混凝土凍融試驗(yàn)作業(yè)

1、抗凍性能試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書1適用范圍1.1 慢凍法適用于檢驗(yàn)以混凝土試件在氣凍水融條件下，以經(jīng)受的凍融循 環(huán)次數(shù)來(lái)表示的混凝凝土的抗凍性能。1.2 快凍法適用于測(cè)定混凝土試件在水凍水融條件下，以經(jīng)受的快速凍融 循環(huán)次數(shù)來(lái)表示的混凝凝土抗凍性能。2檢測(cè)依據(jù)普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法(GB/T50082-2009)3試驗(yàn)方法3.1 慢凍法3.1.1 慢凍法混凝土抗凍性能試驗(yàn)應(yīng)采用100mm x 100mm x 100mm立方體試 件。3.1.2慢凍法試驗(yàn)所需要的試件組數(shù)應(yīng)符合下表的規(guī)定每組試件應(yīng)3塊。設(shè)計(jì)抗凍D25D50D100D150D200D250D300D300 以上檢查強(qiáng)度時(shí)的凍融循

2、環(huán)次數(shù)255050及100100及150150及200200及250250及300300及設(shè)計(jì)次數(shù)鑒定28天強(qiáng)度所需11111111試件組數(shù)凍融試件組數(shù)11222222對(duì)比試件組數(shù)11222222總計(jì)試件組數(shù)335555553.1.3 慢凍法混凝土抗凍性能試驗(yàn)所用設(shè)備應(yīng)符合下列定。凍融試驗(yàn)箱應(yīng)能使試件靜止不動(dòng)，并應(yīng)通過(guò)氣凍水融進(jìn)行凍融循環(huán)。在 滿載運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，冷凍期間凍融試驗(yàn)箱內(nèi)空氣溫度保持在-20C-18C的范 圍以內(nèi)。融化期間凍融試驗(yàn)箱內(nèi)浸泡混凝土試件的水溫保持在的范圍18c20c以內(nèi)。滿載時(shí)凍融試驗(yàn)箱內(nèi)各點(diǎn)溫度極差不應(yīng)超過(guò) 2c。試件架應(yīng)采用不銹鋼或者其他耐腐蝕的材料制作，其尺寸應(yīng)與凍

3、融試驗(yàn)箱和所裝試件相適應(yīng)。稱量設(shè)備的最大量程應(yīng)為20公斤，感量不應(yīng)超過(guò)5克。壓力試驗(yàn)機(jī)精度至少為士 1%,其量程應(yīng)能使試件的預(yù)期破壞荷載值不小 于全量程的20%也不大于全量程的80%.試驗(yàn)機(jī)上下壓板及試件之間可各墊以 鋼墊板，兩承壓面均應(yīng)機(jī)械加工與試件接觸的壓板或墊板的尺寸應(yīng)大于試件 承壓面，其不平度應(yīng)為每100毫米不超過(guò)0.02毫米.溫度傳感器的溫度檢測(cè)范圍不應(yīng)小于（-20C20C）,測(cè)量精度應(yīng)為士05c3.1.4 慢凍法試驗(yàn)步驟1 .在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)或同條件養(yǎng)護(hù)的凍融試驗(yàn)的試件應(yīng)在養(yǎng)護(hù)齡期為24d時(shí)提前將試件從養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出，隨后應(yīng)將試件放在 （20±2）C水中浸泡，浸泡時(shí) 水面應(yīng)高

4、出試件頂面（2030） mm,在水中浸泡時(shí)間應(yīng)為4d,試件應(yīng)在28d齡 期時(shí)開始進(jìn)行凍融試驗(yàn)。始終在水中養(yǎng)護(hù)的凍融試驗(yàn)的試件，當(dāng)試件養(yǎng)護(hù)齡 期達(dá)到28d時(shí)，可直接進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)，對(duì)此種情況，應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中予以說(shuō)明。2 .當(dāng)試件養(yǎng)護(hù)齡期達(dá)到28d時(shí)應(yīng)及時(shí)取出凍融試驗(yàn)的試件、用濕布擦除表 面水分后應(yīng)對(duì)外觀尺寸進(jìn)形測(cè)量，試件的外觀尺寸應(yīng)滿足本指導(dǎo)書第3.1.1節(jié)的要求，應(yīng)分別編號(hào)、稱重，然后按編置入試件架內(nèi)，且試件架與試件的接 觸面積不宜超過(guò)試件底面的1/5。試件與箱體內(nèi)壁之間應(yīng)至少留有 20mm的空 隙。試件架中各試件之間應(yīng)至少保持 30min的空隙。3 .冷凍時(shí)間應(yīng)在凍融箱內(nèi)溫度降至-18C時(shí)開始

