渗透压力

渗透压力（精选7篇）

渗透压力 篇1

1 渗透检测的特点及适用范围

1.1 渗透检测的特点。 渗透检测是一种最古老的探伤技术。 它可以检查金属和非金属材料表面开口状的缺陷与其他无损检测方法相比, 具有检测原理简单、操作容易、方法灵活、适应性强的特点, 可以检查各种材料, 且不受工件几何形状、尺寸大小的影响, 对于小零件可以采用浸液法, 对大设备可采用刷涂或喷涂法, 可检查任何方向的缺陷。 基于这些优点, 其应用极为广泛。 渗透检测又分着色法和荧光法, 就其原理是相同的, 都是基于液体的某些物理特性, 只是观察缺陷的形式不同。着色法是在可见光下观察缺陷, 而荧光法是在紫外线灯的照射下观察缺陷。 液体渗透检测对表面裂纹有很高的检测灵敏度, 其缺点是操作工艺程序要求严格, 繁琐, 不能发现非开口表面的皮下和内部缺陷, 检验缺陷的重复性铰差。

1.2 渗透检测的适用范围。 在压力容器检测中, 液体渗透检测用于工艺条件试验、成品质量检验的设备检修过程中的局部检查等;它可以用来检验非多孔性的黑色和有色金属材料以及非金属材料, 能显示的各种缺陷如下:①表面的裂纹、缩孔、疏松、冷隔和气孔;②锻件、轧制件和冲压件表面的裂纹、分层和折叠等;③焊接件表面的裂纹、熔合不良、气孔等;④金属材料的磨削裂纹、疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹、热处理淬火裂纹等;⑤酚醛塑料、陶瓷、玻璃等非金属材料和器件的表面裂纹等缺陷;⑥各种金属、非金属容器泄漏的检查;⑦在役设备检修时的局部检查。

2 渗透检测的原理和方法

2.1 液体渗透检测的原理。 液体渗透检测的这个原理是依据液体的某些特性为基础, 可从四个方面加以叙述。a.渗透。将工件浸渍在渗透液中 (或用喷徐、毛刷将渗透液均匀地涂抹于工件表面) , 如工件表面存在开口状缺陷.渗透液就会沿缺陷边壁逐渐浸润而渗入缺陷内部, 如图1 (a) 所示。 b.清洗。 渗透液充分渗入缺陷内以后, 用水或溶剂将工件表面多余的渗透液清洗干净, 如图1 (b) 所示。 c.显像。 将显像剂 (氧化镁、二氧化硅) 配制成显像液并均匀地涂敷在工件表面, 形成显像膜, 残留在缺陷内的渗透液通过毛细现象的作用被显像膜吸附, 在工件表面显示放大的缺陷痕迹, 如图1 (c) 所示。d.观察。在自然光下 (着色渗透法) 或在紫外线灯照射下, 检验人员用目视法进行观察, 如图1 (d) 所示。

2.2 液体渗透检测的方法

2.2.1 渗透检测法分类。 按照渗透检测法中所使用的渗透液及观察时光线的不同, 渗透检测法大致可分成荧光渗透检测法、着色渗透检测法两大类。 a.荧光渗透检测法。 荧光渗透检测法使用的渗透检测液是用黄绿色荧光颜料配制而成的黄绿色液体。 荧光渗透检测法的渗透、清洗和显像与着色渗透检测法相似, 观察则在波长为365nm的紫外线照射下进行, 缺陷显现呈现黄绿色的痕迹。 荧光渗透检测法的检测灵敏度较高, 缺陷容易分辨, 常用于重要工业部门的零件表面质量检验。 它的缺点是在观察时要求工作场所光线暗淡;在紫外线照射下观察, 检测人员的眼睛容易疲劳;紫外线对人体皮肤长期照射有一定的危害;其适应性不如着色渗透检测法。 荧光渗透检测法按清洗方法的不同可分成三种:水洗型 (自乳化) 、后乳化和溶剂清洗型荧光渗透检测法:按显像方法不同、每种方法又可以进一步分成干法显像和湿法显像。 b.着色渗透检测法。 着色渗透检测法使用的渗透液是用红色颜料配制成的红色油状液体。 在自然光线 (白色光线) 下观察红色的缺陷显示痕迹, 所以在观察时不必使用任何辅助光源, 只要在明亮的光线照射下便可进行观察。 着色渗透检测法较荧光渗透检测法使用方便, 适用范围广, 尤其适用于远离电源和水源的场合。 着色渗透检测法的缺点是检测灵敏度较低于荧光渗透检测法。常用于奥氏体不锈钢焊缝的表面质量检验。 着色渗透检测法按使用的渗透液不同可分成水洗刷 (口乳化) 、后乳化和溶剂清洗型着色渗透检测法。 若按显像方法的不同, 每种方法又可分成干法湿像和湿法显像。

2.2.2 渗透检测方法的选择。 各种液体渗透检测法都又有一定的独特之处。 也一定的局限性。 所以每种渗透检测方法并不能完全适应所有的工件表面质量检验。 在具体进行渗透检测时, 应视工件表面粗糙度、尺寸、数量、形状、缺陷的种类、检测液的性能、检测方法的优缺点进行适当的选择。

3 压力容器焊缝渗透检验

3.1 压力容器内表面不锈钢堆焊层表面质量检验。 压力容器内表面不锈钢堆焊层, 具有一般焊缝渗透检验的特点, 且要求检测堆焊层表面微小的裂纹及针孔。 其检测灵敏度要求较高, 所以一般均采用溶剂清晰型着色渗透检测方法进行检验, 具体检验工艺如下:a. 用清洗液PR- 1对工作表面进行预处理;b. 在工件表面用刷涂法均匀涂布PP- 1 渗透液, 渗透时间不少于10min;c. 采用喷灌将PR- 1 清洗液涂布于工件表面, 把多余的渗透液清洗干净, 用干布擦干工件表面;d.让工件自然干燥5- 10min以后, 用喷灌将PB- 1 显像液均匀地喷涂在工作表面;e.在7- 30min内, 用目视法进行观察红色的显示痕迹。

3.2 压力容器检漏。 压力容器泄漏往往是由工件中存在的贯穿压力容器壁厚的针孔, 裂纹所引起的, 对于这些缺陷的检测称为检漏。 在检漏要求较高的场合往往采用气体进行检漏, 但在要求不是太高的场合下也可以采用液体进行检漏, 但煤油检漏存在缺陷分辨力差的缺点。 所以近年来, 发展了采用荧光或着色渗透液代替煤油检漏, 其最大优点是采用这一技术以后, 可以用渗透检测显像液在被检部位对应的另一表面进行显像, 从而缺陷分辨力大大提高。 a.在被检表面采用R- 1W清洗液进行预清洗;b.在工作外表面用刷涂法均匀地涂布F- 6A溶液清洗型荧光渗透液, 渗透时间15- 20min;c. 在工件内表面用喷灌喷涂法将F- 4S显像液均匀地喷涂在相应部位上;d.让工件自然干燥, 10min以后用便携式荧光灯照射观察贯穿性缺陷所形成的显示痕迹。

参考文献

[1]周裕峰, 沈功田.压力容器无损检测—超高压容器的无损检测技术[J].无损检测, 2005 (1) .

