4.28 全自动数控混凝土碳化试验箱

28  全自动数控混凝土碳化试验箱

   4.28.1  目的及适用范围                      

   测定在—定浓度的二氧化碳气体介质中混凝土试件的碳化深度，以评定该混凝土的抗碳化能力。也适用于水泥砂浆。

   4.28.2  仪器设备

   1  碳化箱：带有密封盖或门的密闭容器，容器的容积至少应为试件体积的两倍。箱内应有架空试件的搁架，二氧化碳引入口，分析取样用的气体引出口，箱内气体对流循环装置，温湿度测量以及为保持箱内恒湿所需的设施。必要时，可设玻璃观察口以对箱内的温湿度进行读数。

   2  气体分析仪：能分析箱内气体中的二氧化碳浓度，到1%。

   3  二氧化碳供气装置：包括气瓶、压力表及流量计。

   4  1％酚酞乙醇溶液(含20％的蒸馏水)、变色硅胶、钢尺、喷雾器等。

4.28.3试验步骤

   1  碳化试验应采用棱柱体混凝土试件，以三块为一组，试件的zui小边长应符合表4，28.3的要求。棱柱体的高宽比应不小于3。

表4.28.3  碳化试验试件尺寸选用表    mm

    无棱柱体试件时，也可用立方体试件代替，但其数量应相应增加。碳化试验的试件宜采用标准养护。一般应在28d龄期(或设计龄期)进行碳化，采用掺合料的混凝土可根据其特性决定碳化前的养护龄期。但试件应在试验前2d从标准养护室取出。然后在60℃±2℃温度下烘48h。

   经烘干处理后的试件，除留下一个或相对的两个侧面外，其余表面应用熔化的石蜡予以密封；在侧面上顺长度方向用铅笔以lOmm间距画出平行线，以预定碳化深度的测量点。

   2  将经过处理的试件放入碳化箱内的搁架上，各试件经受碳化的表面之间的间距应大于50mm。

   3  将碳化箱关闭密封，密封可采用机械办法或油封，但不得采用水封；开动箱内气体对流调节装置，徐徐充入二氧化碳，并测定箱内的二氧化碳浓度，逐步调节二氧化碳的流量，使箱内的二氧化碳浓度保持在20％±3％。在整个试验期间可用去湿装置或放入硅胶，使箱内的相对湿度控制在70％±5％的范围内，碳化试验应在20℃±5℃的温度下进行。

   4  每隔一定时间对箱内的二氧化碳浓度，温度及湿度作一次测定。一般在*、二天每隔2h测定一次，以后每隔4h测定一次。并根据所测得的二氧化碳浓度随时调节其流量。去湿用的硅胶应经常更换。

   5  碳化至3d、7d、14d及28d时，各取出试件，破型以测定其碳化深度。将棱柱体试件在压力试验机上用劈裂法从一端开始破型。每次切除的厚度约为试件宽度的一半，用石蜡将破型后试件的切断面封好，再放人箱内继续碳化，直到下一个试验期，如采用立方体试件，则在试件中部劈开：立方体试件只作一次检验，不再重复使用。

   6  将切下的那部分试件刷去断面上的粉末，随即喷上(或滴上)1％酚酞乙醇溶液，经30s后，按原先标划的每10mm一个测量点用钢尺分别测出两侧面各点的碳化深度(不变色区的深度)。如果测点处的碳化分界线上刚好嵌有粗骨料颗粒，则可取该颗粒两侧处碳化深度的平均值作为该点的深度值。碳化深度测量至lmm。

   4.28.4试验结果处理

   混凝土在各试验龄期时的平均碳化深度dt，按式(4.28.4)计算(准至0.1mm)：

式中：d_t——试件碳化t天后的平均碳化深度，mm；

   d_i--两个测面上的各测点的碳化深度，mm；

   n——两个侧面上的测点总数

   以在标准条件下(即二氧化碳浓度为20％±3％，温度为20℃±5℃，湿度为70％±5％的三个试件碳化28d的碳化深度平均值作为测定值，用以对比各种混凝土的抗碳化能力及对钢筋的保护作用。以各龄期计算所得的碳化深度绘制碳化时间与碳化深度的关系曲线，以表示在该条件下的混凝土碳化发展规律。