5、計(jì)算。每次從裝完試件到 溫度降至-18C所需的時(shí)間應(yīng)在（1.52.0） h內(nèi)。凍融箱內(nèi)溫度在冷凍時(shí)應(yīng)保持 （-20-18） C。4 .每次凍融循環(huán)中試件的冷凍時(shí)間不應(yīng)小于 4h。5 .凍結(jié)結(jié)束后，應(yīng)立即加入溫度為（1820） C的水、使試件轉(zhuǎn)入融化狀態(tài)、 力口水時(shí)間不應(yīng)超過(guò) 10min?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)確保在 30min內(nèi)，水溫不低;于 10C, 且 在30min后水溫能保持在（1820） C。凍融箱內(nèi)的水面應(yīng)至少高出試件表面 20mm。融化時(shí)間不應(yīng)小于4h。融化完畢視為該次凍融循環(huán)結(jié)束、可進(jìn)入下次 凍融循環(huán)。6 .每25次循環(huán)宜對(duì)凍融試件講行一次外觀檢杳。當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重破壞時(shí)，應(yīng)立即講行稱重。當(dāng)一組試

6、件的平均質(zhì)加損失率超過(guò) 5%：可停卜其凍融循環(huán)試驗(yàn)。7 .試件在達(dá)到本作業(yè)指導(dǎo)書3.1.2規(guī)定的凍融循環(huán)次數(shù)或施工方委托的凍 融循環(huán)次數(shù)后，試件應(yīng)稱重并進(jìn)行外觀檢查，應(yīng)詳細(xì)記錄試件表面破損、裂 縫及邊角損失情況。當(dāng)試件表面破損嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)先用高強(qiáng)石膏找平，然后應(yīng) 進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)?？箟簭?qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土力學(xué)性 能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50081的相關(guān)規(guī)定，可參考混凝土試塊抗壓的作業(yè)指導(dǎo) 書。8 .當(dāng)凍融循環(huán)因故中斷且試件處于冷凍狀態(tài)、直至恢復(fù)凍融試驗(yàn)為止、并應(yīng)將故障原因及暫停時(shí)間在試驗(yàn)結(jié)束中注明。當(dāng)試件處在融化狀態(tài)下因故中 斷時(shí)，中斷時(shí)間不應(yīng)超過(guò)兩個(gè)凍融循環(huán)的時(shí)間。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程

7、中，超過(guò)兩 個(gè)凍融循環(huán)時(shí)間的中斷故障次數(shù)不得超過(guò)兩次。9 .當(dāng)部分試件由于失效破壞或者停止試驗(yàn)被取出時(shí)、應(yīng)用空白試件填充空位。10 .對(duì)比試件應(yīng)繼續(xù)保持原有的養(yǎng)護(hù)條件，直到完成凍融循環(huán)后，與凍融 試驗(yàn)的試件同時(shí)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。3.1.5結(jié)果評(píng)喋3.1.5.1 當(dāng)凍融循環(huán)出現(xiàn)下列三種情況之一時(shí)、可停止試驗(yàn)：1 .已達(dá)到規(guī)岸的循環(huán)次數(shù)；2 .抗壓強(qiáng)度損失率已達(dá)到25%;3 .質(zhì)量損失率已達(dá)到5%。3.1.5.1 試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算及處理應(yīng)符合下列規(guī)定：1 .強(qiáng)度損失率應(yīng)按下式講行計(jì)算：fco fcn 100（3.151-1）fco一式中：fc N次凍融循環(huán)后的混凝土強(qiáng)度損失率（ ）,精確至0.1;fc

