T0583-2020水泥混凝土抗鹽凍試驗方法（單面法）

1目的和適用范圍、引用標準

本方法規(guī)定了單面法測定水泥混凝土抗鹽凍的試驗方法。

本方法適用于測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)量來表示的混凝土抗凍性能。

引用標準：

《混凝土抗凍試驗設備》（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)的長度為250mm±1mm，寬度為200mm±1mm，高度為120mm±1mm。試件盒底部應安置高5mm±0.1mm不吸水、浸水不變形且在試驗過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)的液面自動定位控制裝置組成，使用時，液面調(diào)整裝置應使液面高度保持在10mm±1mm。

圖T0587-2液面調(diào)整裝置示意圖（尺寸單位：mm）

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

2.4試件盒的底部浸入冷凍液中的深度為15mm±2mm。單面凍融試驗箱內(nèi)應裝有可將冷凍液和試件盒上部空間隔開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℃時的測量精度不低于±0.05℃，在冷凍液中測溫的時間間隔為6.3s±0.8s。單面凍融試驗箱內(nèi)溫度控制精度為±0.5℃，當滿載運轉(zhuǎn)時，單面凍融試驗箱內(nèi)各點之間的最大溫差不得超過1℃。單面凍融試驗箱連續(xù)工作時間不應少于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，雙半波運行下高頻峰值功率為450W，頻率為35kHz。超聲浴槽的尺寸應使試件盒與超聲浴槽之間無機械接觸地置于其中，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（或稱剝落物收集器）：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。

T0583-5試件盒在超聲浴槽中的位置示意圖

1-試件盒；2-試驗液體；3-超聲浴槽；4-試件；5-水

2.7試驗溶液：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。

2.10游標卡尺：量程不小于300mm，分度值為±0.1mm。

2.11試件模具：應采用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)氧樹脂。密封材料應采用在-20℃和鹽侵蝕條件下仍保持原有性能，且在達到zui低溫度時不表現(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，應采用φ200mm×80mm的圓柱體PVC試模，放置在鋼板上，然后加入混凝土，同時，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，再移至混凝土振動臺，振動10~15s，并用果木抹子抹面（嚴禁用光滑的不銹鋼抹子），應將混凝土成型面作為測試面。

3.2試件成型后帶模養(yǎng)護24h±2h，然后將帶模試件置于標準養(yǎng)護間養(yǎng)護至22天取出干燥，干燥后進行密封處理，之后第24天將試件測試面進行飽水處理，第28天進行試件的鹽凍試驗。

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

4試驗步驟

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

4.2密封好的試件應放置在試件盒中，并使測試面向下接觸墊條，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液體并不得濺濕試件頂面。試驗液體的液面高度由液面調(diào)整裝置調(diào)整為10mm±1mm。加入試驗液體后，應蓋上試件盒的蓋子，并記錄加入試驗液體的時間。試件預吸水時間持續(xù)4d，試驗溫度保持為20℃±2℃。預吸水期間應定期檢查試驗液體高度，并始終保持試驗液體高度滿足10mm±1mm的要求。試件預吸水過程中應每2~3d測試件的質(zhì)量，精確至0.1g。

4.3在進行單面凍融試驗時，應去掉試件盒的蓋子。凍融循環(huán)過程宜連續(xù)不斷地進行，當凍融循環(huán)過程被打斷時，應將試件保存在試件盒中，并保持試驗液體的高度。

4.4每5個凍融循環(huán)應對試件的剝落物和吸水率進行一次測量。上述參數(shù)測量應在20℃±2℃的恒溫室中進行。當測量過程被打斷時，應將試件保存在盛有試驗液體的試驗容器中。

4.5試件的剝落物和吸水率的測量應按下列步驟進行：

（1）先將試件盒從單面凍融試驗箱中取出，并放置到超聲浴槽中，使試件的測試面朝下，并對浸泡在試驗液體中的試件進行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。待測試面液體流盡后，將試件放置在不銹鋼盤中，且使測試面向下。用干毛巾將試件側(cè)面和上表面的水擦干凈后，將試件從鋼盤中拿開，并將鋼盤放置在天平上歸零，再將試件放回到不銹鋼盤中進行稱量，記錄此時試件的質(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℃、相對濕度為60%±5%的試驗室中冷卻60min±5min。冷卻后應稱量烘干后剝落物的總質(zhì)量us，精確至0.01g。?

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

（1）達到30次凍融循環(huán)時；

（2）單位面積剝落量大于1000g/m2。

5結(jié)果計算

5.1n次凍融循環(huán)后，試件單位面積剝落量，應按式（T0583-1）進行計算：（T0583-1）

式中：mn——n次凍融循環(huán)后（g/m2）；

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

A——單個試件測試的表面積（mm2）。

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

5.2經(jīng)n次凍融循環(huán)后試件的質(zhì)量增長率，應按式（T0583-2）計算：

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

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個試件質(zhì)量增長率的算術(shù)平均值作為該組試件的質(zhì)量增長率測定值。

6試驗報告試驗報告應包括下列內(nèi)容：

（1）原材料的品種、規(guī)格和產(chǎn)地；

（2）儀器設備的名稱、型號及編號；

（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)后單個試件單位測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，每個試件的質(zhì)量增長率△Wn；

（10）要說明的其他內(nèi)容。

條文說明

本方法參照ASTMC672編制。在我國北方地區(qū)，冬季大量使用除冰鹽對道路進行除冰，此時的混凝土道路及構(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方法可能無法進行準確評估。為此，特制定用于評價混凝土抗鹽凍能力的試驗方法。

值得注意是，應將成型面作為試驗面。因此，不同抹子抹平的成型面對試驗結(jié)果影響較大，大量試驗發(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。