为混凝土结构的及时修复加固或尽早拆除提供依据，以免出现更大的工程事故。

国内尚无标准规定测量硬化混凝土初始配合比的方法，国外仅有四个标准可用于测量硬化混凝土初始配合比，同时均有自身的局限性。

日本NDIS 3422-2002《葡萄糖酸钠法检测硬化混凝土中单位水泥用量试验方法》仅能测试水泥用量。

北欧标准NT build 361-1999《硬化混凝土中水灰比测定方法》仅能测试水灰比，同时亦需要利用已知原始水泥预制不同水灰比的标准试样，通过荧光强度方法与实际混凝土进行对比，而现实测试过程中很难获取硬化混凝土拌合用的原始水泥。

美国标准ASTM C1084-2002《硬化混凝土中水泥含量的标准试验方法》可以测定单位原始水含量和单位水泥用量，但是测试单位水泥用量时需要获知原始水泥中可溶性的CaO和SiO₂的百分含量，实际测试中往往无法做到。

英国标准BS 1881-1988《硬化混凝土化学分析方法》可测试硬化混凝土中初始用水量、水泥用量与集料用量，同样需要获知原始水泥及集料中的可溶性CaO和SiO₂的百分含量，实际应用价值较低。

国内以存在部分专利用以测定硬化混凝土初始配合比，同样存在一定的局限性。CN200910098028公开了一种硬化混凝土配合比的推定方法：该专利利用粗、细骨料与水泥浆之间热膨胀系数不同以及界面过渡区粘结力薄弱的特点，采用加热、极速冷却以及球磨的方式分离出粗骨料，然后利用酸溶、过滤与灼烧等手动获取细骨料、胶凝材料与用水量信息。该专利存在以下不足，加热、极速冷却的方式不足以剥离粗骨料表面的砂浆保护层，球磨的方式又会引起粗骨料自身的磨耗，进而导致粗骨料产生较大偏差，进一步引起其他组分的计算偏差。

CN201410098664公开了早龄期硬化混凝土原配合比的回推方法：该专利利用强酸溶解混凝土，进而分离出粗、细集料，但是忽略了粗集料中的存在大量可溶性的CaO和SiO₂，测试过程会严重低估粗骨料的含量。

发明内容

本发明为解决现有硬化后混凝土初始配合比测试过程误差过大的问题，提供了一种硬化混凝土初始配合比的测试方法，用于钢筋混凝土实体工程的工程事故分析及责任认定、混凝土结构质量评定或混凝土结构的耐久性能预测。