[2]刘晴岩.液体渗透检测的可靠性[J].无损检测, 2002, 24.

渗透压力 篇2

在反渗透系统中，可能会出现膜产水量低，压力高，此现象的原因主要有以下几种情况：

⑴ 仪器仪表读数误差

压力表、流量计使用前没有校正，读数不准确。压力表安装位置离压力容器两端较远，其读数含有管路的压力损失，但被作为进水压力则导致进水压力偏低，产水量偏低。

⑵ 温度

进水温度比初始设计时低，进水温度每降低3℃产水量约降低10%。

⑶ 进水电导(或TDS)

进水电导(或TDS)比设计值高很多，对于NaCL溶液TDS每增加1000ppm则渗透压增加约11.4psi(0.8bar)，相同进水压力下，产水量将降低。

⑷ 产水侧压力

相同进水压力下，由于产水侧设置憋压或者产水管路偏小输送点远、高造成阻力较大，导致净压力减少，产水量降低。

技术资料由兰州莱特莱德水处理公司提供

⑸ 压差

正常情况，对于6芯装8040膜元件，两段压差约3～4bar。管路设计不合理导致压力损失较大或者二段浓水排放阀不完全关闭，这些都将导致净压力减少，从而导致产水量降低。

⑹ 膜元件通量衰减

湿膜元件保存不到位或湿膜元件装入系统后未采取保护措施，使膜元件变干，导致通量大幅衰减或无通量，从而导致系统产水量低。

低渗透油田强化注水压力界限研究 篇3

注够水、注好水是注水开发油田稳产的基础。低渗透油藏物性差,油井产量下降快,油层动用状况差,主要为地层吸水能力差、注水困难、注水量不足所致[1]。因此,必须有效地提高注水量,保持地层能量,提高注入水的波及效率,促进油井见效增产。若想增加注水量,除了采取压裂、酸化等增产增注措施外,最有效的办法就是采用高压注水[2],即强化注水[3,4,5],但不可能无限制地提高注水压力,还应充分考虑地层、套管、地面设备的承受能力,因此有必要开展强化注水压力界限的研究。

低渗透油田储层的特点是岩石孔道微细,岩石孔道中固-液界面上分子力的作用很强,具有较大的毛管力,使得流体在岩石孔道中流动阻力非常大。由于岩石孔道中的流体处于毛管力的束缚下,在驱动力小的情况下很难流动,只有当驱动压差超过孔道毛管力时,在多孔介质中的流体才能流动。提高注水压力,驱动压差增大,原来不吸水的层位逐次吸水,扩大波及体积。

1 合理注水压力的确定原则

对于低渗透油田,提高注水压力,实行高压强化注水,可以增加驱动力,扩大波及体积,提高开采效果。但是,并不是压力越高越好,应该确定出合理的注水压力范围。根据大庆油田外围低渗透油藏开发和老区差油层开采经验,合理注水压力应该满足以下条件:

(1)应该低于隔层、套管和水泥环的保护压力中最小的挤毁压力[6,7]。只有这样才可以防止隔层和水泥环破裂发生窜槽现象,也防止注入水窜入泥岩段造成泥岩吸水膨胀产生蠕动造成套变。

(2)应该接近或略高于油层的破裂压力。应该尽可能提高注水压力,最大限度地增加驱动力,但是必须将注水压力控制破裂压力附近[8],决不能超过破裂压力很多,这样才能保证原来地层中的微小裂缝张开并有较小的延伸,形成新的微小裂缝,提高油层的吸水能力。若高于破裂压力很多,则原来微小的裂缝将逐渐延伸成为大裂缝,重新形成的裂缝尺寸也很大,这样很容易造成注入水单层突进,油井含水突升。也可能因裂缝尺寸过大,突破隔层,连通水层,使得注入水大量窜入水层,而油井不见效。另外要满足高压注水的条件,对地面设备、井下管柱组合及状况、技术管理等方面也有更高的要求,这都要求增加成本和技术的投入。因此必须在地面及油藏允许范围内,合理提高注水压力。

(3)应该满足地质配注水量要求。在套管、水泥环、隔层和油层中,油层所能承受的压力(应力)最小,最容易破裂。因此,注水压力上限不应超过油层的破裂压力(对于有裂缝的井,应为裂缝重新张开压力或裂缝延伸压力),同时还应为以后的开发调整留有余地。

2 套管承压能力计算

经过研究认为,隔层和水泥环的承压能力均在25 MPa以上,因此,合理注水压力应该根据套管承压能力和油层破裂压力(或裂缝延伸压力)来确定,选择二者中的小值,并且考虑安全系数后,即可确定出合理的注水压力。

朝阳沟油田112区块是典型的低渗透油田,套管多采用美制J型套管,即J55钢级,公称直径为140 mm,壁厚分别为7.72 mm和6.2 mm两种。大部分套管已经服役多年,由于腐蚀和交变承载,其强度(承压能力)均会有不同程度的降低,因此,在进行高压注水时必须对其强度进行校核。

J55套管新管的强度条件如表1所示。

井段某深度套管所承受的压力Pci计算公式为:

$p{}_{\text{c}\text{i}}=p{}_{\text{t}\text{i}\text{w}}+p{}_{\text{Η}\text{L}}-p{}_{\text{f}\text{r}\text{Η}}(1)$

式(1)中Ptiw为井口注水压力;PHL为井筒中液柱压力;PfrH为某管段注水的水力摩阻。

井筒中液柱造成的压力pHL可采用式(2)进行计算:

$p{}_{\text{Η}\text{L}}={\rm H}{}_{\text{i}}\rho {}_{\text{m}}g(2)$

式(2)中,Hi为井口到某管段的深度,m;Pm为井筒中混合液体(注入液体)密度,kg/m3;g为应力加速度。

注水井筒水力摩阻PfrH包括注入水在管线中流动时的沿程水力摩阻Pfrl和流过水嘴造成的水力摩阻Pfrch,计算公式为:

$p{}_{\text{f}\text{r}\text{Η}}=p{}_{\text{f}\text{r}\text{l}}+p{}_{\text{f}\text{r}\text{c}\text{h}}(3)$

注入水在管线中流动时的沿程水力摩阻可根据水力学理论进行计算:

$p{}_{\text{f}\text{r}\text{l}}=\lambda \frac{{\rm H}{}_{\text{i}}}{D{}_{\text{t}\text{b}}}\frac{v{}^2}{2}\rho {}_{\text{m}}(4)$

式(4)中,λ为沿程阻力系数;v为注入水在油管中的平均流速,m/s;Dtb为油管直径,m。

由于注入水一般流量均较小,流动处于层流状态,则沿程阻力系数λ为:

$\begin{array}{l}\lambda =\frac{64}{Re}(5)\\ Re=\frac{D{}_{\text{t}\text{b}}v\rho {}_{\text{m}}}{\mu {}_{\text{m}}}(6)\end{array}$

式(6)中,μm为井筒中混合液体黏度,mPa·s。

注入水流过水嘴的水力摩阻pfrch可以利用下面的经验公式求得:

$p{}_{\text{f}\text{r}\text{c}\text{h}}=0.1059q{}_{\text{w}}^{2}d{}_{\text{c}\text{h}}^{-3.8}(7)$

式(7)中,qw为注水量,m3/d;dch为水嘴直径,mm。

由式(1)可以计算出各个层段油层套管所能承受的井口注水压力,即当某深度套管承受的压力pci刚好等于套管抗挤毁压差pciM时,求得注水井井口的最大注入压力ptiwM:

$p{}_{\text{t}\text{i}\text{w}\text{Μ}}=p{}_{\text{c}\text{i}\text{Μ}}-p{}_{\text{Η}\text{L}}+p{}_{\text{f}\text{r}\text{Η}}(8)$

实际选取井口注水压力上限时应该取各个层段油层套管承压能力中的最小值作为全井的注水压力。套管服役多年后强度会降低,所以在确定目前承压能力时应该乘以一个安全系数。经过研究将该安全系数取值为0.9。假定注水量为20 m3/d,计算得到各井的注水压力上限。计算结果见表2。

从表2可以看出,该区块的注水井若进行高压强化注水,套管承压能力完全能够满足注水的需要。

3 据压裂施工参数确定合理注水压力

根据压裂施工曲线可以确定出地层的破裂压力和裂缝延伸压力,该数据能够真实准确地反映出地层的情况。因此,可以根据压裂施工曲线(施工记录数据)确定地层真实的破裂压力或裂缝延伸压力,进而确定出合理的注水压力上限。

3.1 地层破裂压力的确定

压裂施工曲线记录的压力为地面压裂泵出口压力,确定地层破裂压力时应该为用记录压力值加上井筒中压裂液柱压力,减去压裂液在油管中流动的沿程水力摩阻、压裂液通过炮眼的水力摩阻。

3.1.1 压裂液液柱压力

井筒中压裂液液柱压力即井筒中压裂液柱造成的压力作用在井底压裂层位。计算公式为:

$p{}_{\text{f}\text{r}\text{a}\text{Η}}=h{}_{\text{m}}{\rm P}{}_{\text{f}\text{r}\text{a}}g\times 10{}^{-6}(9)$

式(9)中;PfraH为压裂液液柱压力,MPa;hm为压裂层中部深度,m;Pfra为压裂液密度,kg/m3。

3.1.2 压裂液通过炮眼的水力摩阻

压裂施工过程中,压裂液高速流过射孔炮眼进入地层。由于炮眼的节流作用造成水力摩阻损失。其计算采用如下经验公式:

$p{}_{\text{p}\text{h}}=\frac{3.57q{}_{\text{f}\text{r}\text{a}}^2}{{\rm N}{}_{\text{p}\text{h}}^{2}d{}_{\text{p}\text{h}}^2}\times 10{}^5(10)$

式(10)中,qfra为压裂施工过程中压裂液的排量,m3/d;NpH为射孔炮眼个数;dph为射孔炮眼直径,mm。

3.1.3 压裂液通过喷砂器孔眼的水力摩阻

压裂施工过程中,压裂液要通过喷砂器孔眼喷出进入地层。喷砂器相当于圆柱筒壁上的孔口出流。按照薄壁圆形小孔口的稳定自由出流理论,其摩阻计算公式为:

$p{}_{\text{j}\text{e}\text{t}}=(1+\xi {}_{\text{j}\text{e}\text{t}})\frac{v{}_{\text{j}\text{e}\text{t}}^2}{2}\rho {}_{\text{f}\text{r}\text{a}}(11)$

式(11)中,ξjet为喷砂器嘴局部阻力系数;vjet为压裂液通过砂器喷嘴的平均流速,m/s。

3.1.4 压裂液在油管中流动的沿程水力摩阻

朝阳沟油田压裂施工所采用的压裂液为田菁水基冻胶压裂液,该压裂液压裂施工过程中的剪切速率范围内可以看作为幂律流体。雷诺数Re为

$Re=\frac{{\rm P}{}_{\text{f}\text{r}\text{a}}D{}_{\text{t}\text{b}}^{n}v{}^{2-n}}{8{}^{n-1}k\left(\frac{3n+1}{4n}\right){}^n}(12)$

式(12)中,n为压裂液流性指数;k为压裂液稠度系数,Pa·sn。

①层流摩阻

当Re≤2 100时,流动处于层流状态,摩阻计算公式为

$p{}_{\text{f}\text{r}\text{t}\text{b}}=Q{}^n\left(\frac{1+3n}{\text{π}n}\right){}^n\frac{2k{\rm H}{}_{\text{t}\text{b}}}{\left(\frac{D{}_{\text{t}\text{b}}}{2}\right){}^{1+3n}}\times 10{}^{-6}(13)$

式(13)中,Q为压裂液排量,m3/s;Htb为油管长度,m。

②紊流摩阻

当Re>2 100时,流动处于紊流状态,摩阻为

${\rm P}{}_{\text{f}\text{r}\text{t}\text{b}}=\lambda \frac{{\rm H}{}_{\text{t}\text{b}}}{D{}_{\text{t}\text{b}}}\frac{v{}^2}{2}{\rm P}{}_{\text{f}\text{r}\text{a}}\times 10{}^{-6}(14)$

式(14)中λ为:

$\frac{1}{\sqrt{\lambda }}=\frac{2.0}{n{}^{0.75}}\lg \left[Re\left(\frac{\lambda }{4}\right){}^{1-\frac{n}{2}}\right]-\frac{0.2}{n{}^{1.2}}(15)$

3.1.5 地层破裂压力

根据压裂施工曲线记录的破裂压力Pfs计算地层破裂压力Pf时,应该为用记录压力值加上井筒中压裂液柱压力PfraH,减去压裂液在油管中流动的沿程水力摩阻Pfrtb、压裂液通过炮眼的水力摩阻Pph。

$p{}_{\text{f}}=p{}_{\text{f}\text{s}}+p{}_{\text{f}\text{r}\text{a}\text{Η}}-p{}_{\text{f}\text{r}\text{t}\text{b}}-p{}_{\text{p}\text{h}}(16)$

