T0583-2020水泥混凝土抗鹽凍試驗(yàn)方法（單面法）

1目的和適用范圍、引用標(biāo)準(zhǔn)

本方法規(guī)定了單面法測(cè)定水泥混凝土抗鹽凍的試驗(yàn)方法。

本方法適用于測(cè)定水泥混凝土成型面與鹽接觸的條件下，以能夠經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)和表面剝落質(zhì)量來(lái)表示的混凝土抗凍性能。

引用標(biāo)準(zhǔn)：

《混凝土抗凍試驗(yàn)設(shè)備》（JG/T243）

2儀具與材料

2.1頂部有蓋的試件盒：如圖T0583-1所示，由不銹鋼制成，試件盒內(nèi)的長(zhǎng)度為250mm±1mm，寬度為200mm±1mm，高度為120mm±1mm。試件盒底部應(yīng)安置高5mm±0.1mm不吸水、浸水不變形且在試驗(yàn)過(guò)程中不影響溶液組分的非金屬三角墊條或支撐。

圖T0583-1試件盒示意圖（尺寸單位：mm）

1-蓋子；2-盒體；3-側(cè)向封閉；4-試驗(yàn)液體；5-試件表面；6-墊條；7-試件

2.2液面調(diào)整裝置：如圖T0583-2所示，由一支吸水管和使液面與試件盒底部間的距離保持在一定范圍內(nèi)的液面自動(dòng)定位控制裝置組成，使用時(shí)，液面調(diào)整裝置應(yīng)使液面高度保持在10mm±1mm。

圖T0587-2液面調(diào)整裝置示意圖（尺寸單位：mm）

2.3單面凍融試驗(yàn)箱：如圖T0583-3所示，應(yīng)符合現(xiàn)行《混凝土抗凍試驗(yàn)設(shè)備》（JG/T243）的規(guī)定，試件盒固定在單面凍融試驗(yàn)箱內(nèi)，并自動(dòng)按規(guī)定的凍融循環(huán)制度進(jìn)行凍融循環(huán)。凍融循環(huán)制度（圖T0583-4）的溫度從20℃開(kāi)始，并以10℃/h±1℃/h的速度均勻地降至-20℃±1℃，且維持3h；然后從-20℃開(kāi)始，以10℃/h±1℃/h的速度均勻地升至10℃，且應(yīng)維持1h。

2.4試件盒的底部浸入冷凍液中的深度為15mm±2mm。單面凍融試驗(yàn)箱內(nèi)應(yīng)裝有可將冷凍液和試件盒上部空間隔開(kāi)的裝置和固定的溫度傳感器，溫度傳感器裝在50mm×6mm×6mm的矩形容器內(nèi)。溫度傳感器在0℃時(shí)的測(cè)量精度不低于±0.05℃，在冷凍液中測(cè)溫的時(shí)間間隔為6.3s±0.8s。單面凍融試驗(yàn)箱內(nèi)溫度控制精度為±0.5℃，當(dāng)滿載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，單面凍融試驗(yàn)箱內(nèi)各點(diǎn)之間的最大溫差不得超過(guò)1℃。單面凍融試驗(yàn)箱連續(xù)工作時(shí)間不應(yīng)少于28d。

圖T0583-4凍融循環(huán)制度

2.5超聲浴槽中超聲發(fā)生器的功率為250W，雙半波運(yùn)行下高頻峰值功率為450W，頻率為35kHz。超聲浴槽的尺寸應(yīng)使試件盒與超聲浴槽之間無(wú)機(jī)械接觸地置于其中，試件盒在超聲浴槽的位置如圖T0583-5所示，且試件盒和超聲浴槽底部的距離不小于15mm。

2.6不銹鋼盤(pán)（或稱(chēng)剝落物收集器）：由厚1mm、面積不小于200mm×200mm、邊緣翹起為10mm±2mm的不銹鋼制成的帶把手鋼盤(pán)。

T0583-5試件盒在超聲浴槽中的位置示意圖

1-試件盒；2-試驗(yàn)液體；3-超聲浴槽；4-試件；5-水

2.7試驗(yàn)溶液：質(zhì)量比為97%蒸餾水和3%NaCl配制而成的鹽溶液。

2.8烘箱：溫度可控制在105~115℃。

2.9天平：最大量程分別為10kg和5kg、感量分別為0.1g和0.01g各一臺(tái)。

2.10游標(biāo)卡尺：量程不小于300mm，分度值為±0.1mm。

2.11試件模具：應(yīng)采用φ200mm×80mm的圓柱體試模（由4mm厚、直徑為200mm的PVC管加工而成），并附加尺寸應(yīng)為220mm×220mm×2mm的鋼板。

