一种用于研究混凝土裂缝化学激励愈合试验方法技术

本发明专利技术公开了一种用于研究混凝土裂缝化学激励愈合试验方法，其试验过程包括：材料准备‑试块制备‑力学性能测试‑超声波波速测试‑实验结论分析，通过对不同掺量氧化镁混凝土试块预制裂缝并在不同浓度硫酸钠溶液中养护试验，利用超声波综合回弹法测量带缝试块回弹波速，对比分析不同养护龄期时试块的波速和抗压强度的变化，研究氧化镁和硫酸钠对混凝土裂缝自愈合性能的化学激励作用，得出的实验结论为混凝土裂缝化学激励愈合在工程中的应用和发展提供了理论参考。

A test method for chemical stimulation healing of concrete cracks

【技术实现步骤摘要】
一种用于研究混凝土裂缝化学激励愈合试验方法
本专利技术涉及建筑材料领域，特别是涉及一种用于研究混凝土裂缝化学激励愈合试验方法。
技术介绍
在当今社会发展建设中，混凝土材料以取材便捷，价格低廉等优点被广泛用于建筑工程中。但由于混凝土材料抗拉强度低，易开裂等缺点，导致混凝土裂缝成为混凝土结构中广泛存在的病害之一，表面修补法、化学灌浆法等传统修复方法又难以有效地修复内部微裂纹。关于混凝土裂缝修复的问题，国内外学者在混凝土自愈合技术方面有较多的研究。柴鹏等研究表明混凝土裂缝在潮湿条件下或水中养护具有一定的自我愈合能力。刘素瑞等研究表明Na2SO4养护环境下混凝土裂缝的强度恢复率明显优于水环境养护，但裂缝在较大浓度的Na2SO4溶液长时间养护后会出现二次开裂现象。冯竟竟等研究表明活性MgO对宽度较小的早期裂缝有较好的愈合效果，且掺量越大活性越高则自愈合效果越好。Qureshi等研究了两种活性氧化镁(M92/200、N50)掺量对裂缝自愈合性能的影响，结论表明：当M92/200掺量在8％左右、N50掺量在4％～6％时，混凝土自愈合效果最好，强度恢复率上升；且裂缝处有水镁石及其他不同组相的水化产物，甚至有镁方解石的形成。Jin等认为活性MgO能提高裂缝的愈合性能，且对于优化混凝土补偿收缩性能有较好作用。尽管国内外学者对混凝土自愈进行较多研究，但还不能满足城市基础建设发展的需求，还需要对混凝土裂缝自愈相关问题进行更深入的研究。我国目前的能源主要来源于石油和煤炭，在工业生产中不可避免产生大量的SO2气体，经过大气处理，在部分地区的大气和土壤中会产生SO42-。但在混凝土自愈合研究领域中，同时利用SO42-环境养护和掺MgO膨胀剂来改善混凝土裂缝自愈合性能方面鲜有研究。本专利技术在不同浓度的Na2SO4溶液(0％,3％,6％)的化学激励条件下，运用超声波回弹综合法技术，对掺入不同含量MgO混凝土预制裂缝的自愈合性能展开研究。利用超声波回弹波速反映混凝土强度和内部缺陷，通过混凝土超声波波速变化和抗压强度恢复率来表征裂缝的自愈合性能，研究MgO和Na2SO4对混凝土自愈合性能的影响，对实际工程运用时具有一定的理论参考价值。
技术实现思路
一种用于研究混凝土裂缝化学激励愈合试验方法，其试验方法包括：(1)材料准备：实验材料包括水泥、细骨料、粗骨料、拌合水，MgO为分析纯MgO，Na2SO4为分析纯无水Na2SO4；(2)试块制备：试验设计制备不同MgO(0％、4％、8％、12％)掺量的C25混凝土，尺寸均为150mm×150mm×150mm，按混凝土实验规范制作试块后，置入标准养护室养护28d，将标准养护28d后的试块放入TYE-600E型压力试验机下，调整承压面与试块成型时的顶面垂直，并使承压面中心对准试验机压板中心，开动试验机，缓慢匀速加载，直至液压机加载速率开始下降时，记录压力荷载P1(kN)并迅速卸载，并保证试块的完整性，此时试块会出现宽度不均的裂缝，然后分别将带有裂缝的混凝土试块放入不同浓度的Na2SO4溶液(0％，3％，6％)中，并置入标准养护室中养护；(3)力学