3.2 合理注水压力的确定

注水过程中,地面泵压、井筒液柱均作用于地层,同时,注入水通过井筒(油套管柱和水嘴)、射孔炮眼均会产生流动阻力,又会减小注水的动力。在计算合理注水压力时均应该将这些因素考虑进去。

3.2.1 注水总摩阻

注水过程中总的水力摩阻包括井筒水力摩阻、注入水通过炮眼的水力摩阻、注入水进入地层的渗流摩阻。井筒中的水力摩阻可用公式(3)计算,注入水通过炮眼的水力摩阻可用公式(10)计算,注入水进入地层的渗流摩阻Δp则可采用单相平面径向稳定流动渗流阻力公式计算:

$\text{Δ}p=\frac{q{}_{\text{w}}\mu {}_{\text{w}}}{2\text{π}{\rm K}h}\ln \frac{r{}_{\text{e}}}{r{}_{\text{w}}}\times 10{}^{-6}(17)$

式(17)中,μw为注入水黏度;Pa·s;K为地层渗透率,m2;h为地层有效厚度,m;re为供给边缘半径,m;rw为井径,m。注水过程中的总摩阻:

$p{}_{\text{f}\text{r}\text{Τ}}=p{}_{\text{f}\text{r}\text{Η}}+p{}_{\text{p}\text{h}}+\text{Δ}p(18)$

3.2.2 井口合理注水压力

计算出地层破裂压力后,即可计算井口合理注水压力ptiw。计算公式为:

$p{}_{\text{t}\text{i}\text{w}}\le p{}_{\text{f}}-p{}_{\text{Η}\text{L}}+p{}_{\text{f}\text{r}\text{t}\text{Τ}}(19)$

4 计算结果

根据朝阳沟油田112区块的4口井压裂施工数据,计算出不同层位的地层破裂压力和对应的井口注水压力上限,计算结果见表3。

提高注水压力是提高低渗透储层吸水量的有效的办法之一。但是注水压力不可能是无限制地提高,还应该充分考虑地层、套管、地面设备的承受能力,既保证地层不形成新的裂缝,同时又要使套管所受应力不超过其承载能力。将根据套管承载能力确定的许用注水压力与根据压裂施工参数计算的合理注水压力进行比较,则全井提压后,注水压力应该小于二者中的较小的压力值。

5 结论

(1)提出了确定合理注水压力的原则。注水压力上限不应超过油层的破裂压力(对于有裂缝的井,应为裂缝重新张开压力或裂缝延伸压力),同时还应为以后的开发调整留有余地;

(2)依据非牛顿流体力学理论,建立了利用压裂施工曲线确定油层破裂压力(即注水压力上限)计算的数学模型;

(3)不同的井层应采用不同的注水压力,可以通过分层注水工艺和调节水嘴尺寸实现相应的注水压力。

参考文献

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[6]侯明明,胡小冬,马超群,等.防套损中高压注水压力界限的确定.内蒙古石油化工,2011;16:27—28

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渗透压力 篇4

关键词：反渗透,太阳能,节能

1 背景及意义

反渗透广泛应用于海水淡化、锅炉补给水的软化脱盐以及医药纯化水和饮用瓶装水的生产和污废水的处理。反渗透系统的运行压力通常为1.8MPa, 能耗高。考虑反渗透水处理节能, 常用节能措施是利用能量转换器把高压条件下反渗透浓水余压能量予以回收、利用, 达到节能、高效的目的。这种节能方法容易出现回水与进水相混的缺点, 也无法降低水泵的运行压力, 对设备材料要求高, 运行过程中易发生漏水现象, 设备运行安全性和可靠性较低。

目前, 反渗透设备操作主要考虑运行压力, 进水温度只作为反渗透膜的限制条件 (进水温度≤45℃) 。通常进水温度低, 在运营中很少控制水温。实际上, 水温对膜的产水量和水质有较大影响。当操作压力一定, 水温升高, 膜通量增加明显, 除盐率会略有下降, 因此可在膜通量和产水水质之间进行优化, 适当提高进水温度, 在满足用水水质前提下, 可增加产水量;若在稳定产水量的情况下则可降低运行压力, 从而达到节能降耗和提高设备运行的安全性和可靠性的目的。

2 设计方案及性能测试

2.1 设计方案

太阳能降低运行压力的反渗透水处理装置主要由预处理系统、太阳能集热器、保温水箱、水泵、反渗透机组组成。应用太阳能将反渗透进水温度提高到30~40℃, 泵送至反渗透机组, 在满足产水水质和水量的前提下, 运行压力可从1.8 MPa降至1.2 MPa。

预处理装置由石英砂、活性碳和5μm精密过滤器组成, 主要去除原水中的悬浮物与胶体物质, 保证反渗透膜的安全运行。太阳能集热器, 主要用于提高反渗透进水温度。保温水箱用于高压水泵的稳定供水, 温控系统对保温水箱的水温进行自动控制。

反渗透主机对水进行净化, 产出合格的出水。

2.2 性能测试

试验用水采用自来水, 考察不同压力和进水温度对产水流量和产水水质的影响, 测试结果见图1和图2。

由图1可以看出, 当出水流量一定时, 进水温度较高, 所需操作压力较小;进水温度较低, 所需操作压力较大。

由图2可以看出, 进水温度对出水电导率几乎没有影响, 适当提高进水温度, 对出水水质影响较小。

3 节能减排效益分析

3.1 分析依据

(1) 以处理锅炉补给水为例, 分析节能减排效益。

据调查数据显示, 我国约有50万台工业及民用锅炉, 我们取单台常规流量5m3/h为计算依据。

(2) 太阳能集热效果以“上海嘉宁太阳能热水器有限公司AKL系列产品”的热值计算为依据, 见表1。

(3) 在光照充足的条件下, 每天工作8小时。一年平均日照在8小时的时间大约为220天。

3.2 成本分析

水吸热所需的能量公式:Q=Cm (t-t0)

其中C—水的比热容, 值为4.2×103J/kg·℃m—水的质量kg t—水的最终温度℃

t0—水的初始温度℃;水温由20℃升到30℃需要吸收热量是Q1:Q1=4.2×103×5×103×8× (30-20) =1.68×109J

拟选太阳能集热真空管规格为Φ70×2000mm, 可吸热Q2:Q2=2.31×106J

所需太阳能集热水管数量n:n=Q1/Q2=1.68×109/2.31×106≈728根

根据市场调查显示, 每根太阳能真空管的价格约为60元, 则太阳能集热器初始投资将增加6万元左右 (含安装费) 。

3.3 节电分析

太阳能对进入锅炉的水进行加热, 实验数据显示, 在保证出水流量不变的情况下, 增加进水的温度会使反渗透装置的运行压力降低 (1.8MPa降至1.2MPa) , 这样反渗透装置的耗电可降低30%左右。

