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混凝土内部水分究竟是多少,你测得清吗?
发布时间:2020-02-21

混凝土中的含水比例不仅对混凝土强度等力学性能有重要影响,而且是影响混凝土耐久性的重要因素,是混凝土老化的重要参数。

混凝土是由粗、细骨料、水泥复合材料(氧化钙)粘结在一起。当与水混合,水泥进行化学反应,将骨料材料组合成经久耐用,像石头一样的建筑材料。

混凝土中内部水分的变化不仅会导致质量改变、体积变形,同时还会因为水分含量的变化而引发混凝土自收缩,进而造成混凝土结构开裂。

作为影响混凝土收缩程度的主要因素,早期混凝土内部水分含量及其分布的测定显得尤为重要,对于计算收缩引起的应力具有重要意义[1]

在硬化(固化)后,混凝土内部孔隙中仍然含有一定量的水分。而水含量的多少会影响地坪、板材及其他材料的使用,造成起泡、脱层或者开裂等问题。在《GB/T20238-2006木质地板铺装、验收和使用规范》中,规定“地面含水率应低于20%,否则应进行防潮处理。”因此在施工初期就要检测和考量混凝土的湿度。

此外,水含量对混凝土的长期耐久性也有一定的负面影响。一些有害介质(如氯盐、硫酸盐、镁盐等)是通过水进入混凝土中并且可能导致混凝土中的钢筋锈蚀,加速钢筋混凝土结构的劣化进程;饱水混凝土在受冰冻时孔隙水结冰对混凝土产生膨胀压,易引起混凝土产生冻融损害;水的存在也是混凝土碳化、碱骨料反应和硫酸盐侵蚀的条件[2]
 


 

混凝土中的水究竟从何而来?

I.  其他介质或建筑外部雨水等通过静态压力或动态压力,如渗透压等方法进入到混凝土中或混凝土表面。

II. 在初期混凝土搅拌过程中加入的水,这部分水除了参与水化,其他大部分水均蒸发或残留在混凝土中,即使是非常干燥的混凝土,其内部也会残留的一定的水分。

III. 空气中的水分进入混凝土或者冷凝在混凝土表面。

IV. 在长期使用中,由于管线或其他原因造成渗漏,使得混凝土长期处于潮湿状态。
 

 

 

如何快速有效的检测湿度分布情况?

对于明显的渗水点,通常我们通过肉眼能够观察出来,但是准确性远远不够,因为对于一些特殊位置混凝土内部,我们肉眼是无法观察识别出来的,因此只能通过专业的仪器设备来测试建筑结构表面或内部的湿度分布情况。

 

混凝土水分测试方法和仪器有哪些?

 

No.1

无水氯化钙法

将无水氯化钙吸湿盒密封在混凝土表面,吸收混凝土排放出的水蒸气,通过无水氯化钙吸湿盒测量前后的重量差,判断混凝土含水量[3]

此方法仅能测量混凝土表面的水分,但是不能提供混凝土整体含水量情况;且在测试过程中受环境条件的影响很大。并不适用于潮湿环境中。

 

No.2

无损电子湿度计

一种非破坏性检测方法,电子仪表测量混凝土的电阻抗,电阻抗与混凝土湿度有关,通过电阻抗判定混凝土的含水率情况。但是此种方法由于其检测原理,仪器可能受到混凝土成分变化、增强材料的加入而受到影响。因此在ASTM标准中建议仅将此方法用于数据比较,而不是用于直接确定水含量的多少。

检测设备

 

 

Tramex CMEX II混凝土湿度检测仪

快速、无损的手持式湿度检测仪,符合ASTM F2659标准。用于快速、精确地检测混凝土板的湿度,具有基于碳化钙型砂水分测定法的混凝土底层湿度标尺,并能给出其它水泥基材料地板底层的相应读数。

参数:

混凝土湿度:0~6.9%

混凝土的碳化钙型砂水分测定法湿度:0~4.3%

石膏地板底层的相应值:0~10%

参考标尺:0-100

相对湿度(用选配的Hygro-i®探头):0-99%

湿度精度:10%~90%RH±1.8% @ 25°C

木材湿度(用选配的针式木探头):7~40%

 

Tramex RWS渗漏寻检仪

Tramex RWS渗漏寻检仪基于电阻抗原理的电子手持式湿度扫描和检测器。RWS在测试区表面利用装于仪器基底的电极棒发射一个无害的电子信号来穿透测试区。信号测量电阻抗变化并转化为相对湿度读数值瞬时显示在清晰的大面积模拟表盘上,测得的数值是瞬时连续的。

灵敏度: 四个范围(EIFS模式和屋顶检测模式下高、低灵敏度选择)

 

Tramex Dec Scanner 屋顶湿度探测器

利用电场方法对屋面渗漏进行无损检测。它采用两节9伏电池提供个低能电场,当它以屋面上移动时,其底部的柔性电随时监测屋面的导电性能。

  • 专为无损检测屋面渗漏情况而设计

  • 能够探测出含水率超过2%的区域

  • 立刻、清晰显示屋面状况

  • 3种表盘适用于所有类型的屋面

  • 在不间断面层上可以连续检测

  • 找出受潮区的边界只需几分钟

  • 比核子法快两倍,可以检测薄型屋面,不需许可证

  • 费用只是使用红外线方法的几分之一

 

