부식성 콘크리트 시험편의 테스트 방법과 기초를 알려주실 수 있나요?
k=R 액체/R 물
공식에서: k—부식 계수; R 액체—28일 동안 용액에 담근 시편의 굴곡 강도, MPa; R water ——동일한 기간 동안 20℃의 물에서 유지된 시편의 굴곡강도, MPa.
K≥0.85는 용액에 28일 동안 담근 시편의 굽힘강도와 20°C 물에 같은 기간 유지한 시험체의 굽힘강도의 비율이 작아서는 안 된다는 뜻이다. 0.85보다.
——————————————————————————————
광저우 지하철 프로젝트 C30P8 콘크리트 내구성 시험 연구 및 평가
------------------------- -------- -------------
중국 콘크리트 네트워크 [2008-2-18 ] 웹 사이트를 구축하려면 블로그에서 흔히 사용되는 네트워크 하드 드라이브를 구독하려면 온라인 저널 검색을 이용하십시오.
요약: 광저우 지하철 프로젝트에서 C30P8 콘크리트의 내구성 성능을 실험 시스템을 통해 연구했으며, 각 내구성 국내외 관련 규격이나 규격의 평가지표를 참고하여 성능을 평가하였습니다. 결과는 콘크리트의 불침투성 등급이 P10보다 낮지 않다는 것을 보여줍니다. 전기 플럭스는 650C에서 1360C 사이이고 황산염 부식 저항 계수는 0.88에서 1.18 사이입니다. 전기 플럭스는 1000C보다 크고 부식 저항 계수는 더 낮습니다. 1.0 이상은 지하철 콘크리트에 매우 중요합니다. 탄화 깊이는 28일 동안 10mm에서 25mm까지이며, 무게 감소율은 0.06%에서 0.35% 사이입니다. 모래 샘플에는 잠재적인 알칼리 활동 위험이 있을 수 있으며 대부분의 석재 샘플에는 알칼리 활동 위험이 없습니다. 원료, 배합비, 생산 공정의 차이로 인해 동일한 등급의 C30P8 콘크리트라도 내구성 특성이 크게 다릅니다.
키워드: 광저우 지하철 프로젝트 C30P8 콘크리트 내구성 시험 내구성 평가
0 서론
최근 몇 년 동안 콘크리트 내구성 문제가 점점 더 주목을 받고 있습니다. , 콘크리트의 내구성에 관한 연구도 많이 있는데, 주로 콘크리트의 단일 내구성 성능에 대한 연구를 중심으로 수명 예측 모델의 구축과 내구성 설계 지침을 제시하고 있다. 그러나 실제 엔지니어링 콘크리트의 내구성 성능에 대한 체계적인 실험적 연구와 평가는 거의 보고되지 않고 있으며, 그 이유 중 하나는 우리나라에서 제정된 콘크리트 내구성 시험방법(GBJ82-85)이 아직 완성되지 않았기 때문이다. 여전히 특정 단일 내구성 테스트 방법이 부족합니다. 주된 이유는 테스트 결과에 대한 평가 지표가 부족하기 때문입니다. 따라서 모든 수준의 테스트 장치에서는 실제 엔지니어링 콘크리트의 내구성 성능을 감지하고 평가할 수 없습니다. 본 논문은 광저우 지하철 엔지니어링 콘크리트를 연구 대상으로 삼아 이 분야에 대한 탐색 작업을 수행한다.
지하철 프로젝트는 콘크리트 구조물의 내구성에 대한 요구사항이 높습니다. 관련 국가 표준 테스트 방법을 기반으로 하여 이 기사에서는 불투수성, 염화물 이온 투과성, 황산염 부식, 탄화, 강철 막대 부식 및 총 알칼리 활동을 포함하여 광저우 지하철 프로젝트에서 C30P8 콘크리트의 내구성 성능에 대한 체계적인 테스트 연구를 수행합니다. 국내외 관련 규격이나 규격의 평가지표를 참고하여 다양한 내구성 특성을 평가하였다.
