28 全自動(dòng)數(shù)控混凝土碳化試驗(yàn)箱
4.28.1 目的及適用范圍
測(cè)定在—定濃度的二氧化碳?xì)怏w介質(zhì)中混凝土試件的碳化深度，以評(píng)定該混凝土的抗碳化能力。也適用于水泥砂漿。
4.28.2 儀器設(shè)備
1 碳化箱：帶有密封蓋或門(mén)的密閉容器，容器的容積至少應(yīng)為試件體積的兩倍。箱內(nèi)應(yīng)有架空試件的擱架，二氧化碳引入口，分析取樣用的氣體引出口，箱內(nèi)氣體對(duì)流循環(huán)裝置，溫濕度測(cè)量以及為保持箱內(nèi)恒濕所需的設(shè)施。必要時(shí)，可設(shè)玻璃觀察口以對(duì)箱內(nèi)的溫濕度進(jìn)行讀數(shù)。
2 氣體分析儀：能分析箱內(nèi)氣體中的二氧化碳濃度，到1%。
3 二氧化碳供氣裝置：包括氣瓶、壓力表及流量計(jì)。
4 1％酚酞乙醇溶液(含20％的蒸餾水)、變色硅膠、鋼尺、噴霧器等。
4.28.3試驗(yàn)步驟
1 碳化試驗(yàn)應(yīng)采用棱柱體混凝土試件，以三塊為一組，試件的zui小邊長(zhǎng)應(yīng)符合表4，28.3的要求。棱柱體的高寬比應(yīng)不小于3。
表4.28.3 碳化試驗(yàn)試件尺寸選用表 mm
試件zui小邊長(zhǎng) | 骨料zui大粒徑 |
100 | ≤30 |
150 | 40 |
無(wú)棱柱體試件時(shí)，也可用立方體試件代替，但其數(shù)量應(yīng)相應(yīng)增加。碳化試驗(yàn)的試件宜采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。一般應(yīng)在28d齡期(或設(shè)計(jì)齡期)進(jìn)行碳化，采用摻合料的混凝土可根據(jù)其特性決定碳化前的養(yǎng)護(hù)齡期。但試件應(yīng)在試驗(yàn)前2d從標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室取出。然后在60℃±2℃溫度下烘48h。
經(jīng)烘干處理后的試件，除留下一個(gè)或相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面外，其余表面應(yīng)用熔化的石蠟予以密封；在側(cè)面上順長(zhǎng)度方向用鉛筆以lOmm間距畫(huà)出平行線，以預(yù)定碳化深度的測(cè)量點(diǎn)。
2 將經(jīng)過(guò)處理的試件放入碳化箱內(nèi)的擱架上，各試件經(jīng)受碳化的表面之間的間距應(yīng)大于50mm。
3 將碳化箱關(guān)閉密封，密封可采用機(jī)械辦法或油封，但不得采用水封；開(kāi)動(dòng)箱內(nèi)氣體對(duì)流調(diào)節(jié)裝置，徐徐充入二氧化碳，并測(cè)定箱內(nèi)的二氧化碳濃度，逐步調(diào)節(jié)二氧化碳的流量，使箱內(nèi)的二氧化碳濃度保持在20％±3％。在整個(gè)試驗(yàn)期間可用去濕裝置或放入硅膠，使箱內(nèi)的相對(duì)濕度控制在70％±5％的范圍內(nèi)，碳化試驗(yàn)應(yīng)在20℃±5℃的溫度下進(jìn)行。
4 每隔一定時(shí)間對(duì)箱內(nèi)的二氧化碳濃度，溫度及濕度作一次測(cè)定。一般在*、二天每隔2h測(cè)定一次，以后每隔4h測(cè)定一次。并根據(jù)所測(cè)得的二氧化碳濃度隨時(shí)調(diào)節(jié)其流量。去濕用的硅膠應(yīng)經(jīng)常更換。
