试验原理此试验原理遵从达西定律,根据达西定律,液体通过孔隙材料的流量Q与渗透面积A成正比,与液体压力比降D/H成反比。即:Q=KAμD/H(1)试验仪器压强控制最佳试验时间和压强的探索圆柱形试件的试验恒定压强、时间值未知,对此,试验开始前做了探索试验,寻找最佳试验时间和压强值。探索试验均在常温下进行,选用C1批试件,探索试验结果见2。
由2,试验压强0.4MPa,渗透时间2h后几乎全部渗透,又由于油罐罐底有0.3MPa左右的压强,试验压强不能太低;试验时,试件在预冷之后从低温箱中取出,在常温环境下组装压力容器,此过程中试件温度不可避免地要有回温,要把试验温度误差尽量减小,试验时间就不能太短。综合考虑以上因素,最终试验压强取0.2MPa,渗透时间取2h。
试验试验前一天将试件擦净,用环氧树脂将试件环向面和一个端面(浇注时上底面)密封,放到通风处晾干;试验时先将低温箱温度降到试验温度,再将密封好的试件及汽油放到低温箱中预冷2h,然K=μQ×DA×H(2)式中Q―――液体通过孔隙材料的流量/(cm3/s);A―――渗透面积/cm2;D―――渗透距离/cm;H―――压力水头/cm;μ―――液体的黏度;K―――渗透系数,衡量多孔固体中流体流动速率的一个参数,它是反映多孔材料本身特性的物理量/(cm/s)。
试验可行性分析本试验原理同GBJ82-1985;试验测试恒定时间、恒定压强下渗透高度,与GBJ82-1985测试法一致;试验选用D100mm×100mm圆柱形试件,与国标上底D175mm、下底D185mm、高150mm的试件结果有很好的相关性,其相关系数为0.9729~0.9913[2];本试验的试件环向面与一个底面密封,阻止了空气的进出,国标方法试件是一个敞开的通道,两者空气阻力的影响非常微小,可以忽略不计[2]。
混凝土配合比及试验试验材料及方案本试验浇筑的混凝土试块都采用商品混凝土,其原材料用P.O.42.5级普通硅酸盐;粗集料为涿州市联合石料厂提供的5~25mm连续级配碎石,含泥量0.3%,含泥块量0.2%;细集料为涿州市联合石料厂提供的中砂,细度模数2.4,Ⅱ区级配区域,含泥量0.9%,含泥块量0.2%。外加剂有方兴缓凝高效减水剂、引气剂、HH-6高效减水剂、UEA膨胀剂[6],掺合料有Ⅰ级F类粉煤灰,混凝土试块详细配比见1。每组6个试块,尺寸为D100mm×100mm圆柱形试件。
将试件拿出放到密封容器中,注入汽油,快速组装好密封容器,放到低温箱中;待低温箱温度再次降到试验温度,预冷20min后开始加压,恒压0.2MPa,渗透2h后取出试件沿中轴线压裂,描出渗透路径,每半块测8个点取平均值,再将半块混凝土均值,取平均值为每块的渗透高度。
由4可知,汽油对添加减水剂、粉煤灰的常规混凝土渗透性较强;在常规混凝土中添加引气剂、膨胀剂,其渗透高度没有降低,还有上升趋势;粉煤灰微细颗粒均匀分布在水泥浆中,可填充空隙,改善混凝土孔隙结构[8];减水剂、引气剂引入大量均匀、稳定而封闭的微小气泡,阻断混凝土中毛细孔通道[9];膨胀剂能有效堵塞孔隙和毛细管通路,使水泥石结构更加致密[10],这些改变对混凝土抗汽油渗透性并无太大影响。目前,国内外还没有汽油对混凝土渗透性能的研究,其渗透的机理及高渗透的原因有待进一步探讨。
结论试验明,混凝土的抗渗汽油能力很弱,混凝土强度等级、孔隙结构、温度变化等因素对其抗渗能力影响甚微,建议地中式混凝土罐存储汽油时应采用特殊防渗措施,以解决汽油渗透问题。