1 시험 재료 및 시험 방법
시험 원료 및 콘크리트 배합 비율은 표 1과 같이 광저우 지하철 프로젝트에 각 혼합 스테이션별로 공급되는 콘크리트와 동일하다. 및 표 2. 콘크리트의 설계강도는 C30, 불투수등급은 P8입니다. 성형된 시편은 건설 현장으로 배송된 콘크리트 믹서 트럭에서 샘플링되었습니다.
표 1 각 혼합 스테이션의 콘크리트 원료
국가 표준 GBJ82-85 "일반 콘크리트의 장기 성능 및 내구성에 대한 테스트 방법" [1]에 따름 투과성, 탄화 및 강철 부식, 수축 산업 표준 JTJ275-2000 "항만 엔지니어링의 콘크리트 구조물 부식 방지에 대한 기술 사양"[2] 및 미국 표준에 따라 염화물 이온 침투 성능에 대한 실험적 연구를 수행합니다. ASTM C1202-97 [3] 국가 표준 JGJ52-2006 "일반 콘크리트에 대한 모래 및 석재의 품질 및 검사 방법에 대한 표준"[4]에 따라 염화물 이온 침투 성능에 대한 실험 연구를 수행합니다. 응집체의 알칼리 활성.
관련 문헌을 참고하여 콘크리트의 황산염 부식에 대한 저항성 시험방법을 설계하였다. 150mm×150mm×550mm의 콘크리트 시험편 6개를 제작하고 24시간 양생 후 탈형하고 표준양생 28°로 하였다. 일 후에 꺼내어 그림 1과 같이 링을 사용하여 표면의 일부를 산소 수지로 코팅합니다. 검체를 두 그룹으로 나누어 세 개로 구성된 한 그룹은 20°C 물에 담그고, 세 개로 구성된 한 그룹은 20°C, 10% 황산나트륨 용액에 담근다. 1일 1회 1N H2SO4로 적정하여 시험편에서 용액 중 방출된 Ca(OH)2를 중화시켜 용액의 pH 값을 약 7.0으로 유지합니다. 콘크리트의 내식성은 부식계수 k로 표현되며, 이는 다음 식에 따라 계산되며 정확도는 0.01이다.
k=R 액체/R 물
공식에서: k—부식 계수; R 액체—28일 동안 용액에 담근 시편의 굴곡 강도, MPa; R water ——동일한 기간 동안 20℃의 물에서 유지된 시편의 굴곡강도, MPa.
2.1 불투수성
불투수성 측정기 1대에서 11개 혼합 스테이션의 콘크리트 시험편에 대한 불투수성 시험을 지속적으로 실시해야 하므로, 콘크리트 설계 불투수성 등급(P8)에 대해 종합적으로 고려합니다. 경화 연령 및 시험 일정에 따라 반투과성 시험은 1.0MPa까지 가압되도록 설계되었으며 물이 시편에 스며들 때까지 계속 가압되지 않습니다. 테스트 결과, 압력을 1.0MPa로 증가시켰을 때 11개 믹싱 스테이션의 콘크리트 시험체에서는 물의 누출이 관찰되지 않았습니다. GBJ82-85에 근거한 평가에 따르면 광저우 지하철 C30P8 콘크리트의 불투수성 등급이 P10 이상이며 설계 불투수성 등급 P8을 초과하는 것으로 나타나 모든 혼합 스테이션에서 제공하는 콘크리트가 우수한 불투수성을 갖고 있음을 나타냅니다. 콘크리트의 불투수성은 시멘트의 양, 물-시멘트 비율, 골재 입도, 치밀도, 양생 효과 등과 관련된 기공 구조에 따라 달라집니다. 표 2에서 볼 수 있듯이 광저우 메트로의 C30P8 콘크리트 접착제는 350~450kg/m3의 다량을 사용하며, 혼화제를 첨가하여 수분결합제 비율을 낮추고, 수분결합제 비율은 0.40~0.48로 더 크다. 다중 미네랄 혼화제의 양을 줄이기 위해 이러한 조치는 다공성과 기공 크기를 줄이고 콘크리트 구조물의 밀도를 향상시키며 콘크리트의 투수 방지 성능을 크게 향상시키는 데 도움이 됩니다.
