普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法精编版.docx
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普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法精编版
普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法
第一章 总则
第1.0.1条为了在确定混凝土性能特征值，检查或控制现浇混凝土工程或预制构件的质量时，有一个统一的混凝土长期性能和耐久性试验方法，特制订本标准。
第1.0.2条本标准适用于工业与民用建筑和一般构筑物中所用普通混凝土的基本性能试验。
第二章 试件的制作及养护
第2.0.1条本试验方法标准中规定的长期性能和耐久性试验用试件，除抗渗、疲劳试验以外均以3块为一组。
制作每组长期性能及耐久性试验的试件及其相应的对比所用的拌合物应根据不同要求从同一盘搅拌或同一车运送的混凝土中取出，或在试验室用机械或人工单独拌制。
用以检验现浇混凝土工程或预制构件质量的试件分组及取样原则，应按现行《钢筋混凝土工程施工及验收规范》及其它有关规定执行。
第2.0.2条试验室拌制混凝土制作试件时，其材料用量应以重量计，称量的精度应为：
水泥、水和外加剂均为±0.5%；骨料为±1%。
第2.0.3条所有试件均应在拌制或取样后立即制作。
确定混凝土设计特征值、标号或进行材料性能研究时，试件的成型方法应按混凝土的稠度而定。
坍落度不大于70毫米的混凝土，宜用震动台振实，大于70毫米的宜用捣棒人工捣实。
检验现浇混凝土工程和预制构件质量的混凝土，试件的成型方法应与实际施工采用的方法相同。
棱柱体试件宜采用卧式成型，埋有钢筋的试件在灌注混凝土及捣实时应特别注意钢筋和试模之间的混凝土能保持灌注密实及捣实良好。
用离心法、压浆法、真空作业法及喷射法等特殊方法成型的混凝土，其试件的制作应按相应的规定进行。
第2.0.4条制作试件用的试模应由铸铁或钢制成，应具有足够的刚度并拆装方便。
试模的内表面应机械加工，其不平度应为每100毫米不超过0.05毫米，组装后各相邻面的不垂直度不应超过±0.5度。
在制作试件前应将试模清擦干净，并应涂以脱模剂。
第2.0.5条用震动台成型时，应将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿试模内壁略加插捣并应使混凝土拌合物高出试模上口。
振动时应防止试模在振动台上自由跳动。
振动应持续到混凝土表面出浆为止，刮除多余的混凝土并用抹刀抹平。
试验室用震动台的振动频率应为50±3赫，空载时振幅为0.5毫米。
保持同条件养护。
试验需要进行自然放置并晾干的试件应放置在干燥通风的室内，每块试件之间至少留有10～20毫米的间隙。
第三章 抗冻性能试验
第一节慢冻法
第3.1.1条本方法适用于检验以混凝土试件所能经受的冻融循环次数为指标的抗冻标号。
第3.1.2条慢冻法混凝土抗冻性能试验应采用立方体试件。
试件的尺寸应根据混凝土中骨料的最大粒经按表3.1.2—1选定。
慢冻法所用试件尺寸选用表 表3.1.2－1
试件尺寸（毫米）
骨料最大料径（毫米）
100×100×100
150×150×150
200×200×200
30
40
60
每次试验所需的试件组数应符合表3.1.2—2的规定，每组试件应为3块。
慢冻法试验所需的试件组数 表3.1.2－2
设计抗冻标号
D25
D50
D100
D150
D200
D250
D300
检查强度时的冻融循环次数
25
50
50及100
100及150
150及200
200及250
250及300
鉴定28天强度所需试件组数
1
1
1
1
1
1
1
冻融试件组数
