28 全自動數(shù)控混凝土碳化試驗箱
4.28.1 目的及適用范圍
測定在—定濃度的二氧化碳氣體介質(zhì)中混凝土試件的碳化深度，以評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)氣體對流循環(huán)裝置，溫濕度測量以及為保持箱內(nèi)恒濕所需的設(shè)施。必要時，可設(shè)玻璃觀察口以對箱內(nèi)的溫濕度進行讀數(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。
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試驗步驟
1 碳化試驗應(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 碳化試驗試件尺寸選用表 mm
試件zui小邊長 | 骨料zui大粒徑 |
100 | ≤30 |
150 | 40 |
無棱柱體試件時，也可用立方體試件代替，但其數(shù)量應(yīng)相應(yīng)增加。碳化試驗的試件宜采用標準養(yǎng)護。一般應(yīng)在28d齡期(或設(shè)計齡期)進行碳化，采用摻合料的混凝土可根據(jù)其特性決定碳化前的養(yǎng)護齡期。但試件應(yīng)在試驗前2d從標準養(yǎng)護室取出。然后在60℃±2℃溫度下烘48h。
經(jīng)烘干處理后的試件，除留下一個或相對的兩個側(cè)面外，其余表面應(yīng)用熔化的石蠟予以密封；在側(cè)面上順長度方向用鉛筆以lOmm間距畫出平行線，以預(yù)定碳化深度的測量點。
2 將經(jīng)過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，密封可采用機械辦法或油封，但不得采用水封；開動箱內(nèi)氣體對流調(diào)節(jié)裝置，徐徐充入二氧化碳，并測定箱內(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％。在整個試驗期間可用去濕裝置或放入硅膠，使箱內(nèi)的相對濕度控制在70％±5％的范圍內(nèi)，碳化試驗應(yīng)在20℃±5℃的溫度下進行。
4 每隔一定時間對箱內(nèi)的二氧化碳濃度，溫度及濕度作一次測定。一般在*、二天每隔2h測定一次，以后每隔4h測定一次。并根據(jù)所測得的二氧化碳濃度隨時調(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，各取出試件，破型以測定其碳化深度。將棱柱體試件在壓力試驗機上用劈裂法從一端開始破型。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，直到下一個試驗期，如采用立方體試件，則在試件中部劈開：立方體試件只作一次檢驗，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，按原先標劃的每10mm一個測量點用鋼尺分別測出兩側(cè)面各點的碳化深度(不變色區(qū)的深度)。如果測點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的深度值。碳化深度測量至lmm。
4.28.4試驗結(jié)果處理
混凝土在各試驗齡期時的平均碳化深度dt，按式(4.28.4)計算(準至0.1mm)：
式中：dt——試件碳化t天后的平均碳化深度，mm；
di--兩個測面上的各測點的碳化深度，mm；
n——兩個側(cè)面上的測點總數(shù)
以在標準條件下(即二氧化碳濃度為20％±3％，溫度為20℃±5℃，濕度為70％±5％的三個試件碳化28d的碳化深度平均值作為測定值，用以對比各種混凝土的抗碳化能力及對鋼筋的保護作用。以各齡期計算所得的碳化深度繪制碳化時間與碳化深度的關(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
4.29.1 目的及適用范圍
測定混凝土的相對氯離子擴散系數(shù)，以比較混凝土的抗氯離子滲透性能，適用于檢驗水灰比小于0.60的混凝土。
4.29.2 基本原理
氯離子在直流電壓作用下，能透過混凝土試塊向正極方向移動。測量流過混凝土的電荷量，就能反映出透過混凝土的氯離子量。混凝土是離子導(dǎo)電，其電導(dǎo)與電流成正比。因此，測量混凝土試件的電導(dǎo)，與測電荷量一樣，也能評定混凝土抵抗氯離子滲透的性能。
4.29.3 儀器設(shè)備
試驗所用設(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 塑料試驗槽兩只，外型尺寸152mm×152mm×50mm，內(nèi)開深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。
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 試驗步驟
1 澆制直徑100mm、厚60mm的圓盤型混凝土試件，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24h。取出，用螺旋加壓器或壓力機將試件頂出塑料圈。試件再在20℃±3℃飽和氫氧化鈣溶液中養(yǎng)護26d；
注：澆制試件時，模內(nèi)盡量少涂機油。
2 對于混凝土芯樣，應(yīng)切割成60mm×φ100mm試件。測試前宜進行真空飽水：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，繼續(xù)抽真空1h，以后試件于水中停放18h。
注：灌蒸餾水時，嚴防空氣通過閥門進入干燥器。
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 試驗在室溫20℃±5℃下進行。試件從氫氧化鈣溶液中取出。每取出一試件，同時測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，裝入塑料試驗槽。用螺桿(或臺鉗)把兩試驗槽和試件夾緊(圖4.29.3—1)，在試件兩邊試驗槽內(nèi)，分別注入3％NaCL和0.3mol/L NaOH溶液(試件磨面接觸NaOH溶液)。過2min后，按圖4.29.3—1測量線路，用頻率為1000Hz的交流電橋測量試件電阻，并由此算出電導(dǎo)(電阻倒數(shù))。混凝土電導(dǎo)值計算至0.01×10-4S(西門子，電導(dǎo)單位)。
4.29.5 試驗結(jié)果處理
1 試件20℃時的電導(dǎo)值，按式(4.29.5—1)計算(準至O.01×10-4S)：
式中：G20——校正成20C℃時的電導(dǎo)，S；
α——常數(shù)，等于2130；
Ti——在該試件測量時，記錄的飽和氫氧化鈣溶液的溫度，以溫度計，K；
T20——20℃時溫度值，為293K；
Gi——室溫下測得的電導(dǎo)，S。
以三塊試件20℃時的電導(dǎo)平均值，作為該組試件的電導(dǎo)值。
2 試件的相對氯離子擴散系數(shù)按式(4.29.5—2)計算(準至0.01×l0-12m2/s)：
D=0.235× 10-8G20 (4.29.5—2)
式中：D——相對氯離子擴散系數(shù)，m2/s；
G20——試件20℃時的電導(dǎo)值，S。
以三個試件的相對氯離子擴散系數(shù)的平均值，作為該組試件的相對氯離子擴散系數(shù)值，