2.2 염화물 이온 투과성
각 혼합 스테이션의 콘크리트에 대한 염화물 이온 투과성 테스트 결과는 표 3과 같다.
표 3 각 믹싱 스테이션 콘크리트의 염화물 이온 침투 테스트 결과
표 4에 따른 미국 규격 ASTM C1202-97[3], 같은 그룹 3인이 통과한 전기 6시간 동안의 시험체의 평균값은 염화물 이온 침투에 대한 콘크리트의 저항성을 평가하는 데 사용됩니다. 우리나라 표준 JTJ275-2000[2]의 평가 지표는 다음과 같습니다. 항구 프로젝트의 스플래시 존에 있는 일반 콘크리트의 경우 염화물 이온 침투에 대한 저항성이 고성능 콘크리트의 경우 2000C보다 높아서는 안 됩니다. 1000C 이상. 우리나라의 "여객전용선용 고성능 콘크리트 잠정기술조건"에는 콘크리트의 설계수명과 환경조치수준에 따라 콘크리트의 염화물이온 투과도를 규정하고 있는데, 예를 들어 설계수명이 100일 때이다. 환경 조치 수준은 L1이며 요구 사항에 따라 염화물 이온 투과성에 대한 저항성은 1000C 미만입니다. 조수 지역에서 콘크리트의 염화물 이온 투과성에 대한 저항성은 더 엄격하며 800C를 초과해서는 안됩니다.
지하철 엔지니어링 콘크리트의 설계 수명은 일반적으로 100년이며, 지하철 콘크리트는 오랫동안 지하수 환경에 있었습니다. 광저우 지하철을 따라 지하수 조사 결과에 따르면 물 샘플의 60%가 나타났습니다. 과도한 Cl- 함량(GB50021-2001[5]에 따름)을 함유한 경우, 위의 평가 지표를 참조하여 저자는 광저우 지하철 콘크리트의 염화물 이온 투과 저항이 1000C를 초과해서는 안 된다고 권고합니다.
표 4 ASTM C1202-97 평가지수
표 3을 보면 광저우 지하철 C30P8 콘크리트 시편의 전기속이 650~1360C 사이인 것을 알 수 있다. 각 혼합 스테이션의 콘크리트 염화물 이온 침투에 대한 저항성은 좋지만 동일한 C30P8 콘크리트의 경우에는 큰 차이가 있습니다. 미국 표준 ASTM C1202-97의 지표에 따라 평가됩니다. 1, 9, 4, 8번 콘크리트는 전기속이 1000C를 초과하고 염화물 이온 투과도가 낮으며 나머지는 1000C보다 낮고 염화물 이온 투과도가 매우 낮습니다.
저자의 제안에 따르면 No.1과 No.9 콘크리트의 염화물 이온 투과성은 약간 좋지 않으며, No.4, No.8 콘크리트의 염화물 이온 투과성은 기본적으로 만족스러운 수준을 보이고 있으며, 나머지 콘크리트는 모두 양호한 염화물 이온 투과성을 갖고 있다. 1000C 미만. 전기속의 순서는 3, 5<10<6<7<2, 11<8<4<9, 1입니다.
