混凝土的抗冻性是以混凝土试件在规定试验条件下能够经受的冻融循环次数为指标,来反映其抵抗冰冻破坏能力的,抗冻性是混凝土耐久性的重要指标之一。通过抗冻性试验可检验混凝土抗冻性能,评定混凝土抗冻等级。
(1)主要仪器设备。
1)冷冻设备应满足以下指标:
a.试件中心温度(-18±2)~(5±2)℃;
b.冻融液温度-25~20℃;
c.冻融循环一次历时2~4h (融化时间不少于整个冻融历时的25%);
d.测温设备:采用热电偶测量试件中心温度时,精度达0.3℃;当采用其他测温仪器时,应以热电偶为标准进行率定。
2)动弹性模量测定仪:频率为100~10kHz。
3)试模:100mm×100mm×400mm的棱柱体。
4)试件盒:4~5mm厚的橡皮板制成,尺寸为120mm×120mm×500mm。
5)台秤:称量10kg,分度值5g。
(2)一次冻融循环的技术参数。
1)降温冷冻的终点温度(以试件中心温度为准),控制在 (-17±2)℃;升温融解的终点温度(以试件中心温度为准),控制在(8±2)℃。
2)一次冻融循环历时2.5~4.0h。
3)降温[自 (8±2)~(-17±2)℃]历时,1.5~2.5h。
4)升温[自 (-17±2)~(8±2)℃]历时,1.0~1.5h。
5)试件中心和表面的温差小于28℃。
(3)试验步骤。
1)试件的成型养护与混凝土抗压强度试验相同。到达试验龄期前的4d,将试件放在(20±3)℃的水中浸泡(对于水中养护的试件,到达试验龄期即可直接用于试验)。如冻融介质为海水或其他含盐水,到了养护龄期,试件应风干两昼夜后再浸泡海水或相应的含盐水两昼夜。
2)将已浸水的试件擦去表面水后,称取试件质量,并用动弹性模量测定仪测出试件的横向(或纵向)自振频率,作为评定抗冻性的起始值。同时做必要的外观描述。(www.xing528.com)
3)将试件装入试件盒,加入冻融介质淡 (海、盐)水,使其没过试件顶约20mm。将装有试件的试件盒放入冻融试验机中。
4)启动冻融试验机,按规定的冻融循环技术参数进行冻融循环试验。
5)通常每做25次冻融循环对试件测试一次,也可根据试件抗冻性的高低确定测试的间隔次数。测试时,小心将试件取出,冲洗干净,擦去表面水,进行称量及横向 (或纵向)自振频率的测定,并做必要的外观描述或照相。测试完毕,将试件调头重新装入试件盒,注入冻融介质,继续试验。在测试过程中,应将试件用湿布覆盖,防止试件失水。
6)为保证试验条件的一致,当试验机内部分试件被取出,而出现空位时,应另用试件填补(如无正式试件,可用废试件代替)。
试验因故中断,应将试件在受冻状态下保存在试验机内。
7)达到下述情况之一时,试验即可停止。
a.冻融至预定的循环次数;
b.相对动弹性模量下降至60%;
c.质量损失率达5%。
(4)试验结果处理。
1)相对动弹性模量按式(10.47)计算
式中:Pn为n次冻融循环后相对动弹性模量,%;fn为试件n次冻融循环后的自振频率,Hz;f0为试件冻融循环前的自振频率,Hz。
以3个试件试验结果的平均值作为测定值。当最大值或最小值之一,与中间值之差超过中间值的20%时,剔除该值,取其余两值的平均值作为测定值;当最大值和最小值都超过中间值的20%时,则取中间值作为测定值。
2)质量损失率按式(10.48)计算
式中:Wn为n次冻融循环后试件质量损失率,%;m0为冻融前的试件质量,g;mn为n次冻融循环后试件的质量,g。
以3个试件试验结果的平均值作为测定值。但当3个试验结果中,出现负值时,改负值为0值,仍取平均值作为测定值。当3个试验结果中,最大值或最小值之一与中间值之差超过1%时,剔除该值,取其余二值的平均值作为测定值;当最大值和最小值与中间值之差都超过1%时,则取中间值作为测定值。
3)试验结果评定。
当相对动弹性模量下降至60%或质量损失率达5%时,即可认为混凝土试件已达破坏,并以相应的冻融循环次数作为该混凝土的抗冻等级(以F 表示)。
若冻融至预定的循环次数,而相对动弹性模量或质量损失率均未达到上述指标,可认为该混凝土的抗冻性已经满足设计要求。
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