No.3

原位相对湿度(RH)探针

原位混凝土内部相对湿度测试是ASTM F2170中提及的标准试验方法。此方法要求将测量探针放置到混凝土中确定的深度,并通过探针直接测量混凝土内部的含水量。

与其他方法相比,原位RH测试具有许多优点:

  • 无论混合物,骨料类型,楼板厚度或表面状况如何,现场测量探头都可直接测量混凝土内的实际水分情况。

  • 与氯化钙测试相比,原位测试更加节省测试时间和人工成本。

  • 原位探针可以根据国家标准进行校准。

检测设备

Tramex HYGRO-i2 PROBE

Tramex Hygro-i2®相对湿度探头是目前最先进的、有弹性和可重复使用的RH探头,满足ASTM F 2170规范,广泛应用于混凝土、地板的水分含量测定和室内空气质量评估。

RH传感器参数:

测量范围:0%-100%RH

测量精度:0%-99%RH±2.0%RH (在77ºF或25ºC时)

分辨率:1%

漂移:<0.25%RH/年

温度传感器特点:

温度范围:-40ºC to 125ºC

精度:±0.1°C (20°C到60°C范围内)

传感器保护:PTFE防水防尘膜片

漂移:<0.03ºC/年

 

Defelsko PosiTector CMM IS 混凝土湿度计原位探针

在混凝土地板上测量相对湿度和温度的原位探针,可采集和显示符合ASTM F2170标准要求的数据。

  • 易于采集和报告与ASTM F2170一致的测量值。

  • 不需要打开孔或拆卸盖子进行测量。

  • 探头在原位时仍然依靠蓝牙进行供电和传输。

  • 套筒和探头的组合设计简化了安装过程,不需要耗材。

  • 快速响应的精度传感器提供准确、可重复的读数。

  • Cal检查函数自动判定探头是否在允许公差内读取

 

No.4

微波法测量

微波法是透过磁电管产生轻微的电场,并穿越及深入所检测的结构。水分子是极性化的,其正负电荷会随电场频率震动产生介电效应。水与结构材料的介电值具有极大差异(水介电值为80,结构材料介电值在3~6之间。),因此通过能够快速探测出结构上不同位置及深度的水含量[4]

微波法测试混凝土内部湿度的特点:

  • 具有快速、准确、便捷;

  • 对结构不产生损伤;

  • 可以量化分析混凝土内部湿度值,反应不同深度的湿度分布情况;

检测设备

MOIST 350B 手持式微波湿度测试系统

MOIST 350B 手持式微波湿度测试系统广泛应用于土木工程材料的湿度无损测试和湿度分布成像。微波传感器可贯穿不同深度进行测试。手持式设备可以直接进行内部数据处理,显示湿度分布图。

材料范围:

  • 木材,建筑材料,墙体,石膏板;

  • 水泥板,混凝土(特定校准);

  • 绝缘材料,按照WTA规范校准

湿度范围:

  • 0%<F<80%(潮湿基底),

  • 0%<F<400%(干燥质)

精度:1%~2%(特定材料)

探测深度:特定材料,MOIST PM V2 20~30cm;MOIST R1M V2 2~3cm

温度范围:5~50℃

电源:4 节12 V电池

尺寸:手持式设备,195 x 95 x 40 mm,500 g

显示屏:256彩色TFT,320 x 240

 

No.5

红外线法测量

特定的红外波长能被水分子中的O-H键吸收,当用这些特定波长的红外光照射物料时,物料中所含的水就会吸收部分红外光的能量,含水越多吸收也越多,因此可测量反射光的减少量来计算物料的水分。但是物料对红外线的反射率各不相同,因此物料表面状态、颜色、结构等因素都会干扰水分的测量。

 

总结

混凝土湿度的检测无论是对于早期混凝土的质量控制,还是对长期使用混凝土的老化判断都起到至关重要的作用。不同的检测方法都有其特点和局限,选择合适的检测方法可以有效的为混凝土质量提供科学依据。

 

参考文献:

[1] 黄瑜,祁锟,张君.早零期混凝土内部湿度发展特征[J].清华大学学报(自然科学版),2007, 47(3):309-312.

[2] 殷慧,丁铸,邢锋.水分对混凝土结构耐久性能的影响[J].混凝土,2008,220:76-78.

[3] JGJ/T299-2013,建筑防水工程现场检测技术规范 [附条文说明][S].北京:中华人民共和国住房和城乡建设部,2013.

[4] 张士攀,邰洪生.微波法在屋面板内部湿度检测中的应用研究[J].安徽建筑,2017,24(3):250-252.

 

更多混凝土无损检测产品信息,请联系欧美大地

服务热线:400-700-9998

 

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