2.12密封材料：涂異丁橡膠的鋁箔或環(huán)氧樹(shù)脂。密封材料應(yīng)采用在-20℃和鹽侵蝕條件下仍保持原有性能，且在達(dá)到zui低溫度時(shí)不表現(xiàn)為脆性的材料。

2.13果木抹子。

3試件要求

3.1在制作試件時(shí)，應(yīng)采用φ200mm×80mm的圓柱體PVC試模，放置在鋼板上，然后加入混凝土，同時(shí)，用橡皮錘均勻輕輕敲打PVC試模外側(cè)，直至混凝土出漿為止，再移至混凝土振動(dòng)臺(tái)，振動(dòng)10~15s，并用果木抹子抹面（嚴(yán)禁用光滑的不銹鋼抹子），應(yīng)將混凝土成型面作為測(cè)試面。

3.2試件成型后帶模養(yǎng)護(hù)24h±2h，然后將帶模試件置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)間養(yǎng)護(hù)至22天取出干燥，干燥后進(jìn)行密封處理，之后第24天將試件測(cè)試面進(jìn)行飽水處理，第28天進(jìn)行試件的鹽凍試驗(yàn)。

3.3每組試件的數(shù)量不少于3個(gè)，且總的測(cè)試面積不得少于0.08m2。

4試驗(yàn)步驟

4.1試件飽水前進(jìn)行干燥處理。除測(cè)試面和與測(cè)試面相平行的頂面外，其他PVC管與混凝土接觸的縫隙應(yīng)采用環(huán)氧樹(shù)脂或其他滿足2.12要求的密封材料進(jìn)行密封，密封前應(yīng)對(duì)試件與PVC管之間的縫隙進(jìn)行清潔處理。密封過(guò)程中，試件應(yīng)保持清潔和干燥，并測(cè)量和記錄試件密封前后的質(zhì)量w0和w1，精確至0.1g。

4.2密封好的試件應(yīng)放置在試件盒中，并使測(cè)試面向下接觸墊條，試件與試件盒側(cè)壁之間的空隙為20mm±2mm。向試件盒中加入試驗(yàn)液體并不得濺濕試件頂面。試驗(yàn)液體的液面高度由液面調(diào)整裝置調(diào)整為10mm±1mm。加入試驗(yàn)液體后，應(yīng)蓋上試件盒的蓋子，并記錄加入試驗(yàn)液體的時(shí)間。試件預(yù)吸水時(shí)間持續(xù)4d，試驗(yàn)溫度保持為20℃±2℃。預(yù)吸水期間應(yīng)定期檢查試驗(yàn)液體高度，并始終保持試驗(yàn)液體高度滿足10mm±1mm的要求。試件預(yù)吸水過(guò)程中應(yīng)每2~3d測(cè)試件的質(zhì)量，精確至0.1g。

4.3在進(jìn)行單面凍融試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)去掉試件盒的蓋子。凍融循環(huán)過(guò)程宜連續(xù)不斷地進(jìn)行，當(dāng)凍融循環(huán)過(guò)程被打斷時(shí)，應(yīng)將試件保存在試件盒中，并保持試驗(yàn)液體的高度。

4.4每5個(gè)凍融循環(huán)應(yīng)對(duì)試件的剝落物和吸水率進(jìn)行一次測(cè)量。上述參數(shù)測(cè)量應(yīng)在20℃±2℃的恒溫室中進(jìn)行。當(dāng)測(cè)量過(guò)程被打斷時(shí)，應(yīng)將試件保存在盛有試驗(yàn)液體的試驗(yàn)容器中。

4.5試件的剝落物和吸水率的測(cè)量應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

（1）先將試件盒從單面凍融試驗(yàn)箱中取出，并放置到超聲浴槽中，使試件的測(cè)試面朝下，并對(duì)浸泡在試驗(yàn)液體中的試件進(jìn)行3min超聲浴。

（2）用超聲浴方法處理完試件剝落物后，立即將試件從試件盒中拿起，并垂直放置在一吸水物表面上。待測(cè)試面液體流盡后，將試件放置在不銹鋼盤(pán)中，且使測(cè)試面向下。用干毛巾將試件側(cè)面和上表面的水擦干凈后，將試件從鋼盤(pán)中拿開(kāi)，并將鋼盤(pán)放置在天平上歸零，再將試件放回到不銹鋼盤(pán)中進(jìn)行稱(chēng)量，記錄此時(shí)試件的質(zhì)量wn，精確至0.1g，然后在110℃±5℃的烘箱中烘干24h，并在溫度為20℃±2℃、相對(duì)濕度為60%±5%的試驗(yàn)室中冷卻60min±5min。冷卻后應(yīng)稱(chēng)量烘干后剝落物的總質(zhì)量us，精確至0.01g。?