1
2
2
2
2
2
2
对比试件组数
1
1
2
2
2
2
2
总计试件组数
3
3
5
5
5
5
第3.1.3条慢冻法混凝土抗冻性能试验所用设备应符合下列规定：
一、冷冻箱（室）装有试件后能使箱（室）内温度保持在－15～－20℃的范围以内。
二、融解水槽装有试件后能使水温保持在15～20°的范围以内。
二、框篮用钢筋焊成，其尺寸应与所装的试件相适应。
四、案秤称量10公斤，感量为5克。
五、压力试验机精度至少为±2%，其量程应能使试件的预期破坏荷载值不小于全量程的20%，也不大于全量程的80%。
试验机上、下压板及试件之间可各垫以钢垫板，钢垫板两承压面均应机械加工。
与试件接触的压板或垫板的尺寸应大于试件承压面，其不平度应为每100毫米不超过0.02毫米。
第3.1.4条慢冻法混凝土抗冻性能试验应按下列规定进行：
一、如无特殊要求，试件应在28天龄期时进行冻融试验。
试验前4天应把冻融试件从养护地点取出，进行外观检查，随后放在15～20℃水中浸泡，浸泡时水面至少应高出试件顶面20毫米，冻融试件浸泡4天后进行冻融试验。
对比试件则应保留在标准养护室内，直到完成冻融循环后，与抗冻试件同时试压。
二、浸泡完毕后，取出试件，用湿布擦除表面水分、称重、按编号置入框篮后即可放入冷冻箱（室）开始冻融试验。
在箱（室）内，框篮应架空，试件与框篮接触处应垫以垫条，并保证至少留有20毫米的空隙，框篮中各试件之间至少保持50毫米的空隙。
三、抗冻试验冻结时温度应保持在－15～20℃。
试件在箱内温度到达－2℃时放入，装完试件如温度有较大升高，则以温度重新降至－15℃时起算冻结时间。
每次从装完试件到重新降至－15℃所需的时间不应超过2小时。
冷冻箱（室）内温度均以其中心处温度为准。
四、每次循环中试件的冻结时间应按其尺寸而定，对100×100×100毫米及150×150×150毫米试件的冻结时间不应小于4小时，对
200×200×200毫米试件不应小于6小时。
如果在冷冻箱（室）内同时进行不同规格尺寸试件的冻结试验，其冻结时间应按最大尺寸试件计。
五、冻结试验结束后，试件即可取出并应立即放入能使水温保持在15～20℃的水槽中进行融化。
此时，槽中水面应至少高出试件表面20毫米，试件在水中融化的时间不应小于4小时。
融化完毕即为该次冻融循环结束，取出试件送入冷冻箱（室）进行下一次循环试验。
六、应经常对冻融试件进行外观检查。
发现有严重破坏时应进行称重，如试件的平均失重率超过5%，即可停止其冻融循环试验。
七、混凝土试件达到表3.1.2—2规定的冻融循环次数后，即应进行抗压强度试验。
抗压试验前应称重并进行外观检查，详细记录试件表面破损、裂缝及边角缺损情况。
如果试件表面破损严重，则应用石膏找平后再进行试压。
八、在冻融过程中，如因故需中断试验，为避免失水和影响强度，应将冻融试件移入标准养护室保存，直至恢复冻融试验为止。
此时应将故障原因及暂停时间在试验结果中注明。
第3.1.5条混凝土冻融试验后应按下式计算其强度损失率。
式中：
△fc—N次冻融循环后的混凝土强度损失率，以3个试件的平均值计算（%）；
fco—对比试件的抗压强度平均值（兆帕）；
fcn—经N次冻融循环后的三个试件抗压强度平均值（兆帕）；
混凝土试件冻融后的重量损失率可按下式计算：
式中：
△ωn—N次冻融循环后的重量损失率，以3个试件的平均值计算（%）；
Go—冻融循环试验前的试件重量（公斤）；
Gn—N次冻融循环后的试件重量（公斤）；
混凝土的抗冻标号，以同时满足强度损失率不超过25%，重我不量损失率不超过5%时的最大循环次数来表示。
第二节快冻法
第3.2.1条本方法适用于在水中经快速冻融来测定混凝土的抗冻性能。
快冻法抗冻性能的指标可用能经受快速冻融循环的次数或耐久性系数来表示。
本方法特别适用于抗冻性要求高的混凝土。
