混凝土抗水渗透试验密封材料的筛选

GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》自2010年7月1日开始实施，与老标准GBJ82-85相比，在抗水渗透试验中要求使用的密封材料，6.1.2.3条增加了“宜用石蜡加松香或水泥加黄油等材料，也可采用橡胶套等其他有效密封材料”。同时在6.1.3.3条中进一步提出了试件密封也可采用其他更可靠的密封方式。新标准中既有“宜”采用或推荐的密封材料，同时也允许使用“其他更可靠的密封方式”。这样使我们在执行此标准时，有了更加灵活的操作空间。我们在尝试使用各种密封材料之后，选定了抗渗专用新型橡胶皮筋作为抗水渗透试验的密封材料，效果较好。
一、混凝土抗水渗透试验简介：
GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》自2010年7月1日开始实施，对混凝土抗水渗透性能试验所用的密封材料是这样描述的：6.1.2.3条密封材料宜用石蜡加松香或水泥加黄油等材料，也可采用橡胶套等其他有效密封材料。但在实际试验的操作过程中，我们对石蜡加松香、水泥加黄油、橡胶套等密封材料进行了多次尝试，发现上述三种密封材料或多或少都存在局限性。为使混凝土抗水渗透试验顺利进行，减少“二次试验”的发生率，我们和试验仪器供应商进行了深入的讨论，将我们的想法和目的与他们进行交流。试验仪器供应商找到了相关企业制作了现在我们使用的橡胶皮筋，此种橡胶皮筋作为抗水渗透试验的密封材料，效果较好！
二、石蜡加松香作为抗水渗透试验密封材料的局限性：
Z早的抗水渗透试验的密封材料是使用石蜡，将石蜡溶化后用刷子在试件上涂抹，或在大浅盘里“滚蜡”。使用石蜡作为密封材料，很容易漏水，造成试验失败。后来有人在石蜡中加入松香，以增加材料的涩性。使其保证试件顶入试模后，形成一个整体。安装在抗渗机上时，试件与试模不发生微小的移动或分离，不使其形成微小的缝隙。但不管是石蜡，还是石蜡加松香，还是石蜡、松香里加入适量的黄油，在今天试验量大、快节奏的紧张试验工作环境中，它显示不出优越性。因为用这种材料做混凝土抗水渗透试验的密封材料，抗渗试模需要在烘箱内加热到45℃~50℃，将涂完石蜡的试件顶入试模内，要在恒压的状态下静置一段试件（至少半个小时到一个小时左右），待试模温度下降后，试模与试件之间的石蜡已冷却熔铸在所有的缝隙之间才能卸压。否则石蜡在没有冷却的前提下，试件就会在卸压的同时，倒缩、反弹一下。这样安装在抗渗机上打水压，极易漏水。如果每天的试验量只有2~3组，还可以应付，而现在一次的试验量少则5~9组，多则12~16组。这种石蜡材料很难适应大试验量的工作要求，更换密封材料取代相对耗能的石蜡是必然趋势！
三、水泥加黄油作为抗水渗透试验密封材料的局限性：
再用石蜡之后，又出现了用水泥加黄油的新尝试，我们也有加入其中。水泥采用P.O32.5、P.O42.5或P.S32.5，黄油采用了3#锂基脂。水泥与黄油的质量比从1.3:1一直试到2.2:1。水泥与黄油不发生反应，不硬化，一次配制出若干公斤。在试件上涂抹宽度为120mm~140mm，厚度为1~3mm。装入试模，用机械顶入到位，试件上涂抹多余的料就会从顶部、底部的缝隙中挤压出来。清除干净后，安装在抗渗机上。这种材料和石蜡材料的效果差不多，漏水现象较多，封不住水。Z严重时，一组试件就有3~4块漏水。“二次试验”、“三次试验”的现象经常发生。我们逐一查找漏水原因，将整个操作过程逐一进行分析：?抗渗试件从标养室取出，静置24小时，表面水分已干燥。?抗渗试模内壁清理很干净，用棉丝擦拭如同新试模一样?涂抹水泥加黄油的宽度、厚度都能在顶入试模时全覆盖试件的表面（查看水泥加黄油是否能覆盖住试件的全部表面，顶入之后立即将时间从试模顶出，发现水泥加黄油基本上全覆盖在试件的表面，且均匀细致）④水泥与黄油的各种比例也都进行尝试，比例大的也有漏水的，比例小的也有不漏水的。⑤顶入试模的压力大小与漏水也无明显关系。用压力机顶入试模也有漏水的，用5吨小千斤顶顶入试模，也有不漏水的。
那么是什么原因引起漏水现象的呢？通过长期观察和分析，认为水泥加黄油这种材料的性质是：水泥就是一种填充料，黄油起润滑作用，粘结力有限。造成漏水的原因是：当用机械将试件顶入试模后，不管静置多少时间，卸压后试件会倒缩反弹回来一定距离。这时我们才开始真正明白石蜡加松香漏水的原因及水泥加黄油漏水的原因了，即：只要卸压后试件反弹倒缩，试件与试模之间就会形成细微的缝隙。或者说，水泥加黄油及石蜡加松香这些材料粘不住或嘬不住试模，他们不能把试件与试模连接成一体。每当卸载，会发生移动，一移动便会产生缝隙，漏水便成为可能。另外，还有一个操作上的原因，即试件顶入试模之后，把试模从液压脱模机上搬运到抗渗机上，并安装。整个过程要轻拿轻放，使用石蜡加松香或水泥加黄油的密封材料，略有较大振动，都会使微小的缝隙加大，更容易引起漏水。