4.6當(dāng)凍融循環(huán)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，可停止試驗(yàn)，并應(yīng)以經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)或單位表面面積剝落物總質(zhì)量來(lái)表示混凝土抗凍性能：

（1）達(dá)到30次凍融循環(huán)時(shí)；

（2）單位面積剝落量大于1000g/m2。

5結(jié)果計(jì)算

5.1n次凍融循環(huán)后，試件單位面積剝落量，應(yīng)按式（T0583-1）進(jìn)行計(jì)算：（T0583-1）

式中：mn——n次凍融循環(huán)后（g/m2）；

us——每次測(cè)試間隙得到的試件剝落物質(zhì)量（g），精確至0.01g；

A——單個(gè)試件測(cè)試的表面積（mm2）。

以3個(gè)試件單位測(cè)試表面面積剝落物總質(zhì)量計(jì)算值的算術(shù)平均值作為該組試件單位測(cè)試表面面積剝落物質(zhì)量測(cè)定值。

5.2經(jīng)n次凍融循環(huán)后試件的質(zhì)量增長(zhǎng)率，應(yīng)按式（T0583-2）計(jì)算：

式中：wn——經(jīng)n次凍融循環(huán)后試件質(zhì)量增長(zhǎng)率（%）；

w0——試件密封前干燥狀態(tài)的凈質(zhì)量（不包括側(cè)面密封物的質(zhì)量）（g），精確至0.1g；

wn——經(jīng)n次凍融循環(huán)后，試件的質(zhì)量（包括側(cè)面密封物的質(zhì)量）（g），精確至0.1g；

W1——密封后飽水之前試件的質(zhì)量（包括側(cè)面密封物的質(zhì)量）（g），精確至0.1g。

以3個(gè)試件質(zhì)量增長(zhǎng)率的算術(shù)平均值作為該組試件的質(zhì)量增長(zhǎng)率測(cè)定值。

6試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：

（1）原材料的品種、規(guī)格和產(chǎn)地；

（2）儀器設(shè)備的名稱(chēng)、型號(hào)及編號(hào)；

（3）環(huán)境溫度和濕度；

（4）試件表面剝落物的質(zhì)量us；

（5）n次凍融循環(huán)后單個(gè)試件單位測(cè)試表面面積剝落物總質(zhì)量mn；

（6）試件密封前干燥狀態(tài)的凈質(zhì)量（不包括側(cè)面密封物的質(zhì)量）w0；

（7）經(jīng)n次凍融循環(huán)后，試件的質(zhì)量（包括側(cè)面密封物的質(zhì)量）wn；

（8）密封后飽水之前試件的質(zhì)量（包括側(cè)面密封物的質(zhì)量）w1；

（9）經(jīng)n次凍融循環(huán)后，每個(gè)試件的質(zhì)量增長(zhǎng)率△Wn；

（10）要說(shuō)明的其他內(nèi)容。

條文說(shuō)明

本方法參照ASTMC672編制。在我國(guó)北方地區(qū)，冬季大量使用除冰鹽對(duì)道路進(jìn)行除冰，此時(shí)的混凝土道路及構(gòu)造物遭受的凍融往往不是飽水狀態(tài)下水的凍融循環(huán)，而是干濕交替及鹽溶液存在狀態(tài)下的凍融循環(huán)。對(duì)于上述情況下混凝土的抗凍性，用原有的混凝土抗凍性試驗(yàn)方法可能無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。為此，特制定用于評(píng)價(jià)混凝土抗鹽凍能力的試驗(yàn)方法。

值得注意是，應(yīng)將成型面作為試驗(yàn)面。因此，不同抹子抹平的成型面對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響較大，大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，光滑（鐵、鋁等）抹子抹平并不能代表路面結(jié)構(gòu)表觀構(gòu)造，由于路面結(jié)構(gòu)需要一定的抗滑特性，因此果木抹子抹平的成型面具有代表性。