콘크리트 내 Cl-의 이동은 주로 기공 용액을 통해 발생하므로 콘크리트의 염화물 이온 투과성에 대한 저항성은 기공 구조와 밀접한 관련이 있습니다. Table 2에서 알 수 있듯이 No. 9, 1, 4의 콘크리트는 물-접착제 비율이 크고 접착제의 양이 적어 콘크리트 구조의 밀도가 약간 낮고 기공이 약간 더 많으며 전기적 접착력이 커질 수 있음을 알 수 있습니다. 유량. 8호 콘크리트는 물-시멘트 비율이 낮고 접착제의 양이 많지만 쿨롱 부피도 1000C 이상입니다. 이는 콘크리트의 불균일로 인해 발생할 수 있습니다. 3호, 5호, 10호 콘크리트는 광저우웨슈시멘트그룹(Guangzhou Yuexiu Cement Group)의 시멘트를 사용합니다. 시멘트 입자 그라데이션이 다른 제조업체의 시멘트보다 우수하여 치밀한 충전을 형성하고 시멘트 슬러리의 밀도를 향상시킵니다. 전기 흐름이 작습니다.
2.3 황산부식성
각 혼합 스테이션의 콘크리트의 황산부식성 시험 결과는 표 5와 같다.
표 5 각 혼합 스테이션의 콘크리트 내식성 계수
많은 문헌[6]에서는 시멘트 모르타르나 황산나트륨 용액(5% 또는 10%)에 담근 콘크리트 시편을 사용하여 특정 연령(28일 또는 180일)의 경우 부식 계수가 0.8보다 크며 자격을 갖춘 것으로 간주됩니다. CECS207:2006 "고성능 콘크리트 적용에 관한 기술규정"[7]에서는 모르타르의 황산염 저항성 및 부식계수를 표 6에 평가하고 있다.
표 6 모르타르의 내황산성 및 부식계수 평가지수
지하철 토목 콘크리트의 설계수명, 환경적 작용수준 및 광저우 지하철을 따라 지하수 조사 결과에 따르면, 20%가 표시됩니다. 물 샘플의 황산염 이온 함량은 표준(GB50021-2001[5]에 따름)을 초과합니다. 따라서 저자는 광저우 지하철 콘크리트의 황산염 저항 수준이 중간 수준 이상이어야 한다고 권장합니다. , 황산염 저항성과 내식성이 "부식성" 이상인 경우 1.0~1.1 이상에 도달합니다.
표 5의 결과와 표 6의 지표를 보면 광저우 메트로의 C30P8 콘크리트의 내식계수 K 값이 0.8보다 크다는 것을 여러 문헌의 평가지표에 따르면 알 수 있다. K 값은 0.88에서 1.18 사이이며, 나머지 K 값은 1.0에서 1.1 사이이며 중간 황산염 저항성과 내식성을 갖습니다.
콘크리트의 황산염 부식에 대한 저항성은 밀도(기공 구조) 및 부식 반응을 겪는 성분의 함량(시멘트의 C3A 함량, 접착제의 활성 Al2O3 함량)과 관련이 있습니다. 다량의 접착제 재료와 광물 혼합물의 첨가는 밀도를 향상시키고 C3A 함량을 상대적으로 줄이는 데 도움이 되지만 접착제 재료의 활성 Al2O3 함량 증가는 콘크리트의 황산염 침식 저항에 해로울 수 있습니다. . 표 2에서 알 수 있듯이 내황산성 수준이 낮은 No.2, 3, 11 콘크리트 중 No.2 콘크리트의 혼화제 함량은 140Kg/m3에 달하고, No.11 콘크리트의 혼화제 함량은 120Kg/m3에 달함을 알 수 있다. m3. 황산부식성이 우수한 No.4와 No.7 콘크리트의 혼입량은 각각 74Kg/m3, 90Kg/m3으로 적다. 그러나 시편의 황산염 부식 저항성과 광물 혼합물의 양 사이에는 뚜렷한 상관관계가 없으며 시멘트의 C3A 함량에도 영향을 받습니다.
2.4 탄산화
각 혼합 스테이션의 콘크리트 탄산화 테스트 결과는 그림 2에 나와 있습니다. (No. 7과 28d는 목록에 없습니다).