第3.2.2条本试验采用100×100×400毫米的棱柱体试件。
混凝土试件每组3块，在试验过程中可连续使用，除制作冻融试件外，尚应制备同样形状尺寸，中心埋有热电偶的测温试件，制作测温试件所用混凝土的抗冻性能应高于冻融试件。
第3.2.3条快冻法测定混凝土抗冻性能试验所用设备应符合下列规定。
一、快速冻融装置能使试件静置在水中不动，依靠热交换液体的温度变化而连续、自动地按照本方法第3.2.4条第五款的要求进行冻融的装置。
满载运转时冻融箱内各点温度的极差不得超过2℃。
二、试件盒由1～2毫米厚的钢板制成。
其净截面尺寸应为110×110毫米，高度应比试件高出50～100毫米。
试件底部垫起后盒内水面应至少能高出试件顶面5毫米。
三、案秤称量10公斤感量5克，或称量20公斤，感量10克。
四、动弹性模量测定仪共振法或敲击法动弹性模量测定仪。
五、热电偶、电位差计能在20～2℃范围内测定试件中心温度。
测量精度不低于±0.5℃。
第3.2.4条快冻法混凝土抗冻性能试验应按下列规定进行：
一、如无特殊规定，试件应在28天龄期时开始冻融试验。
冻融试验前四天应把试件从养护地点取出，进行外观检查，然后在温度为15～20℃的水中浸泡（包括测温试件）。
浸泡时水面至少应高出试件顶面20毫米，试件浸泡4天后进行冻融试验。
二、浸泡完毕后，取出试件，用湿布擦除表面水分，称重，并按本标准第四章的规定测定其横向基频的初始值。
三、将试件放入试件盒内，为了使试件受温均衡，并消除试件周围因水分结冰引起的附加压力，试件的侧面与底部应垫放适当宽度与厚度的橡胶板，在整个试验过程中，盒内水位高度应始终保持高出试件顶面5毫米左右。
四、把试件盒放入冻融箱内。
其中装有测温试件的试件盒应放在冻融箱的中心位置。
此时即可开始冻融循环。
五、冻融循环过程应符合下列要求：
1.每次冻融循环应在2～4小时内完成，其中用于融化的时间不得小于整个冻融时间的1/4。
2.在冻结和融化终了时，试件中心温度应分别控制在－17±2℃和8±2℃。
3.每块试件从6℃降至－15℃所用的时间不得少于冻结时间的1/2。
每块试件从－15℃升至6℃所用的时间也不得少于整个融化时间的1/2，试件内外的温差不宜超过28℃。
4.冻和融之间的转换时间不宜超过10分钟。
六、试件一般应每隔25次循环作一次横向基频测量，测量前应将试件表面浮渣清洗干净，擦去表面积水，并检查其外部损伤及重量损失。
横向基频的测量方法及步骤应按本标准第四章的规定执行。
测完后，应即把试件掉一个头重新装入试件盒内。
试件的测量、称量及外观检查应尽量迅速，以免水伤损失。
七、为保证试件在冷液中冻结时温度稳定均衡，当有一部份试件停冻取出时，应另用试件填充空位。
如冻融循环因故中断，试件应保持在冻结状态下，并最好能将试件保存在原容器内用冰块围住。
如无这一可能，则应将试件在潮湿状态下用防水材料包裹，加以密封，并存放在－17±2℃的冷冻室或冰箱中。
试件处在融解状态下的时间不宜超过两个循环。
特殊情况下，超过两个循环周期的次数，在整个试验过程中只允许1～2次。
八、冻融到达以下3种情况之一即可停止试验：
1.已达到300次循环；
式中：
p—经N次冻融循环后试件的相对动弹性模量，以3个试件的平均值计算（%）；
fn—N次冻融循环后试件的横向基频（赫）；
fo—冻融循环试验前测得的试件横向基频初始值（赫）。
2.相对动弹性模量下降到60%以下；
3.重量损失率达5%。
第3.2.5条凝土试件的相对动弹性模量可按下式计算：
混凝土试件冻融后的重量损失率应按下式计算：
式中：
△Wn—N次冻融循环后试件的重量损失率，以3个试件的平均值计算（%）；
Go—冻融循环试验前的试件重量（公斤）；
Gn—N次冻融循环后的试件重量（公斤）。
混凝土耐快速冰融循环次数应以同时满足相对动弹性模量值不小于60%和重量损失率不超过5%时的最大循环次数来表示。