8、o 對(duì)比用的一組混凝土t件的抗壓強(qiáng)度測(cè)定值 （MPa）,精確至0.1（MPa）;fcn 經(jīng)N次凍融循環(huán)后的一組混凝土試件抗壓強(qiáng)度測(cè)定值（MPa）、精確至 0.1（MPa）;2 fco迎fcn應(yīng)以三個(gè)試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為測(cè)定值。當(dāng)三個(gè)試件抗壓強(qiáng)度最大值或最小值與中間值之差超過(guò)中間值的15%時(shí)，應(yīng)剔除此值，再取其余兩值的算術(shù)平均值作為測(cè)定值；當(dāng)最大值和最小值均超過(guò)中間值的15%時(shí)，應(yīng)取中間值作為測(cè)定值。3 .單個(gè)試件的質(zhì)量損失率應(yīng)按下式計(jì)算：Wni Wi Wi 100（3.1.5.2-2）W0i式中：Wni N次凍融循環(huán)后第i個(gè)混凝土試件的質(zhì)量損失率（）,精確至0.01；W0i 凍

9、融循環(huán)試驗(yàn)前第i個(gè)混凝土試件的質(zhì)量（g）;Wni N次凍融循環(huán)后第i個(gè)混凝十試件的質(zhì)量（g）。4 .一組試件的平均質(zhì)量損失率應(yīng)按下式計(jì)算：3WniWn 口 100（3.1.5.3-3）式中：Wn N次凍融循環(huán)后一組混凝十試件的平均質(zhì)量損失率（），精確至0.1。5 .每組試件的平均質(zhì)量損失率應(yīng)以三個(gè)試件的質(zhì)量損失率試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為測(cè)量值。當(dāng)某個(gè)試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)負(fù)值、應(yīng)取0、再取三個(gè)試件的算術(shù)平均值。當(dāng)三個(gè)值中的最大值或最小值與中間值之差超過(guò)1%時(shí)，應(yīng)剔除此值，再取其余兩值的算術(shù)平均值作為測(cè)量值；當(dāng)最大值和最小值與中間值之差均 超過(guò)1%時(shí)，應(yīng)取中間值作為測(cè)量值。6 .抗凍標(biāo)號(hào)應(yīng)以抗壓強(qiáng)度損失率

10、不超過(guò)25%或者質(zhì)量損失率不超過(guò)5%時(shí)的最大凍融循環(huán)次數(shù)按本作業(yè)指導(dǎo)書 3.1.2確定。3.2快凍法3.2.1 本試驗(yàn)采用100X 100X 400mm的棱柱體試件。¥M凝土試件每組 3塊， 在試驗(yàn)過(guò)程中可連續(xù)使用，除制作凍融試件外尚應(yīng)制備同樣形狀尺寸，中心埋有熱電偶的測(cè)溫試件，制作測(cè)溫試件所用混凝土的抗凍性能應(yīng)高于凍融試 件。3.2.2 快凍法測(cè)定混凝土抗凍性能試驗(yàn)所用設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定(1)快速凍融裝置：應(yīng)在測(cè)溫試件中埋設(shè)溫度傳感器外，尚應(yīng)在凍融箱內(nèi) 防凍液中心、中心與任何一個(gè)對(duì)角線的兩端分別設(shè)有溫度傳感器。運(yùn)行凍融 的裝置滿載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)凍融箱內(nèi)各點(diǎn)溫度的極差不得超過(guò) 2 c。(2)

11、試件盒：宜采用具有彈性的橡膠材料制作，其內(nèi)表面底部應(yīng)有半徑為3mm橡膠突出部分。盒內(nèi)水面應(yīng)至少能高出試件頂面 5mm。試件盒橫截面尺 寸宜為凈截面尺寸應(yīng)為115X 115mm,試件盒長(zhǎng)度宜為500mm。(3)案秤：稱量量程20kg,感量不應(yīng)超過(guò)5g。(4)動(dòng)彈性模量測(cè)定儀：共振法或敲擊法動(dòng)彈性模量測(cè)定儀。(5)溫度傳感器：能在(20-20) C范圍內(nèi)測(cè)定試件中心溫度。測(cè)量精度不低于士 0.5C。3.2.4 試驗(yàn)步驟快凍法混凝土抗凍性能試驗(yàn)應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行：如無(wú)特殊規(guī)定，試件浸泡水中4天，試件應(yīng)在28天齡期時(shí)開始凍融試驗(yàn)。凍融試驗(yàn)前四天應(yīng)把試件從養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出，進(jìn)行外觀檢查，然后在溫度為(20&#