그림 2를 보면 각 믹싱 스테이션의 콘크리트 28d 탄산화 깊이는 10mm~25mm 범위이고, 탄산화 깊이의 순서는 10>11, 5>1>2>3임을 알 수 있다. , 6>4>8; 재령이 증가함에 따라 콘크리트의 탄산화 깊이는 기본적으로 증가하지만, 28일에서는 No. 8과 No. 11 콘크리트의 탄산화 깊이가 14일에 비해 감소한 것으로 추정된다. 콘크리트 시편의 불균일성.
동일한 습도 환경에서 콘크리트의 탄화 속도에 영향을 미치는 요인으로는 콘크리트 밀도, 콘크리트 수분 함량, 콘크리트 내 탄화 물질 함량(pH 값, 수산화칼슘 함량) 등이 있습니다.
Table 2에서 볼 수 있듯이 No.8 콘크리트의 시멘트 함량은 370kg/m3에 달하며 플라이애시 함량이 적고 물-시멘트 비율이 작으므로 콘크리트의 밀도가 높고 탄화 깊이가 깊다는 것을 알 수 있다. 작습니다. 7호 콘크리트의 시멘트 양은 적고 물-시멘트 비율은 크다. 콘크리트의 밀도는 상대적으로 낮고, 14d 탄산화 깊이는 21mm에 달한다. No.10과 No.11 콘크리트의 물접착비는 상대적으로 적고, 접착재의 양은 많지만, 플라이애쉬의 양이 각각 112kg/m3, 120kg/m3로 많아 혼합시 많은 양의 플라이애시가 소비됩니다. Ca(OH)2의 일부가 제거되어 Ca(OH)2와 시멘트 클링커 양의 상대적 감소로 인해 콘크리트의 pH 값에 영향을 미칩니다. 탄화물질의 함량이 감소하므로 탄화깊이가 깊어진다. No.5 및 No.1 콘크리트는 물-시멘트비가 크고 접착제가 적지만, 플라이애쉬의 양이 적어 No.10 및 No.11 콘크리트에 비해 탄산화 깊이가 작습니다. 2호와 3호 콘크리트의 물-시멘트비는 적당하고, 접착재의 양이 많으며, 플라이애쉬의 양이 적어 탄화깊이가 얕다. No.6 콘크리트는 물과 시멘트의 비율이 낮고, 접착재의 함량이 높으나, No.4 콘크리트는 수분 함량이 높음에도 불구하고 슬래그가 많고 플라이애시가 적습니다. 시멘트 대비 접착재의 양이 적당하고, 플라이애쉬의 양이 적으므로 탄화깊이가 얕다.
2.5 철근 부식
각 믹싱 스테이션의 콘크리트에서 철근의 부식 결과는 표 7과 같습니다.
표 7 각 믹싱 스테이션의 콘크리트 내 철근의 중량 감소율
표 7은 콘크리트 내 철근의 무게가 감소한 것을 보여주며, 이는 탄화로 인해 철근이 부식되었음을 나타냅니다. 강철봉 부식으로 인한 중량 손실은 0.06-0.35%로 매우 작습니다. 강철봉 중량 손실률은 3>1>11>2>5>8>6>9>10, 7입니다. >4. 탄화가 계속됨에 따라 철근의 부식이 가속화됩니다.
이 테스트는 탄화로 인한 철근의 부식을 측정하기 위한 것입니다. 이론적으로 철근의 부식 중량 감소율과 탄화 깊이 사이에는 상응하는 관계가 있습니다. 표 7을 보면 콘크리트 No.1, 11, 2, 5의 경우 철근의 중량감소율이 크고, No.6 콘크리트의 경우 중량감소율이 보통이며, No.4 콘크리트의 경우 중량감소율이 작은 것을 알 수 있다. 탄산화 깊이의 결과에 해당합니다. 그러나 콘크리트 No.3의 철근 부식률이 크고, 콘크리트 No.8의 경우 중간 수준이며, 콘크리트 No.10 및 7의 경우 철근 부식률이 작아 탄화깊이 결과와 일치하지 않는다. 철근의 부식은 철근 표면의 콘크리트 미세구조 및 화학적 환경과도 밀접한 관련이 있습니다.