反渗透装置单独运行时, 每小时耗电4k W·h, 用太阳能辅助反渗透水处理装置以后, 每小时的耗电为2.8k W·h, 则每小时可以节约1.2k W·h的电, 在有太阳能辅助反渗透装置运行的时间内, 反渗透装置一年可以节约电能:W1=1.2×220×8=2112k W·h

每度电约0.52元, 则一年可以减少电费支出:N1=2112×0.52=1098.24元

3.4 节煤分析

由于1kg标准煤约产生29270k J热量, 太阳能集热器的热转换效率为95%, 锅炉的热转换效率大约为80%左右, 我们分别按95%和80%来计算, 则锅炉每天节约标准煤的质量:m=1.68×109×95%/ (29270000×80%) ≈68kg

太阳能辅助反渗透锅炉水处理装置一年可节约标准煤大约为:M=68×220×10-3=14.96t

3.5 SO2减排量分析

1kg标准煤产生SO2约8.5×10-3kg, 则每天可减少SO2的排放:m1=68×8.5×10-3=0.578kg

一年可以减少SO2的排放:M2=0.578×220×10-3=127.16kg

3.6 CO2减排量分析

1kg标准煤产生CO2约2.62 kg, 则每天可减少CO2的排放:m2=68×2.62=178.16kg

一年可以减少CO2的排放:M4=178.16×220×10-3=39.1952T

3.7 NOx减排量分析

1kg标准煤产生NOx约7.4×10-3kg, 则每天可减少NOx的排放:m3=68×7.4×10-3=0.5032kg

一年可以减少NOx的排放:M6=0.5032×220×10-3=110.704kg

4 创新及应用

将反渗透进水温度提高到30~40℃, 在满足产水水质和水量的条件下, 降低反渗透运行压力, 达到节能的目的。目前, 反渗透广泛应用于海水淡化、锅炉补给水及污水处理, 总规模巨大。此装置尤其适用于锅炉水补给水的处理, 将丰富的太阳能与应用非常普遍的反渗透水处理装置有机结合, 可节约大量锅炉燃煤, 减少SO2、CO2、NOx排放。此装置不仅可以用于原有反渗透水处理装置的改造, 也可用于新的反渗透设备, 前景广阔。

参考文献

[1]解利昕, 王世昌.反渗透海水淡化技术应用[J].膜科学与技术, 2004, 24 (4) :66-69.

[2]胡敩劼, 禹保卫.反渗透技术的基本原理及发展趋势[J].工程技术化工之友, 2007 (9) :16.

渗透压力 篇5

一、稳产时间对试井解释压力的影响

以川西某气田CX-1井为例, 该井先后进行4次压力恢复试井测试, 由于该井的低渗特征, 关井时间普遍较长, 其中2006年9月关井回压近34天, 历时最长。对该次测试关井压恢数据进行研究, 并用saphir试井软件解释。关井时间Δt为830小时, 以关井时间为参照, 分别设定其关井前稳产时间为关井时间Δt的1—30倍, 并带入Saphir解释, 摘取部分解释结果如下表所示。

从表1、图1和图2中不难看出, 稳产时间的改变对除外推压力以外的动态参数无太大影响, 外推压力则随稳产时间的增大而增大, 由15.76MPa增加到24.96MPa, 而此次关井压恢数据显示最高关井压力仅为13.8MPa, 远小于24.96MPa, 由此可见稳产时间过长导致推算地层压力过大。

二、压力异常原因分析

Saphir试井软件是按照试井经典求解方法中的Hroner法、Agarwal法以及MBH法[2,3]结合现代试井理论对实际数据进行处理。其理论认为:当气井生产生产时间很短, 且处于不稳定流动阶段时, 可将Horner曲线外推至关井时间Δts趋于正无穷处。因气井生产时间较短, 采气量很少, 则原始地层压力可认为是平均地层压力。如果气井生产时间较长且已进入拟稳定状态, 对于进行了压恢测试的气井来说仍可绘出其Hroner曲线, 但将Horner曲线外推至Δts趋于正无穷处, 得到的交点压力不是原始地层压力, 而是Horner曲线一个特征压力。而该特征压力与平均地层压力存在一定差值, 气井生产时间越长, 该差值就越大, 该特征压力即为Saphir中的外推压力Pi。因此在用Saphir解释时, 稳产时间设定对外推压力有较大影响。

三、对策研究

通过大量分析调研, 并利用CX气田30余井次试井测试资料, 分析稳产时间、关井时间以及压力之间的变化规律可以发现, 当tp与Δt之比在3:1到5:1附近时, 解释外推压力结果多稳定在某一固定值附近, 且该值介于原始地层压力与测试末期的关井压力的合理区间内。如稳产时间继续增大, 外推压力则超出合理区间, 不能反应地层真实压力情况。由此认为, 当tp与Δt之比在3:1到5:1附近时, 地层压力与外推压力接近, 而Saphir解释时, 稳定生产时间并非越大越好, 而是应设定在一个合理的范围内。其具体数值应为关井时间的3—5倍。该认识在CX气田试井解释工作中广泛应用中得到了有效验证, 有效的提高了地层压力解释精度, 对实际生产有一定指导意义。

结论

1. 低渗透气井解释过程中, 存在关井前稳产时间的设定不合理, 从而导致外推地层压力异常的现象, 忽视这种现象会导致试井解释结果失真。

2. 通过大量调研以及对CX气田30余井次实际试井测试资料的分析, 认为稳产时间应与关井时间相匹配, 稳产时间为关井时间的3-5倍时, 解释所得地层压力最接近实际地层压力。

参考文献

[1]李士伦.天然气工程[M].北京:石油工业出版社, 2000:117-153.

[2]李治平, 邬云龙, 青永固.气藏动态分析与预测方法[M].北京:石油工业出版社, 2002.5.