12、177; 2)的水中浸泡(包括測(cè)溫試件)。浸泡時(shí)水面至少應(yīng)高出試件頂面20 mm。始終在水中養(yǎng)護(hù)的試件，當(dāng)試件養(yǎng)護(hù)齡期達(dá)到28d時(shí)，可直接進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。對(duì)此種情況，應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中予以說(shuō)明。浸泡完畢后，取出試件，用濕布擦除表面水分，稱重并測(cè)定其橫向基頻的初始值。將試件放入試件盒內(nèi)，試件應(yīng)位于試件盒中心，盒內(nèi)水位高度應(yīng)始終保持高出試件頂面5 mm。測(cè)溫試件盒應(yīng)放在凍融箱的中心位置。3.2.5 凍融循環(huán)過(guò)程應(yīng)符合下列要求每次凍融循環(huán)應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)完，且用于融化的時(shí)間不得小于整個(gè)凍融時(shí)間的 1/4。 在凍結(jié)和融化過(guò)程中，試件中心最低和最高溫度應(yīng)分別控制在(-18± 2)和(5± 2

13、)內(nèi)。 在任意時(shí)刻，試中心溫度不得高于7，且不得低于-20。每塊試件從3降至-16所用的時(shí)間不得少于凍結(jié)時(shí)間的1/2。每塊試件從-16升至3所用的時(shí)間也不得少于整個(gè)融化時(shí)間的1/2,試件內(nèi)外的溫差不宜超過(guò)28。凍和融之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間不宜超過(guò)10min。3.2.6 試件一般應(yīng)每25隔次循環(huán)作一次橫向基頻測(cè)量，測(cè)量前應(yīng)將試件表面浮渣清洗干凈，擦去表面積水，并檢查其外部損傷及重量損失。測(cè)完后，應(yīng)即把試件掉一個(gè)頭重新裝入試件盒內(nèi),并加入清水，繼續(xù)試驗(yàn)。試件的測(cè)量、稱量及外觀檢查應(yīng)盡量迅速，待測(cè)試件應(yīng)用濕布覆蓋。3.2.7 為保證試件在冷液中凍結(jié)時(shí)溫度穩(wěn)定均衡，當(dāng)有一部份試件停凍取 出時(shí)，應(yīng)另用試件填充空

14、位。如凍融循環(huán)因故中斷，試件應(yīng)保持在凍結(jié)狀態(tài)下。試件處在融解狀態(tài)下的時(shí) 間不宜超過(guò)兩個(gè)循環(huán)。特殊情況下，超過(guò)兩個(gè)循環(huán)周期的次數(shù)，在整個(gè)試驗(yàn) 過(guò)程中只允許1-2次。3.2.8 凍融到達(dá)以下3種情況之一即可停止試驗(yàn)(1)已達(dá)到凍融循環(huán)次數(shù)；(2)試件相對(duì)動(dòng)彈性模量下降到60%;(3)試件的質(zhì)量損失率達(dá)5%。3.2.9 混凝土試件的相對(duì)動(dòng)彈性模量可按下式計(jì)算式中：P N經(jīng)次凍融循環(huán)后試件的相對(duì)動(dòng)彈性模量以個(gè) 3試件的平均 值計(jì)算(%)fn N次凍融循環(huán)后試件的橫向基頻(赫)f0 凍融循環(huán)試驗(yàn)前測(cè)得白試件橫向基頻初始值 (赫)相對(duì)動(dòng)彈性模量以個(gè)3試件的平均值計(jì)算。當(dāng)最大值或最小值與中間值之差超過(guò)中間值的15%時(shí)，應(yīng)剔除此值，并應(yīng)取其余兩值的算術(shù)平均值作為測(cè)定值；當(dāng)最大值和最小值與中間值之差均超過(guò)中間值的15%時(shí)，應(yīng)取中間值作為測(cè)定值?；炷猎嚰鋈诤蟮馁|(zhì)量損失率應(yīng)按下式計(jì)算 Wni WO 100Woi式中：Wni一N次凍融循環(huán)后試件的質(zhì)量損失率以3個(gè)試件的平均值計(jì)Woi凍融循環(huán)試馬前的試件質(zhì)量（Kg）