四、普通橡皮筋作为抗水渗透试验密封材料的局限性：
当石蜡加松香、水泥加黄油使用效果都不理想的情况下，我们试验ZX主任告诉我们，在南方考察时，看见南方试验室做抗渗试验，套上一种类似橡皮手套的一种很薄的胶皮，箍成一圈。我们按照这种思路开始寻找这样的材料。
开始我们用化学实验用过的废旧胶皮手套的袖口部分，用剪刀裁下几截。每截宽度30mm左右，每个试件上套上了3～4截，经试验效果很好，没有发生漏水现象。废旧胶皮手套没有那么多，怎么办？如果到橡胶厂专门订做这样的胶套或胶圈，厂家要专门出图纸、做胎具才能正式生产。虽然这样加工出来的胶皮套或胶圈在今后试验中使用会很方便，但成本会提高。于是想到能不能用在市场上能买到的橡皮筋来代替？几根橡皮筋合成一股，不正好是一个胶圈吗！而且物美价廉。套在试件上共5圈均匀分布，初步试验效果很好。没有一块发生漏水。这样就每圈由4～７根皮筋组成，视试件的光滑程度及气泡多少而定。在顶入试模卸压时，也会有反弹倒缩现象。
普通橡皮筋这种材质，由于回弹性好，因此硬度较高。这也在平时试验过程中显露出一些弊端。一个橡皮筋太细，所以会将4～7根橡皮筋拧成一股来使用，由于硬度高，这也就在每根皮筋中间形成了细小的间隙，从而造成水能够冲破束缚而渗漏出来，导致试验的反复，或造成对试验结果错误的判断。
还有一种情况是我们使用“反力架”上的千斤顶，将试件顶入试模。每次抗渗试验完毕脱模时，很少发现试件断裂的现象。自使用普通橡皮筋和液压成型脱模一体机后，时常发生时间拦腰断裂的现象（中部断裂、上部断裂现象偏多）。可能有人会说与正确使用液压成型脱模一体机有关，或者和液压成型脱模一体机载荷有关。我们查看液压成型脱模一体机的说明书，Zda载荷为200kN。但如果试件与试模是面接触，试件是不会断裂的。通过观察分析：认为试件断裂是皮筋给硌断的。可能使人不太相信，我们发现由于4～7根橡皮筋拧成一股来使用，就会形成凹凸点，当压力达到一定时普通橡皮筋已不可能再被压扁，就使得试件与试模之间已不再是面接触，而是点接触了。
五、新型橡胶皮筋作为抗水渗透试验密封材料的优越性：
新型橡胶皮筋的材质是由合成橡胶和橡胶原胶混合而成，其中掺有固化剂等化学成份。这种新型橡皮筋的材质柔软，宽度为3～４mm、厚度为3mm左右。
使用这种新型橡胶皮筋作为密封材料，起初我们也是半信半疑。认为同样作为皮筋类密封材料，都会有其通病。开始我们采用4根新型橡胶皮筋套在试件上均匀分布，但对于成型试模标准、侧界面光滑少气泡的试件，在液压机械上顶入时发现无法将试件完全顶入试模内，原因是此种皮筋厚度较大。其厚度较大的特性又是一种优越性的体现。在脱模的过程中我们发现，这种新型橡皮筋已经被试模和试件挤压成了扁片状，而且宽度也因此扩大到7～８mm左右，这时我们才领悟到其厚度制作成这样的目的性，使其在被挤压的过程中发生形变，从而使密封范围加大，形成面接触。在脱模时我们还发现这种橡皮筋在装入试模的压力下紧紧的和试件表面粘附在一起，不会造成普通橡皮筋拧成一股后产生的缝隙，从而更好的阻止了水通过的可能性。
在2012年度～2013年度，本试验室抗渗试验1300组左右，我们全部使用这种新型橡胶皮筋来作为抗渗试验的密封材料，其漏水率仅为1.4%。通过使用这种新型橡胶皮筋作为抗渗试验密封材料，我们总结出其如下优点：
（一）、由于宽度、厚度设计合理，可单根使用，不会发生使用普通橡皮筋拧成一股时造成橡皮筋之间的缝隙。
（二）、由于材质柔软和其成份的特性，在试件顶入试模时，随其载荷变形形成面接触，不会造成试件的断裂。
（三）、在压力的作用下，每根橡皮筋形成7～８mm左右阻水面，并且能够紧紧贴附在试件表面。
（四）、依旧延续了使用普通橡皮筋作为密封材料的操作便捷性和GX性。

六、结论：

综上所述，通过我在试验过程中对各种密封材料的特性及优缺点进行分析和实践。我认为石蜡加松香、水泥加黄油作为混凝土抗水渗透试验的密封材料局限性较大，在大量抗渗试验的前提下以上两种密封材料便体现出其缺点。使用普通橡皮筋作为混凝土抗水渗透试验的密封材料具有操作便捷性和GX性，然而由于材质的特殊性也极易造成“二次试验”的现象发生。在不断的摸索与试验中，我认为使用抗渗专用新型橡胶皮筋作为混凝土抗水渗透试验的密封材料，不仅弥补了普通橡皮筋作为密封材料的缺点和不足，而且还延续了橡皮筋作为密封材料的种种优越性。随着科技的不断发展，我不会局限于此，会不断寻找和尝试新型材料作为混凝土抗水渗透试验的密封材料，从而更好的服务日常试验检测工作，提高建设工程质量检测的科学性和高度性！

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