渗透压力 篇6

关键词：大坝渗透压力检测系统,振弦式渗压计,实际应用

随着我国经济的持续发展, 我国对水库大坝的基础设施加大了投入力度, 我国大坝渗压监测普遍采用了振弦式渗压计在测压管、堤坝、管道、钻孔以及孔隙水压力的长期测量中有重要作用, 表现出非常优秀的性能。其主要部件均是由特殊钢材制成, 所以能够使用在各种各样的恶劣环境下, 其可直接地埋在要求很高的碾压土中, 振弦式渗压计具有很好的强度。

1 振弦式渗压计的应用原理和应用特点

1.1 振弦式渗压计的应用原理

在振弦式渗压计里安装了一个不锈钢的膜片, 其上方还连接着振弦, 所以为了避免造成传感器膜片的损坏, 就要使用透水石这种过滤器把固体颗粒隔离开来。标准的透水石过滤器是五十微米孔径大小的烧结不锈钢。如果有特别的需要, 还可以应用好通气式的透水石过滤器。振弦式渗压计在实际使用的时候, 其通过透水石过滤器把渗透压力传递到膜片之上, 由于膜片上渗透压力的变化, 就引起了振弦式渗压计的移动, 而这样微小的位移量能够使用振动的频率与振弦的元件张力来测量, 振弦式渗压计的振动频率的平方与膜片上的压力是成正比的。振弦式渗压计一共有两个线圈, 都是紧靠在钢弦的对称位置, 其在应用的时候, 其中的一个扫描频率加在线圈上面, 这样就使得钢弦在按其固有的频率上进行振动。在激励结束的时候, 其钢弦还在继续地振动, 但是固有频率上的振弦脉冲信号在线圈上在逐渐地减弱, 并且把这个信号传输至读数仪上, 在此基础上被解调并显示。

1.2 振弦式渗压计的应用标准

美国的基康公司的典型产品是G K-4560s型的振弦式渗压计, 这种型号的产品是享誉国内外的知名品牌。此种型号的应用技术标准是:测量范围在0~5 0和0~100Psi之间, 准确度是0.5%F.S, 分辨力是0.025%F.S, 线性度小于0.5%F.S, 重复性是0.025%F.S, 温度漂移小于0.06%F.S/℃, 工作温度在-20℃~60℃之间, 超量程是1.5倍的额定压力。由于振弦式渗压计的品牌有所不同, 其有的部分指标也存在着大大小小的差异。每种不同的振弦式渗压计都有其自己的率定数据, 这样就方便在将来使用的时候可以按照它们的率定数据把仪器上的频率读数转变为与其对应的工程单位, 比如液位和压力。

2 振弦式渗压计在大坝渗压监测系统中的应用

2.1 振弦式渗压计的埋设方法

如果在大坝渗压监测系统中使用振弦式渗压计, 那么首先要把大坝渗透压力的需求作为依据, 再把振弦式渗压计埋在大坝的相应位置里, 一般振弦式渗压计的埋设方法有两种;一是钻孔式埋设法, 其主要应用于已经建成的大坝。二是坑式埋设法, 这种方法主要应用于新建成的大坝。下面主要介绍这两种埋设法。 (1) 钻孔式埋设法:在钻孔式埋设法里, 在振弦式渗压计的预定位置下方15~30 cm的地方设置埋设孔, 并且要把钻孔擦洗干净, 之后再将钻孔的底部位置用干净的中粗砂填在振弦式渗压计的断头的下方位置, 这样就可以安放渗压计。在安放振弦式渗压计之前应该将其充分地浸泡, 浸泡充分后要将其密封装在砂袋中, 再用水把砂袋浸透, 浸透完毕之后再将放到预定的位置上。在预定的位置放置后, 在振弦式渗压计的周围要环绕一层干净的砂子, 大约在振弦式渗压计的十五厘米左右就可以。 (2) 坑式埋设法:振弦式渗压计一般都带有能够直接埋入的电缆, 这样在进行坑式埋设的时候方便在坝体内布置线路。在进行坑式埋设法的时候, 在安放振弦式渗压计之前要把渗压计进行充分地浸泡, 如果坑内是非粘性的回填材料, 就可将渗压计直接安放在坑体内, 如果坑内出现大粒径的骨料, 可以安放浸透水的砂袋, 在这样的条件下安放振弦式渗压计还需要有一些附加的措施, 为了防止电缆被破坏在需要进行负压测量的位置, 采用高通气的陶瓷透水石来进行测量, 在这个时候要小心地放入振弦式渗压计, 让渗压计与四周细密的细砂料等填充材料相互接触。

2.2 振弦式渗压计采集信号的方法

振弦式渗压计采集信号可以使用读数仪进行人工定时采集, 还可以应用MCU微控制单元的方法进行自动的采集信号。 (1振弦式渗压计人工采集的信号是通过人工的专用电缆连接到手动的集线箱当中, 手动的集线箱可以将选中的振弦信号送入到振弦式的读数仪中去, 再由操作人员通过读数仪的人机交互的按键定时来进行数据的采集。振弦式的读数仪一般都有RS232的通讯接口, 人工的定时采集以后的数据还可以通过RS232式接口把数据接送到计算机里。这样就可以实用计算机方便地进行数据的分析和进一步的处理。 (2) 振弦式渗压计信号的自动采集数据方法, 在信号自动采集的系统里, 首先把人工专用电缆中的振弦式渗压计的信号连接到M C U中MCU里的DAU数据采集单元可以自动的实现选点的测量、巡回测量、选箱的测量和定时测量等多样的测量方法, 其采集信号的周期可以以工程的要求为依据, 运行的人员可以在监控主机或者信息管理的主机上进行设定和修改监测的周期。除此之外MCU还有存贮信息的功能, 可以自动的储存一定数量采集的数据, 并且可以把采集到的数据通过RS485或者RS232串行通讯接口传递给监控主机或者专用的计算机系统中去, 监控主机或者专用的计算机系统就可以用过一些专用的处理软件进一步地处理和分析上传的数据。

3 结语

随着社会经济的不断发展和进步, 我国对大坝监测自动化的水平也得到了很大的进步, 振弦式渗压计同样取得了很大的进步, 到现在为止, 我国的振弦式测量仪器在其性能、外观和精度上都取得了很大进展。大坝的渗流监测是我国大坝安全监测十分重要的监测项目, 振弦式渗压计容易远程传输以及分辨率高, 所以振弦式渗压计在我国得到了广泛的应用, 可想而知随着振弦式传感技术的发展, 振弦式渗压计在大坝的渗流检测中的使用会越来越广。

参考文献

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[2]邢铁雷, 李亚东, 张丽丽.振弦式应变传感器在混凝土应力测试中的精度试验研究[J].科协论坛 (下半月) , 2008 (4) .

[3]郑凌蔚, 宁康红, 吴晨曦.一种振弦式传感器温度补偿新方法及其实现[J].杭州电子科技大学学报, 2006 (6) .

[4]蒋小钢, 辛松林.GEOKON仪器系列讲座 (1) 渗压计及其水压传感器[J].大坝观测与土工测试, 1995 (1) .

[5]雷国辉, 宋修广, 潘维宗, 等.敞开型测压管水位监测的滞后时间问题研究[J].岩土力学, 2007 (11) .

[6]胡松, 杨兴国, 曹竹.天生桥一级电站面板堆石坝的渗流稳定性监测[J].四川水利, 2007 (5) .

