混凝土碳化测试模拟孔溶液法的固液比研究

２０１７年第２期《总第３２８期） 混 凝

Ｎｕｍｂｅｒ ２ ｉｎ ２０１７（Ｔｏｍｌ Ｎｏ．３２８） Ｃｏｎｃｒｅｔｅ

土 理论研究

ＴＨＥｏＲＥＴＩＣＡＬ ＲＥＳＥＡＲＣＨ

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－３５５０．２０１７．０２．００１

混凝土碳化测试模拟孔溶液法的固液比研究

徐港，杨亚会，徐兵，彭艳周

（三峡大学土木与建筑学院，湖北宜昌４４３００２）

摘要：研究了固液比对采用模拟孔溶液法测试混凝土碳化程度的可靠性的影响。阐述了确定固液比取值合理性的基本原则；

基于标准碳化试验，沿试件碳化深度，每１ ｍｍ取一层混凝土粉样，对每层粉样分别进行了７种不同固液比的模拟孔溶液的ｐ雅测

试，经对比分析表明固液比取１：２０较为合理，进而采用不同配合比和环境温度的混凝土粉样，并结合碳酸盐含量测试法验证或校

准了结论的可靠性。

关键词：混凝土碳化；模拟孑Ｌ溶液；ｐＨ值；固液比

中图分类号：ＴＵ５２８．０１ 文献标志码： Ａ 文章编号： １００２—３５５０（２０１７）０２—０００１—０３

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｓｏｌｉｄ－ｔｏ－ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｐｏｒｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｍｅａｓｕｒｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ

ＸＵ Ｇａｎｇ，ＹＡＮＧ Ｙａｈｕｉ，ｘｕＢｉｎｇ，ＰＥＮＧ Ｙａｎｚｈｏｕ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＣｈｉｎａＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｃｈａｎｇ４４３００２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｄｅ ｅｃ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｐｏｒｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｏｆｔｅｎ ａｄｏｐｔｅｄ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｏｌｉｄ／ｌｉｑ—

ｕｉｄ ｒａｔｉｏ ｏｎ ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｔｕｄｉｅｄ ｆｏｒ ｈｅ ｍｅｔｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｒｅａｓｏｎａｂｉｌｉｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌｔ—

ｉｄ／ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ，ｃｏｎｃｒｅｍ ｐｏｗｄｅｒ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅ ｔａｋｅｎ ｏｎ ｅｖｅｒｙ ｌｍｍ ｌａｙｅｒ ａ１Ｏｎｇ ｈｅ ｃａｒｂｏｎａｔｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ

ｏｆ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ．Ｐｏｗｄｅｒ ｓａｍｐｌｅｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｌａｙｅｒ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｈｅ ｓｉｔｍｕｌａｔｅｄ ｐｏｒｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ７ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｓｏｌｉｄ／ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ．Ｉｔ

ｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｖａｌｕｅｏｆ１：２０ｉｓｍｏｒｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅｆｏｒ ｓｏｌｉｄ／ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ．Ａｎｄｔｈｅｎ，ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｃｒｅｍｐｏｗｄｅｒ ｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｖａｒｉｏｕｓｍｉｘｐｒｏｐｏｒ－

ｔｉｏｎｓ ａｎｄ ａｍｂｉｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｅｄ ｂｙ ｈｅ ｔｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｐｏｒｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｈｅ ｔｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｃｏｎ・

ｔｅｎｔ ｔｅｓｔｉｎｇ，ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｙ ｔｏｆｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ；ｓｉｍｕｌａｔｅｄｐｏｒｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ；ｐＨｖａｌｕｅ；ｓｏｌｉｄ－・ｔｏ－・ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ

０ 引言

普通大气环境中，影响混凝土结构耐久性的最主要原

因是混凝土碳化及由其引起的钢筋锈蚀。碳化程度的准确

测试是一般大气环境下混凝土结构耐久寿命预测的前提，

目前碳化深度测试方法主要有试剂法、物质成分分析法、

孑Ｌ溶液分析法三大类。试剂法包括酚酞试剂和深紫彩虹试

剂测试法［１］，由于操作简便，被广泛应用，但其对碳化区域 ＭｃＰｏｌｉｎｔｎ提出，其主要思想是基于表观ｐＨ值描述混凝土

测试的精准性越来越受到人们置疑；物质成分分析法包括 内部的碱度，即将获取的混凝土粉样按一定的固水比溶于

Ｘ射线衍射、红外光谱、热重及碳酸盐含量分析ｆ２】等多种方 纯水中，密封浸泡一定时间后，以溶液的ｐＨ值（包含粗骨

导致不同研究成果间难以对比分析，不利于基于该方法对

混凝土碳化程度的统一评测。为此，本研究基于不同固液比

试验的对比研究，并经碳酸盐含量分析法验证，提出了应

用模拟孑Ｌ溶液法测试混凝土碳化程度的最佳固液比。

１ 固液比取值分析

运用模拟孔溶液法测试混凝土碳化深度最早由Ｄ．０．

料、砂浆综合影响的表征混凝土孔溶液碱度的表观值）表征

混凝土真实孔溶液的ｐＨ。显然，固液比的大小对混凝土粉

法，因需用专用仪器设备，测试费用较高，不利于大量试样

测试；孔溶液分析法【３］包括高压提取法、原位固液萃取法及

取出固液萃取法，其中前两种方法试验难度很大，目前运 末溶液的ｐＨ值有重要影响。

用较广泛的为取出固液萃取法，也称模拟孔溶液法，不少

学者［２－９］研究表明，该法不仅能较为准确地反映碳化区域分 应确保混凝土粉样中的Ｃａ（ＯＨ） 充分溶解，二是能依据不

布特性，而且操作较为简便且费用低廉，但令人遗憾的是， 同深度处粉样所测ｐＨ值的变化规律表征混凝土完全和部

不同学者应用该法时，所选固液比（混凝土粉末与水的质

量比）各不相同，而固液比是影响溶液ｐＨ值的关键因素， 水化后的混凝土由水泥石和骨料组成，对于普通混凝

收稿日期：２０１６－０３—１７

笔者认为，评定固液比选用合理性的基本原则：一是

分碳化区域的分布特征。

基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１１０９１２１，５１３７９１１１）