性能测试：按照混凝土抗压强度试验规范测量带缝试块标准养护28d后的抗压强度，将试块放入压力试验机的压板上，加载速度为0.5Mpa/s，加载至试块破坏，记录破坏荷载P2(kN)，计算混凝土立方体抗压强度以及抗压强度恢复率α，通过计算抗压强度恢复率α来体现裂缝的自愈合程度；试块初始抗压强Fcu0按式(1)计算：(精确到0.1MPa)Fcu0＝P1/A(1)预制裂缝混凝土养护28d后抗压强度度Fcu按式(2)计算：(精确到0.1MPa)Fcu＝P2/A(2)本实验强度恢复率α按式(3)计算：(精确到0.001MPa)式(1)、(2)、(3)中：A--试件的受压面积A(mm2)；(4)超声波波速测试：利用超声回弹综合法，每个试块测试三个对面，每个对面设三个测区，测试混凝土裂缝预制前的波速V初始和预制裂缝后养护0d、7d、14d、21d、28d时的波速Vn，计算波速恢复率，由测得超声波波速来反映混凝土内部的裂缝修复情况，通过波速恢复率β表征裂缝自愈合的程度；其中本实验试块的28d波速恢复率β按下式计算：β＝V28/V0(4)式中：V28---裂缝养护28d后的波速；V0---预制裂缝前的初始波速；(5)实验结论分析：通过各组数据进行对比分析，不同MgO掺入量对比分析，不同浓度Na2SO4溶液浸泡对比分析，MgO与Na2SO4耦合作用综合分析，得出实验结论。优选的，所述步骤(1)水泥为P.O32.5硅酸盐水泥、细骨料为普通河砂、粗骨料为粒径10-22mm碎石、拌合水为自来水。优选的，所述步骤(2)标准养护室养护条件为温度(20±1)℃，湿度为96％。优选的，所述步骤(2)不同MgO掺入量的混凝土配合比为：普通混凝土：水泥：MgO：水：砂：石子＝1：0：0.52：1.61：3.27；4％MgO混凝土：水泥：MgO：水：砂：石子＝0.96：0.04：0.52：1.61：3.27；8％MgO混凝土：水泥：MgO：水：砂：石子＝0.92：0.08：0.52：1.61：3.27；12％MgO混凝土：水泥：MgO：水：砂：石子＝0.88：0.12：0.52：1.61：3.27。有益效果：本专利技术提供了一种用于研究混凝土裂缝化学激励愈合试验方法，其试验过程包括：材料准备-试块制备-力学性能测试-超声波波速测试-实验结论分析，通过对不同掺量氧化镁混凝土试块预制裂缝并在不同浓度硫酸钠溶液中养护试验，利用超声波综合回弹法测量带缝试块回弹波速，对比分析不同养护龄期时试块的波速和抗压强度的变化，研究氧化镁和硫酸钠对混凝土裂缝自愈合性能的化学激励作用，得出的实验结论为混凝土裂缝化学激励愈合在工程中的应用和发展提供了理论参考，所述步骤(1)水泥为P.O32.5硅酸盐水泥、细骨料为普通河砂、粗骨料为粒径10-22mm碎石、拌合水为自来水，该混凝土试块的成分具有典型的代表性，通过其研究的实验结论够较好的反映混凝土裂缝化学激励愈合的真实情况，所述步骤(2)标准养护室养护条件为温度(20±1)℃，湿度为96％，该条件养护下的试块能够防止试块在养护过程中出现裂纹，去除了实验中的误差因素，使得本实验结论更加准确，所述步骤(2)不同MgO掺入量的混凝土配合比为：普通混凝土：水泥：MgO：水：砂：石子＝1：0：0.52：1.61：3.27；4％MgO混凝土：水泥：MgO：水：砂：石子＝0.96：0.04：0.52：1.61：3.27；8％MgO混凝土：水泥：MgO：水：砂：石子＝0.92：0.08：0.52：1.61：3.27；12％MgO混凝土：水泥：MgO：水：砂：石子＝0.88：0.12：0.52：1.61：3.27，设置含量梯度的氧化镁掺入，可分析比较出氧化镁对混凝土裂纹愈合的激励作用。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。