4.29  混凝土抗氯离子渗透快速试验

4.29.1  目的及适用范围

   测定混凝土的相对氯离子扩散系数，以比较混凝土的抗氯离子渗透性能，适用于检验水灰比小于0.60的混凝土。

4.29.2  基本原理

   氯离子在直流电压作用下，能透过混凝土试块向正极方向移动。测量流过混凝土的电荷量，就能反映出透过混凝土的氯离子量。混凝土是离子导电，其电导与电流成正比。因此，测量混凝土试件的电导，与测电荷量一样，也能评定混凝土抵抗氯离子渗透的性能。

4.29.3  仪器设备

   试验所用设备如图4.29.3—1所示。

			1——交流电桥；2——试验槽：3——铜网； 4——混凝土试件；5——0.3mol/L NaOH溶液； 6——橡心垫圈；7——3％NaCl溶液

图4.29.3-1  试验装置示意图

   1  频率为1000Hz的交流电桥，量程两档lkΩ、10kΩ。精度0.002；

   2  塑料试验槽两只，外型尺寸152mm×152mm×50mm，内开深35mm、直径80mm的凹槽；

   3  铜网：φ80mm圆形铜筛布(120目)；

   4  氯化钠、氢氧化钠和氧氧化钙(化学纯)；

   5  钢丝刷、由塑料管和钢板制成的60mm×φ100mm  三联试模  (图4.29.3—2)；

   6  8号医用乳胶手套；

   7  带盖塑料桶，容积10L；

   8  螺旋加压器或压力机。

1——钢板；2——塑料圈；3——硬橡胶板

图4.29.3-2  三联试模示意图

   4.29.4  试验步骤

   1  浇制直径100mm、厚60mm的圆盘型混凝土试件，粒径大于40mm的骨料用湿筛法筛除。每种技术条件三块。试件成型后，表面盖湿麻袋在室温为20℃±5℃条件下养护24h后拆模(保留与试件紧贴的塑料圈)。用钢丝刷刷毛两端面后，试件连塑料圈一起放在盛有20℃±3℃饱和氢氧化钙溶液塑料桶中养护24h。取出，用螺旋加压器或压力机将试件顶出塑料圈。试件再在20℃±3℃饱和氢氧化钙溶液中养护26d；

   注：浇制试件时，模内尽量少涂机油。

   2  对于混凝土芯样，应切割成60mm×φ100mm试件。测试前宜进行真空饱水：把试件放入1000mL烧杯中，然后一起放入真空干燥器。抽真空3h(真空度0.098MPa)  在抽真空的情况下，灌入足够量的蒸馏水至烧杯中将试件浸没，继续抽真空1h，以后试件于水中停放18h。

   注：灌蒸馏水时，严防空气通过阀门进入干燥器。

   3  配制3％NaCl和0.3mol/L (1.2％)NaOH溶液，分别装瓶加盖后放在20℃±3℃条件下备用。

   4  试验在室温20℃±5℃下进行。试件从氢氧化钙溶液中取出。每取出一试件，同时测量并记录氢氧化钙溶液的温度。用湿布擦去表面浮水。试件圆侧面和磨面、底面的边缘(约10mm 宽)用乳胶套(从医用手套上剪取)封闭后，装入塑料试验槽。用螺杆(或台钳)把两试验槽和试件夹紧(图4.29.3—1)，在试件两边试验槽内，分别注入3％NaCL和0.3mol/L NaOH溶液(试件磨面接触NaOH溶液)。过2min后，按图4.29.3—1测量线路，用频率为1000Hz的交流电桥测量试件电阻，并由此算出电导(电阻倒数)。混凝土电导值计算至0.01×10^-4S(西门子，电导单位)。

4.29.5  试验结果处理

   1  试件20℃时的电导值，按式(4.29.5—1)计算(准至O.01×10^-4S)：

式中：G₂₀——校正成20C℃时的电导，S；

   α——常数，等于2130；

   T_i——在该试件测量时，记录的饱和氢氧化钙溶液的温度，以温度计，K；

   T₂₀——20℃时温度值，为293K；

   G_i——室温下测得的电导，S。

   以三块试件20℃时的电导平均值，作为该组试件的电导值。

   2  试件的相对氯离子扩散系数按式(4.29.5—2)计算(准至0.01×l0^-12m²/s)：

D=0.235× 10^-8G₂₀    (4.29.5—2)

式中：D——相对氯离子扩散系数，m²/s；

     G₂₀——试件20℃时的电导值，S。

   以三个试件的相对氯离子扩散系数的平均值，作为该组试件的相对氯离子扩散系数值，