5 碳化至3d、7d、14d及28d時(shí)，各取出試件，破型以測(cè)定其碳化深度。將棱柱體試件在壓力試驗(yàn)機(jī)上用劈裂法從一端開(kāi)始破型。每次切除的厚度約為試件寬度的一半，用石蠟將破型后試件的切斷面封好，再放人箱內(nèi)繼續(xù)碳化，直到下一個(gè)試驗(yàn)期，如采用立方體試件，則在試件中部劈開(kāi)：立方體試件只作一次檢驗(yàn)，不再重復(fù)使用。
6 將切下的那部分試件刷去斷面上的粉末，隨即噴上(或滴上)1％酚酞乙醇溶液，經(jīng)30s后，按原先標(biāo)劃的每10mm一個(gè)測(cè)量點(diǎn)用鋼尺分別測(cè)出兩側(cè)面各點(diǎn)的碳化深度(不變色區(qū)的深度)。如果測(cè)點(diǎn)處的碳化分界線上剛好嵌有粗骨料顆粒，則可取該顆粒兩側(cè)處碳化深度的平均值作為該點(diǎn)的深度值。碳化深度測(cè)量至lmm。
4.28.4試驗(yàn)結(jié)果處理
混凝土在各試驗(yàn)齡期時(shí)的平均碳化深度dt，按式(4.28.4)計(jì)算(準(zhǔn)至0.1mm)：
式中：dt——試件碳化t天后的平均碳化深度，mm；
di--兩個(gè)測(cè)面上的各測(cè)點(diǎn)的碳化深度，mm；
n——兩個(gè)側(cè)面上的測(cè)點(diǎn)總數(shù)
以在標(biāo)準(zhǔn)條件下(即二氧化碳濃度為20％±3％，溫度為20℃±5℃，濕度為70％±5％的三個(gè)試件碳化28d的碳化深度平均值作為測(cè)定值，用以對(duì)比各種混凝土的抗碳化能力及對(duì)鋼筋的保護(hù)作用。以各齡期計(jì)算所得的碳化深度繪制碳化時(shí)間與碳化深度的關(guān)系曲線，以表示在該條件下的混凝土碳化發(fā)展規(guī)律。
4.29 混凝土抗氯離子滲透快速試驗(yàn)
4.29.1 目的及適用范圍
測(cè)定混凝土的相對(duì)氯離子擴(kuò)散系數(shù)，以比較混凝土的抗氯離子滲透性能，適用于檢驗(yàn)水灰比小于0.60的混凝土。
4.29.2 基本原理
氯離子在直流電壓作用下，能透過(guò)混凝土試塊向正極方向移動(dòng)。測(cè)量流過(guò)混凝土的電荷量，就能反映出透過(guò)混凝土的氯離子量。混凝土是離子導(dǎo)電，其電導(dǎo)與電流成正比。因此，測(cè)量混凝土試件的電導(dǎo)，與測(cè)電荷量一樣，也能評(píng)定混凝土抵抗氯離子滲透的性能。
4.29.3 儀器設(shè)備
試驗(yàn)所用設(shè)備如圖4.29.3—1所示。
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| | | 1——交流電橋；2——試驗(yàn)槽：3——銅網(wǎng)； 4——混凝土試件；5——0.3mol/L NaOH溶液； 6——橡心墊圈；7——3％NaCl溶液 |
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圖4.29.3-1 試驗(yàn)裝置示意圖
1 頻率為1000Hz的交流電橋，量程兩檔lkΩ、10kΩ。精度0.002；
2 塑料試驗(yàn)槽兩只，外型尺寸152mm×152mm×50mm，內(nèi)開(kāi)深35mm、直徑80mm的凹槽；
3 銅網(wǎng)：φ80mm圓形銅篩布(120目)；
4 氯化鈉、氫氧化鈉和氧氧化鈣(化學(xué)純)；