实施例1：一种用于研究混凝土裂缝化学激励愈合试验方法，其试验方法包括：(1)材料准备：实验材料包括水泥为P.O32.5硅酸盐水泥、细骨料为普通河砂、粗骨料为粒径10-22mm碎石、拌合水为自来水，MgO为分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于研究混凝土裂缝化学激励愈合试验方法，其特征在于，所述试验方法包括：(1)材料准备：实验材料包括水泥、细骨料、粗骨料、拌合水，MgO为分析纯MgO，Na2SO4为分析纯无水Na2SO4；(2)试块制备：试验设计制备不同MgO(0％、4％、8％、12％)掺量的C25混凝土，尺寸均为150mm×150mm×150mm，按混凝土实验规范制作试块后，置入标准养护室养护28d，将标准养护28d后的试块放入TYE‑600E型压力试验机下，调整承压面与试块成型时的顶面垂直，并使承压面中心对准试验机压板中心，开动试验机，缓慢匀速加载，直至液压机加载速率开始下降时，记录压力荷载P1(kN)并迅速卸载，并保证试块的完整性，此时试块会出现宽度不均的裂缝，然后分别将带有裂缝的混凝土试块放入不同浓度的Na2SO4溶液(0％，3％，6％)中，并置入标准养护室中养护；(3)力学性能测试：按照混凝土抗压强度试验规范测量带缝试块标准养护28d后的抗压强度，将试块放入压力试验机的压板上，加载速度为0.5Mpa/s，加载至试块破坏，记录破坏荷载P2(kN)，计算混凝土立方体抗压强度以及抗压强度恢复率α，通过计算抗压强度恢复率α来体现裂缝的自愈合程度；试块初始抗压强Fcu0按式(1)计算：(精确到0.1MPa)Fcu0＝P1/A    (1)预制裂缝混凝土养护28d后抗压强度度Fcu按式(2)计算：(精确到0.1MPa)Fcu＝P2/A    (2)本实验强度恢复率α按式(3)计算：(精确到0.001MPa)...

【技术特征摘要】
1.一种用于研究混凝土裂缝化学激励愈合试验方法，其特征在于，所述试验方法包括：(1)材料准备：实验材料包括水泥、细骨料、粗骨料、拌合水，MgO为分析纯MgO，Na2SO4为分析纯无水Na2SO4；(2)试块制备：试验设计制备不同MgO(0％、4％、8％、12％)掺量的C25混凝土，尺寸均为150mm×150mm×150mm，按混凝土实验规范制作试块后，置入标准养护室养护28d，将标准养护28d后的试块放入TYE-600E型压力试验机下，调整承压面与试块成型时的顶面垂直，并使承压面中心对准试验机压板中心，开动试验机，缓慢匀速加载，直至液压机加载速率开始下降时，记录压力荷载P1(kN)并迅速卸载，并保证试块的完整性，此时试块会出现宽度不均的裂缝，然后分别将带有裂缝的混凝土试块放入不同浓度的Na2SO4溶液(0％，3％，6％)中，并置入标准养护室中养护；(3)力学性能测试：按照混凝土抗压强度试验规范测量带缝试块标准养护28d后的抗压强度，将试块放入压力试验机的压板上，加载速度为0.5Mpa/s，加载至试块破坏，记录破坏荷载P2(kN)，计算混凝土立方体抗压强度以及抗压强度恢复率α，通过计算抗压强度恢复率α来体现裂缝的自愈合程度；试块初始抗压强Fcu0按式(1)计算：(精确到0.1MPa)Fcu0＝P1/A(1)预制裂缝混凝土养护28d后抗压强度度Fcu按式(2)计算：(精确到0.1MPa)Fcu＝P2/A(2)本实验强度恢复率α按式(3)计算：(精确到0.001MPa)式(1)、(2)、(3)中：A--试件的受压面积A(mm2)；(4)超声波波速测试：利用超声回...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭成，朱武俊，樊军伟，郭庆梅，夏清，陈国梁，欧阳曾辉，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43