渗透压力 篇7

作为生产企业和建设监理方对产品质量控制的法定依据, GB 18445—2001《水泥基渗透结晶型防水材料》自2002年3月1日实施以来, 有力推动了水泥基渗透结晶型防水涂料在国内防水工程领域的推广应用。虽然该标准中混凝土第二次抗渗压力是衡量水泥基渗透结晶型防水涂料自愈性能的唯一指标, 但许多情况下, 由于相关方不了解该指标的意义或等不及结果 (检测周期超过两个月) 而不去要求检测该指标。这是导致目前假冒伪劣水泥基渗透结晶型防水涂料产品充斥市场的重要原因之一。此外, GB18445—2001中的“第二次抗渗压力”指标尚存在以下问题:1) 基准混凝土抗渗压力值对第二次抗渗压力数值影响较大, 因为基准混凝土抗渗压力值随水泥品种、品牌、批次以及砂、石的级配不同而波动较大。2) 一些非渗透结晶型防水涂料以及混凝土本身也具备一定的自愈合性能, 所以该指标不是甄别水泥基渗透结晶型防水涂料渗透结晶活性的有效指标。

鉴于上述情况, 在水泥基渗透结晶型防水材料国标负责起草单位国家建筑材料工业技术监督研究中心的组织下, 由同济大学主持验证试验, 对GB18445—2001进行了前后4年左右系统、严格的修订工作, 修订后的新国家标准GB 18445—2012《水泥基渗透结晶型防水材料》于2012年12月31日颁布, 并于2013年11月1日起正式实施。

本文对GB 18445—2012中反映渗透结晶活性的关键指标———“去除涂层抗渗压力”作了简要介绍, 着重阐述如何通过系统试验, 验证去除涂层抗渗压力与渗透结晶活性之间的对应关系。

1 GB 18445—2012中“去除涂层抗渗压力”指标简介

GB 18445—2012中“去除涂层抗渗压力”是这样定义的:将基准试件表面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料后, 在规定养护条件下养护至28 d, 去除涂层后进行试验所测定的抗渗压力。新标准规定去除涂层试件的抗渗压力比必须不小于175%, 这项规定相当于提出如下要求:1) 当基准试件抗渗压力为0.4 MPa时, 去除涂层试件的抗渗压力不小于0.7 MPa;2) 当基准试件抗渗压力为0.3 MPa时, 去除涂层试件的抗渗压力不小于0.6 MPa。

试验时, 首先按规定方法和一定的配合比成型基准试块, 基准试块的28 d抗渗压力必须为0.4 MPa, 允许负误差为0.1 MPa。在基准试件成型1 d后, 再按规定方法在基准试件上分两次涂刷总量为1.5 kg/m2的水泥基渗透结晶型防水涂料, 按规定养护28 d后, 用角向磨光机磨去涂层, 测定的试件抗渗压力即为去除涂层的抗渗压力。

为避免砂石的级配、粒径等对混凝土试件抗渗压力的影响, 本文重点探讨砂浆试件去除涂层抗渗压力与渗透结晶活性等的关系。为避免基准试件的抗渗压力变化对试验数据的影响, 本文只讨论基准砂浆28 d抗渗压力为0.4 MPa时的情况, 对应于去除涂层砂浆试件的抗渗压力比必须不小于175%的要求, 则去除涂层砂浆试件的抗渗压力不得小于0.7 MPa。

2 三个关键问题的提出

GB 18445—2012中去除涂层试件的抗渗压力是否能准确反映水泥基渗透结晶型防水涂料渗透结晶活性的大小, 取决于以下三个问题的答案。

1) 非渗透结晶型防水涂料去除涂层试件的抗渗压力是否都小于0.7 MPa?

按照GB 18445—2012规定, 水泥基渗透结晶型防水涂料去除涂层试件的抗渗压力必须≥0.7 MPa。如果非渗透结晶型防水涂料去除涂层试件的抗渗压力都<0.7 MPa, 而水泥基渗透结晶型防水涂料去除涂层试件的抗渗压力均不小于0.7 MPa, 则0.7 MPa以上的去除涂层试件抗渗压力与水泥基渗透结晶型防水涂料的渗透结晶活性之间可能存在一定的对应关系, 0.7 MPa以上的去除涂层试件抗渗压力就可能成为水泥基渗透结晶型防水涂料的特征性能指标。

2) 渗透结晶型防水涂料去除涂层试件的抗渗压力与渗透结晶活性之间是否存在正对应关系?

如果非渗透结晶型防水涂料去除涂层试件的抗渗压力都<0.7 MPa, 而水泥基渗透结晶型防水涂料去除涂层试件的抗渗压力均不小于0.7 MPa, 同时, 去除涂层试件的抗渗压力随渗透结晶活性的增大而提高, 并且抗渗压力越大渗透结晶活性也越大, 则对于同一渗透结晶型防水涂料来说, 去除涂层试件的抗渗压力与渗透结晶活性之间存在一一对应关系, 0.7MPa以上的去除涂层试件抗渗压力是水泥基渗透结晶型防水涂料的特征性能指标。

3) 渗透结晶型防水涂料0.7 MPa以上的去除涂层试件抗渗压力是否能反映其对混凝土的自修复性能?

水泥基渗透结晶型防水涂料的渗透结晶活性在工程上产生的使用功能, 如对裂缝的自动修复、整体防水等, 是人们期望该材料达到的使用性能。所以去除涂层试件抗渗压力在准确反映水泥基渗透结晶型防水涂料渗透结晶活性的同时, 如与该材料对混凝土的自修复性能有良好的对应关系, 则该指标也能同时反映工程界对该材料的使用要求, 从而成为更有效的产品质量控制指标。

如果水泥基渗透结晶型防水涂料对混凝土的自修复性能随0.7 MPa以上去除涂层试件的抗渗压力增大而提高, 并且随混凝土的自修复性能越大, 0.7MPa以上的去除涂层试件抗渗压力也随之越大, 则对于同一渗透结晶型防水涂料来说, 0.7 MPa以上去除涂层试件的抗渗压力与该材料对混凝土的自修复性能之间存在一一对应关系, 0.7 MPa以上的去除涂层试件抗渗压力的大小能反应该材料对混凝土自修复性能的好坏。

3 去除涂层抗渗压力、自修复性能和渗透结晶活性三者之间的对应关系试验

3.1 非渗透结晶型防水涂料和渗透结晶型防水涂料去除涂层砂浆试件抗渗压力的对比试验

3.1.1 原材料

1) 水泥:江南水泥厂“金宁羊”42.5#P.Ⅱ硅酸盐水泥。该水泥的需水量、加外加剂时的净浆流动度和混凝土坍落度、相应损失以及其他物理化学性质均较稳定, 而且P.Ⅱ硅酸盐水泥掺合料的量在5%以内, 可避免掺合料品质和掺量波动对试验数据的影响。2) 保水剂:黏度>20 000 m Pa·s的纤维素醚MC9101。3) 砂浆用砂:符合GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法 (IOS法) 》规定的ISO标准砂。4) JS防水涂料:南京某公司的Ⅱ型JS防水涂料和上海某公司的Ⅱ型JS防水涂料。5) 无机堵漏材料:浙江某公司的“堵漏王中王”。6) 水泥基渗透结晶型防水涂料:采用南京科瑞玛科技有限公司自主知识产权研发生产的TC系列母料配制的涂料和某国外品牌的浓缩型渗透结晶涂料。

