电渗脉冲对混凝土抗渗防潮的作用范文

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《重庆建筑杂志》2014年第八期

1试验原材料及试验装置

1.1实验原材料水泥为重庆生产的42.5R的普通硅酸盐水泥。细集料采用河砂，表观密度2650kg/m3；粗集料采用粒径≤20mm的碎石，表观密度2750kg/m3。

1.2实验装置可行性试验采用自制玻璃箱装置，玻璃厚度为5mm，玻璃箱规格为400mm×300mm×400mm，上面开口，每个实验箱被平均分为3个实验舱，每个实验舱容积尺寸为100mm×400mm×400mm，用来容纳100mm×100mm×400mm的混凝土试件，每个实验舱一端离开口处30mm位置开一直径为5mm的圆孔用以排水，装置如图2。图2中，在混凝土两侧安装铜片电极板，连接电源线。试验中用玻璃胶使混凝土与试验箱之间密封，在试验箱内混凝土两侧加水。在一切准备好以后，就可以接通脉冲发生器，并调电压为10V、30V、50V进行实验，通过观测试验箱两端水位高度差或渗水量分析排水效果。脉冲发生器为重庆某公司定制(如图3)，调压范围0～60V，试验电压为10～50V，脉冲频率为10～20s，配有6个输入输出端口，脉冲波形图如图4所示。

2实验结果及分析

2.1电渗脉冲作用下混凝土水分渗透试验脉冲电渗试验系统安装完毕，连接电源，过一段时间后即可观察到如下现象：（1）通电后阴极处发出咝咝的声音，且在阴极附近有大量气泡冒出，混凝土表面亦出现大量的小气泡。出现这种现象的原因在于水被电解。（2）通电一段时间后，阳极开始出现腐蚀，3天后腐蚀开始变得严重，试验完毕后，可以观察到阳极表面锈蚀严重。（3）通电一段时间后，即开始有水分从排水孔内流出。混凝土水灰比不同，混凝土内部孔隙结构大小不一样，因此水份的迁移与渗透自然不一样。试验测试了电渗脉冲作用下不同水胶比混凝土渗水量，试验电压为10V，脉冲频率为10s，试验中混凝土环境为自来水。试验结果示如图5。从图5中可以看出，混凝土的水灰比大小对渗水量影响明显。脉冲电压相同、混凝土环境介质相同情况下，水灰比分别为0.45、0.50和0.55的混凝土7天总渗水量随着水灰比的增加而增加。这主要是由于水灰比增加，混凝土内部孔隙率增加，电渗作用下混凝土内部水分迁移更加容易，因此渗水量增加。

2.2电渗脉冲作用下混凝土力学性能变化电渗脉冲作用下混凝土内水分迁移，对混凝土微观结构与性能可能造成一定影响。为此，研究了不同脉冲电压对混凝土力学性能的影响。测试了电压分别为11V和15V下混凝土的抗压强度和抗折强度。试验中，电渗脉冲作用下混凝土试件所处环境为自来水。另将相同配合比的混凝土试件置于相同环境下的水中以作为比较基准。试验结果示如图6和图7。从以上试验结果可以看到，同基准（不受电场作用）混凝土相比，电渗脉冲作用下混凝土的抗压强度和抗折强度变化都不大。以不同脉冲电压下通电14为例，11V和15V电压作用下抗压强度分别为53.3MPa和55.0MPa，其11V和15V电压作用下的抗折强度分别为8.07MPa和7.77MPa。同样时间内，不受电场作用下水养护的混凝土抗压强度为53.1MPa、抗折强度为7.98MPa，无电渗脉冲作用混凝土强度与电渗脉冲作用下的混凝土强度接近。结果表明，本研究条件下，以水为介质环境，电渗脉冲作用下对混凝土结构与性能并未产生不利影响。

2.3电渗脉冲作用下建筑结构抗渗防潮的实际应用为了探究电渗脉冲在实际潮湿环境中是否有抗渗排水效果，利用一潮湿房间进行实际应用效果试验。潮湿房间原先作为实验室材料库房使用，但因年久失修，下雨时房间地板渗水严重，严重影响了材料的堆放。潮湿房间情况示如图8。潮湿堆放混凝土地板上安装上石墨电极4根，在屋外也相应安装上石墨电极4根。将脉冲发生器的阳极接在小屋内的石墨电极，而阴极与屋外的石墨电极相接。在屋内保持相同环境的条件下先观察不接通电源情况下屋内湿度变化情况，然后再接通电源施加脉冲电压，外加上30V的脉冲电压，脉冲频率调为10s，观察屋内湿度变化情况。试验结果示如图9和图10。从图9与图10可以看出，在施加脉冲电压后，房间内地板湿度变化非常大，施加脉冲电压后地板明显干燥很多，特别是电极位置的周围，基本没有潮湿水分。这是由于预埋在屋内的阳极和预埋在屋外的阴极在脉冲发生器的作用下形成脉冲电场，将混凝土地板表面的水分从屋内拍到屋外，降低了小屋内的湿度。结果表明，电渗脉冲完全可用于混凝土结构的抗渗防潮。

3结论与讨论

通过试验研究取得以下结论：（1）在施加脉冲电压的情况下，混凝土试件透水性良好，电脉冲并未对水泥混凝土力学性能产生负面影响，电渗脉冲用于水泥混凝土结构的抗渗防潮具有可行性。（2）将电渗脉冲作用于现有潮湿多水的混凝土地面，结果显示防潮作用明显。

作者：余志贤周立民王冲单位：重庆建工住宅建设有限公司重庆大学材料科学与工程学院