混凝土膨脹劑限制膨脹率試驗(yàn)過程中的常見問題
2013-05-30 04:52:44侯國福
侯國福
【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，建筑工程試驗(yàn)檢測的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也在逐步更新，以便在實(shí)際應(yīng)用中規(guī)范操作及驗(yàn)收。針對混凝土膨脹劑試驗(yàn)檢測中的限制膨脹率這項(xiàng)重要指標(biāo)，筆者根據(jù)自身從事試驗(yàn)檢測的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，從試驗(yàn)操作細(xì)節(jié)入手，對該試驗(yàn)的常見問題進(jìn)行了一一梳理。特做此文章，以便相互學(xué)習(xí)和交流。
【關(guān)鍵詞】建筑工程試驗(yàn)檢測；混凝土外加劑；限制膨脹率
自2010年3月1日起，《混凝土膨脹劑》GB23439-2009代替原行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土膨脹劑》JC476-2001，作為新的混凝土膨脹劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。限制膨脹率是新標(biāo)準(zhǔn)中的唯一強(qiáng)制性檢測項(xiàng)目。采用千分表對水中養(yǎng)護(hù)7d及空氣中養(yǎng)護(hù)21d的時(shí)間長度進(jìn)行測量，計(jì)算不同養(yǎng)護(hù)條件下的膨脹率（數(shù)值為負(fù)時(shí)，也叫干縮率）。由于影響因素的多樣性，測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性均比較差。筆者根據(jù)最近幾年從事膨脹劑檢測的經(jīng)歷，就幾個(gè)對試驗(yàn)結(jié)果影響較大的因素做了梳理，其中包括：環(huán)境相對濕度與避風(fēng)、脫模時(shí)間的確定、縱向限制器的重復(fù)使用以及怎樣保證長度測量值的穩(wěn)定性。
1.試驗(yàn)及說明
1.1恒溫恒濕環(huán)境中的相對濕度與避風(fēng)
限制膨脹率試件在水中養(yǎng)護(hù)7d后需放置在（20±2）℃、（60±5）%RH恒溫恒濕環(huán)境中繼續(xù)養(yǎng)護(hù)21d，在此環(huán)境條件下，試件將發(fā)生干縮變形，干縮變形量與試件的失水程度密切相關(guān)，而環(huán)境濕度和試件表面風(fēng)速是試件失水程度的外部決定因素。
1.1.1環(huán)境相對濕度
首先要準(zhǔn)確地測量環(huán)境的相對濕度；其次要能夠保證試件在養(yǎng)護(hù)期間，環(huán)境相對濕度穩(wěn)定。
目前，多數(shù)用于測量濕度的儀器是干濕球濕度計(jì)，養(yǎng)護(hù)環(huán)境濕度的準(zhǔn)確測定取決于干濕球濕度計(jì)的正確使用及選擇合適的校準(zhǔn)方式。要正確的使用干濕球濕度計(jì)，首先要了解其測濕原理：用兩只相同的溫度計(jì)，其中一只球部纏有濕潤的紗布稱為濕球溫度計(jì)，另一只用來測量空氣溫度稱為干球濕度計(jì)，由于濕球紗布上的水分不斷蒸發(fā)吸熱使?jié)袂驕囟认陆?，結(jié)果干、濕球溫度示值就出現(xiàn)了一個(gè)差值。這個(gè)差值的大小，取決于水分蒸發(fā)的快慢程度，而蒸發(fā)的快慢又取決于空氣的濕度大小和當(dāng)時(shí)的風(fēng)速。由測試原理可知，測定空氣濕度的準(zhǔn)確度除與干球、濕球溫度計(jì)精度有關(guān)外，與濕球溫度示值是否準(zhǔn)確也有很大關(guān)系，而影響濕球表面良好蒸發(fā)的因素都將影響濕球示值。
濕度（60±5）%RH是非常重要的，試件在水中7d后，進(jìn)入恒溫恒濕環(huán)境養(yǎng)護(hù)21d。在這21d中，試件的干縮率完全取決于試件的失水情況。較差的濕度準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的較大偏差。
1.1.2避風(fēng)
保證恒溫恒濕室溫、濕度的均勻性，對試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性作用明顯。當(dāng)采用恒溫恒濕室來養(yǎng)護(hù)試件時(shí)，一般需要配制空調(diào)、抽濕機(jī)、加濕器等設(shè)施保證室內(nèi)環(huán)境條件。由于在恒溫恒濕室中，冷、熱及干、濕的往復(fù)交替，整個(gè)恒溫恒濕室內(nèi)的空氣是不斷流動(dòng)的。也就是說，試件其實(shí)是在一個(gè)有風(fēng)的環(huán)境中靜置了21d。根據(jù)目前對多家膨脹劑產(chǎn)品的檢測情況，其21d空氣中限制膨脹率測量結(jié)束后，試件仍表現(xiàn)出繼續(xù)收縮特征，說明變形還在繼續(xù)，由此可知，養(yǎng)護(hù)期間的“風(fēng)”可能在21d內(nèi)對干縮值產(chǎn)生較大影響。同時(shí)對縱向限制器的重復(fù)使用產(chǎn)生影響。
1.2脫模時(shí)間的確定
根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土膨脹劑》GB23439-2009對脫模時(shí)間的要求：脫模時(shí)間以水泥膠砂配合比試體的抗壓強(qiáng)度達(dá)到（10±2）MPa時(shí)的時(shí)間確定。