3.1.2 基准试件配合比

基准砂浆的配合比按照表1中4#配合比。经多次试验验证, 该配合比的基准砂浆28 d抗渗压力稳定在0.4 MPa。

3.1.3 试验方法、结果和讨论

按新标准规定的试验方法在基准砂浆表面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料、JS防水涂料和无机堵漏材料, 涂层厚度均为1 mm, 各材料用水量按厂家推荐用量。按照新标准的试验方法, 同批测试砂浆试件的28 d带涂层抗渗压力和去除涂层抗渗压力, 试验结果见表2。

从表2数据可见, JS防水涂料、聚合物水泥防水砂浆、无机堵漏材料的去除涂层抗渗压力均<0.7MPa, 而水泥基渗透结晶型防水涂料的去除涂层抗渗压力均不小于0.7 MPa。所以0.7 MPa以上的去除涂层试件抗渗压力可以看作水泥基渗透结晶型防水涂料的特征性能指标, 从而回答了前文中提出的第一个问题。

3.2 去除涂层抗渗压力、自修复性能和渗透结晶活性三者之间的关系试验

虽然一些非渗透结晶型防水涂料以及混凝土本身也具备一定的自愈合性能, 并具有一定的第二次抗渗压力, 但目前为止, 混凝土试件的第二次抗渗压力 (56 d) 仍然是反映水泥基渗透结晶型防水材料自修复性能最有效的试验方法。所以本研究仍然以混凝土试件的第二次抗渗压力 (56 d) 来表征水泥基渗透结晶型防水材料的自修复性能。

本文将渗透结晶活性定义为水泥基渗透结晶型防水涂料中活性物质渗透、结晶作用的大小, 近似用高渗透性活性物质浓度的大小加以区分。

本研究通过调整水泥基渗透结晶型防水涂料中活性物质的含量, 按照新标准的试验方法, 同批测试活性物质含量不同的水泥基渗透结晶型防水涂料去除涂层抗渗压力 (28 d) 与混凝土带涂层试件第二次渗透压力 (56 d) 。

3.2.1 原材料

1) 水泥:江南水泥厂“金宁羊”42.5#P.Ⅱ硅酸盐水泥。2) 保水剂:黏度>20 000 m Pa·s的纤维素醚MC9101。3) 砂:洗净、晾干的江砂, 含泥量为0, 表观密度2.64, Mx=2.6。4) 石子:洗净、晾干的镇江玄武石, 石子粒径5~25 mm, 含泥量为0, 表观密度2.85。5) 水泥基渗透结晶型防水涂料:南京科瑞玛科技有限公司自主知识产权研发生产的TC系列母料配制的涂料。

为减少水泥、砂、石的品质波动对试验数据的影响, 每批试验均采用同一批水泥, 每次水泥进货量为3个月用量。砂、石进货量每次为5 t, 经清洗、晾干、均化后储存。

3.2.2 基准试件配合比

基准砂浆配合比按照表1中4#配合比。基准混凝土配合比见表3, 经多次试验验证, 该配合比的基准混凝土28 d抗渗压力稳定在0.3 MPa。

3.2.3 试验方法、结果和讨论

通过调整TC渗透结晶母料中的活性物质含量, 调配出四种渗透结晶活性大小不同的水泥基渗透结晶型防水涂料样品, 按照渗透结晶活性物质含量由小到大, 将样品分别编号为1#、2#、3#、4#。测试去除涂层砂浆和混凝土试件的28 d抗渗压力以及带涂层混凝土试件56 d第二次抗渗压力, 结果见表4。涂料用量均为1.5 kg/m2, 用水量均为水固比=0.35;去除涂层砂浆和混凝土试件表面均用4 mm×4 mm孔的耐碱玻璃纤维网格布覆盖;去除涂层试件其他试验方法完全按照GB 18445—2012, 带涂层混凝土试验方法按照GB 18445—2001。

由上述试验结果可知:

1) 随渗透结晶活性物质含量的逐步增大, 无论是去除涂层的砂浆试件还是混凝土试件, 其28 d抗渗压力均随之增大。说明水泥基渗透结晶型防水涂料渗透结晶活性大小与去除涂层砂浆和混凝土试件的28 d抗渗压力呈正相关关系。由图1可见, 相比而言, 去除涂层砂浆试件的28 d抗渗压力与渗透结晶活性大小的对应关系比混凝土试件更明显, 从而回答了前文中提出的第二个问题。

2) 随去除涂层砂浆试件的28 d抗渗压力逐步增大, 带涂层混凝土试件56 d第二次抗渗压力也随之增大。反之, 带涂层混凝土试件56 d第二次抗渗压力逐步增大, 0.7 MPa以上去除涂层砂浆试件的28 d抗渗压力也随之增大。所以对于同一渗透结晶型防水涂料来说, 0.7 MPa以上去除涂层试件的抗渗压力与其对混凝土的自修复性能之间存在一一对应关系, 0.7 MPa以上的去除涂层试件抗渗压力的大小能反应水泥基渗透结晶型防水涂料对混凝土自修复性能的好坏, 从而回答了前文中提出的第三个问题。

4 结论

本文通过系统试验, 验证了GB 18445—2012去除涂层的抗渗压力与渗透结晶活性、对混凝土的自动修复性能之间存在良好的对应关系。试验结果证明, 去除涂层抗渗压力不小于0.7 MPa是GB 18445—2012标准甄别水泥基渗透结晶型防水涂料的唯一特征性能指标, 其大小同时反映水泥基渗透结晶型防水涂料对混凝土自动修复性能的优劣。可以预见, 在GB 18445—2012颁布实施后, 与GB 18445—2001中的第二次抗渗压力相比, 去除涂层试件的抗渗压力指标能更简易、有效地甄别水泥基渗透结晶型防水涂料与非渗透结晶型防水涂料, 更有效地反映水泥基渗透结晶型防水涂料的性能优劣。

参考文献

[1]全国轻质与装饰装修建筑材料标准化技术委员会.GB18445—2012水泥基渗透结晶型防水材料[S].北京:中国标准出版社, 2013.

[2]杨斌.《水泥基渗透结晶型防水材料》国家标准的制定[J].广东建材, 2002 (2) :19-21.