5 鋼絲刷、由塑料管和鋼板制成的60mm×φ100mm 三聯(lián)試模 (圖4.29.3—2)；
6 8號(hào)醫(yī)用乳膠手套；
7 帶蓋塑料桶，容積10L；
8 螺旋加壓器或壓力機(jī)。
1——鋼板；2——塑料圈；3——硬橡膠板
圖4.29.3-2 三聯(lián)試模示意圖
4.29.4 試驗(yàn)步驟
1 澆制直徑100mm、厚60mm的圓盤(pán)型混凝土試件，粒徑大于40mm的骨料用濕篩法篩除。每種技術(shù)條件三塊。試件成型后，表面蓋濕麻袋在室溫為20℃±5℃條件下養(yǎng)護(hù)24h后拆模(保留與試件緊貼的塑料圈)。用鋼絲刷刷毛兩端面后，試件連塑料圈一起放在盛有20℃±3℃飽和氫氧化鈣溶液塑料桶中養(yǎng)護(hù)24h。取出，用螺旋加壓器或壓力機(jī)將試件頂出塑料圈。試件再在20℃±3℃飽和氫氧化鈣溶液中養(yǎng)護(hù)26d；
注：澆制試件時(shí)，模內(nèi)盡量少涂機(jī)油。
2 對(duì)于混凝土芯樣，應(yīng)切割成60mm×φ100mm試件。測(cè)試前宜進(jìn)行真空飽水：把試件放入1000mL燒杯中，然后一起放入真空干燥器。抽真空3h(真空度0.098MPa) 在抽真空的情況下，灌入足夠量的蒸餾水至燒杯中將試件浸沒(méi)，繼續(xù)抽真空1h，以后試件于水中停放18h。
注：灌蒸餾水時(shí)，嚴(yán)防空氣通過(guò)閥門(mén)進(jìn)入干燥器。
3 配制3％NaCl和0.3mol/L (1.2％)NaOH溶液，分別裝瓶加蓋后放在20℃±3℃條件下備用。
4 試驗(yàn)在室溫20℃±5℃下進(jìn)行。試件從氫氧化鈣溶液中取出。每取出一試件，同時(shí)測(cè)量并記錄氫氧化鈣溶液的溫度。用濕布擦去表面浮水。試件圓側(cè)面和磨面、底面的邊緣(約10mm 寬)用乳膠套(從醫(yī)用手套上剪取)封閉后，裝入塑料試驗(yàn)槽。用螺桿(或臺(tái)鉗)把兩試驗(yàn)槽和試件夾緊(圖4.29.3—1)，在試件兩邊試驗(yàn)槽內(nèi)，分別注入3％NaCL和0.3mol/L NaOH溶液(試件磨面接觸NaOH溶液)。過(guò)2min后，按圖4.29.3—1測(cè)量線路，用頻率為1000Hz的交流電橋測(cè)量試件電阻，并由此算出電導(dǎo)(電阻倒數(shù))?；炷岭妼?dǎo)值計(jì)算至0.01×10-4S(西門(mén)子，電導(dǎo)單位)。
4.29.5 試驗(yàn)結(jié)果處理
1 試件20℃時(shí)的電導(dǎo)值，按式(4.29.5—1)計(jì)算(準(zhǔn)至O.01×10-4S)：
式中：G20——校正成20C℃時(shí)的電導(dǎo)，S；
α——常數(shù)，等于2130；
Ti——在該試件測(cè)量時(shí)，記錄的飽和氫氧化鈣溶液的溫度，以溫度計(jì)，K；
T20——20℃時(shí)溫度值，為293K；
Gi——室溫下測(cè)得的電導(dǎo)，S。
以三塊試件20℃時(shí)的電導(dǎo)平均值，作為該組試件的電導(dǎo)值。
2 試件的相對(duì)氯離子擴(kuò)散系數(shù)按式(4.29.5—2)計(jì)算(準(zhǔn)至0.01×l0-12m2/s)：
D=0.235× 10-8G20 (4.29.5—2)
式中：D——相對(duì)氯離子擴(kuò)散系數(shù)，m2/s；
G20——試件20℃時(shí)的電導(dǎo)值，S。
以三個(gè)試件的相對(duì)氯離子擴(kuò)散系數(shù)的平均值，作為該組試件的相對(duì)氯離子擴(kuò)散系數(shù)值，