脫模時(shí)間的不同會(huì)導(dǎo)致試體初長測值的變化，將會(huì)直接影響膨脹率的檢測結(jié)果。
表1.2不同脫模時(shí)間對試驗(yàn)結(jié)果的影響及增減趨勢
根據(jù)表1.1.3不同的脫模時(shí)間中，14小時(shí)、16小時(shí)和18小時(shí)都符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求的脫模時(shí)間，隨著脫模時(shí)間的遞增（現(xiàn)在一定時(shí)間范圍內(nèi)），試體的初長L也是遞增的，根據(jù)各齡期限制膨脹率計(jì)算公式：
ε=×100
ε—所測齡期的限制膨脹率，%；
L—所測齡期的試體長度測量值，單位為毫米（mm）；
L—試體的初始長度測量值，單位為毫米（mm）；
L0—試體的基準(zhǔn)長度，140mm。
在同齡期試體長度相同的情況下，脫模時(shí)間越早，試體的初長L數(shù)值越小，其他各齡期的限制膨脹率越大。
1.3縱向限制器的重復(fù)使用
根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土膨脹劑》GB23439-2009對縱向限制器使用次數(shù)的要求：生產(chǎn)檢驗(yàn)使用次數(shù)不應(yīng)超過5次，仲裁檢驗(yàn)不應(yīng)超過一次。
在長期試驗(yàn)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)縱向限制器重復(fù)使用次數(shù)時(shí)受以下幾方面影響較大：
（1）前次試驗(yàn)結(jié)束后，因脫模過程中受力而形成的形變很難復(fù)原。
（2）前次試驗(yàn)中，空氣中21d試體養(yǎng)護(hù)處于不避風(fēng)狀態(tài)（從而影響到試體局部干縮進(jìn)度明顯加快，使鋼絲變形）。
（3）前次試驗(yàn)中，空氣中21d試體養(yǎng)護(hù)處于相對濕度變動(dòng)幅度較大的狀態(tài)。
（4）縱向限制器自身鋼絲與鋼板間焊點(diǎn)開裂。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，如果縱向限制器因第一種情況而導(dǎo)致變形，通常會(huì)對下一次試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大影響，不會(huì)繼續(xù)使用。如果是第二、三種情況導(dǎo)致變形，可根據(jù)變形嚴(yán)重程度，變形不明顯的縱向限制器可再使用1-2次（通常我們會(huì)以為對縱向限制器的形變反向施加作用力可以把變形程度降低，事實(shí)是那樣做只會(huì)適得其反）。如果是第四種情況（焊點(diǎn)開裂），這種情況通常是整批出現(xiàn)問題，請盡早重新購置一批縱向限制器，以免延誤試驗(yàn)進(jìn)度。
1.4保證長度測量值穩(wěn)定應(yīng)注意的幾個(gè)方面
在長度測量時(shí)，通常采用一組試件重復(fù)測量的方式，以檢驗(yàn)測量的穩(wěn)定性。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，正常情況下，同一試件重復(fù)測量時(shí)，千分表示值變化應(yīng)在0.003mm以內(nèi)。但經(jīng)常遇到測量值重現(xiàn)性差的情況，出現(xiàn)這一問題可檢查以下幾方面：（1）千分表端部側(cè)頭鏈接松動(dòng)。千分表的端部側(cè)頭與連桿為螺紋連接，長久使用可能出現(xiàn)連接松動(dòng)；（2）縱向限制器具測頭不夠光圓或中間鋼絲出現(xiàn)形變。觀察測頭表面狀態(tài)和手指觸摸基本可以檢查出測頭是否光圓，對于中間桿變形檢查可用卡尺測量縱向限制器兩端鋼板間距，即兩端鋼板四角間的4個(gè)測量值是否有較大偏差；（3）長度測量過程中試件的保濕。對于剛脫模的試件及水中取出的試件應(yīng)立即用濕毛巾包裹，除測量讀書外，均應(yīng)有效包裹，測試區(qū)應(yīng)避免正對空調(diào)出風(fēng)口；（4）檢測人員應(yīng)在一定測試經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上保持相同測試手法。
2.結(jié)語
對于膨脹劑的相關(guān)試驗(yàn)，很多內(nèi)容只是筆者幾年來的試驗(yàn)心得，其中大部分來自于失敗的試驗(yàn)。筆者發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)過程（下轉(zhuǎn)第277頁）（上接第253頁）中對限制膨脹率影響較大的因素，除環(huán)境相對溫度濕度、避風(fēng)、脫模時(shí)間以及縱向限制器之外，使用不同齡期的基準(zhǔn)水泥（基準(zhǔn)水泥的保質(zhì)期為六個(gè)月），也會(huì)對試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。但是由于受條件制約且筆者資歷尚淺，暫時(shí)無法測出有效的數(shù)據(jù)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]《混凝土膨脹劑》GB23439-2009.
[2]《濕度測量方法》GB/T11605-2005.