2.6 골재의 알칼리 활성
콘크리트 혼합장에 사용된 모래 및 자갈 골재의 알칼리 활성 시험(신속법) 결과는 그림 3과 같다.
JGJ52-2006 기준 평가
지표: 14d 확장률이 0.10% 미만인 경우 14d 확장률이 0.10%보다 크면 잠재적 위험이 없다고 판단할 수 있습니다. 0.20%이면 잠재적 위해성이 있는 것으로 판단할 수 있으며, 14d 팽창률이 0.10%~0.20% 사이이면 최종 판단을 내릴 수 없으며 상온에서 모르타르봉 팽창률 테스트를 거쳐 판단해야 합니다. 그림 3에서 1번, 4번, 7번 모래를 볼 수 있다[8]. 잠재적으로 유해한 2호 자갈을 제외하고 다른 자갈은 잠재적으로 유해하지 않습니다. 3 결론 14일 팽창률은 0.20%보다 높아 잠재적으로 해로울 수 있습니다. 2, 5, 9호 모래의 14일 팽창률은 0.10%~0.20%로 잠재적으로 더 해로울 수 있습니다. 모래 샘플의 절반 이상이 잠재적으로 유해할 수 있으며 이는 최근 몇 년 동안 광동 강 모래의 알칼리 활성에 대한 연구 결과와 일치합니다.
(1) 양호, 불투수성 등급 P10 이상. (2) 광저우 지하철 프로젝트에서 C30P8 콘크리트의 전기속은 650~1360C 사이이며 염화물 이온 침투에 대한 저항력이 좋지만 둘 사이에는 분명한 차이가 있습니다. 대부분의 콘크리트는 전기속이 1000C 미만이고, 전기속이 1000C를 초과하는 콘크리트도 있는데, 이는 콘크리트의 내구성에 도움이 되지 않습니다. (3) 광저우 지하철 프로젝트의 C30P8 콘크리트의 황산염 부식 저항 계수는 0.88과 1.18 사이로 큰 차이가 있습니다. 부식계수가 1.0에서 1.1 사이인 대부분의 내황산염 콘크리트는 황산염 부식에 저항력이 있으며, 부식계수가 1.0 미만이고 황산염 부식에 취약한 등급이 낮은 콘크리트도 있습니다. 내구성이 불리합니다. (4) 광저우 지하철 프로젝트에서 C30P8 콘크리트의 28일 탄산화 깊이는 10mm에서 25mm 사이이며 탄산화로 인해 철근이 부식되었지만 철근 부식으로 인한 중량 손실은 0.06~25mm로 작습니다. 0.35%.
(5) 광저우 메트로 프로젝트의 C30P8 콘크리트에 사용된 골재 중 모래 샘플의 절반 이상이 잠재적인 알칼리 활동 위험을 가질 수 있으며 대다수의 석재 샘플은 잠재적인 알칼리 활동 위험이 없습니다. (6) 서로 다른 원자재, 혼합 비율 및 생산 공정으로 인해 광저우 지하철 프로젝트의 C30P8과 동일한 등급의 콘크리트의 내구성 특성은 서로 다른 영향 요인으로 인해 상당히 다르며 관계에 뚜렷한 규칙성이 없습니다. 일반적으로 콘크리트 No. 6, 7, 8의 내구성 성능은 비교적 좋은 반면, 콘크리트 No. 1, 2, 11의 내구성은 상대적으로 나쁩니다.
원저자: Xu Xiaobin, Yin Suhong, Huang Wenxin, Li Tiefeng, Wen Ziyun
출처: 남중국 공과대학교 재료과학공학부