混凝土耐久性系数应按下式计算：
Kn＝P×N/100……（3.2.5—3）
式中：
Kn—混凝土耐久性系数；
N—达到第3.2.4条第八款要求时的冻融循环次数；
P—经N次冻融循环后试件的相对动弹性模量。
第四章 动弹性模量试验
第4.0.1条本方法适用于测定混凝土的动弹性模量，以检验混凝土在经受冻融或其它侵蚀作用后遭受破坏的程度，并以此来评定它们的耐久性能。
第4.0.2条本试验采用截面为100×100毫米的棱柱体试件，其高宽比一般为3～5。
第4.0.3条混凝土动弹性模量试验所用设备应符合下列规定：
一、混凝土动弹性模量测定仪—有以下两种形式：
1.共振法混凝土动弹性模量测定仪（简称共振仪）。
输出频率可调范围为100～20000赫，输出功率应能激励试件使产生受迫振动，以便能用共振的原理定出试件的基频振动频率（基频）。
在无专用仪器的情况下，可用通用仪器进行组合，其基本原理示意如图4.0.3。
图4.0.3共振法混凝土动弹性模量测定基本原理示意图
1.振荡器2.频率计3.放大器4.激振换能器5.接收换能器6.放大器7.电表8.示波器
通用仪器组合后，其输出频率的可调范围应与所测试件尺寸、容重及混凝土品种相匹配，一般为100～20000赫，输出功率也应使能激励试件产生受迫振动；
2.敲击法混凝土动弹性模量测定仪
应能从试件受敲击后的复杂振动状态中析出基频振动，并通过计数显示系统显示出试件基频振动周期。
仪器相应的频率测量范围应为30～30000赫
二、试件支承体硬橡胶韧型支座或约20毫米厚的软泡沫塑料垫。
三、案秤称量10公斤，感量5克；或称量20公斤，感量10克。
第4.0.4条混凝土动弹性模量试验应按下列步骤进行：
一、测定试件的重量和尺寸。
试件重量的测量精度应在±0.5%以内，尺寸的测量精度应在±1%以内。
每个试件的长度和截面尺寸均取3个部位测量的平均值。
二、将试件安放在支承体上，并定出换能器或敲击及接收点的位置，以共振法测量试件的横向基频振动频率时，其支承和换能器的安装位置可见图（4.0.4—1）。
以敲击法测量试件的横向基频振动频率时其支承、敲击点和接收换能器的安装位置可见图（4.0.4—2）。
图4.0.4—1共振法测量动弹性模量
1.激振换能器2.接收换能器3.软泡沫塑料垫4.试件（测量时试件成型面朝上）
图4.0.2—2敲击法测量动弹性模量示意图
敲击方向及位置
接收方向和位置
能器的安装位置可见图（4.0.4—1）。
以敲击法测量试件的横向基频振动频率时其支承、敲击点和接收换能器的安装位置可见图（4.0.4—2）。
三、用共振法测量混凝土动弹性模量时，先调整共振仪的激振功率和接收增益旋钮至适当位置，变换激振频率，同时注意观察指示电表的指针偏转，当指针偏转为最大时，即表示试件达到共振状态，这时所显示的激振频率即为试件的基频振动频率。
每一测量应重复测读两次以上，如两次连续测值之差不超过0.5%，取这两个测值的平均值作为该试件的测试结果。
采用以示波器作显示的仪器时，示波器的图形调成一个正圆时的频率即为共振频率。
当仪器同时具有指示电表和示波器时，以电表指针达最大值时的频率作为共振率。
在测试过程中，如发现两个以上峰值时，宜采用以下方法测出其真实的共振峰：
1.将输出功率固定，反复调整仪器输出频率，从指示电表上比较幅值的大小，幅值最大者为真实的共振峰。
2.把接收换能器移至距端部0.224倍试件长处，此时如指示电表示值为零，即为真实的共振峰值。
四、用敲击法测量混凝土动弹性模量时，用击锤激振。
敲击时敲击力的大小以能激起试件振动为度，击锤下落后应任其自由弹起，此时即可从仪器数码管中读出试件的基频振动周期，试件的基频振动频率应按下式计算：
式中：
f—试件横向振动时的基振频率（赫）
T—试件基频振动周期（微秒），取6个连续测值的平均值。
第4.0.5条混凝土动弹性模量应按下式计算：
式中：
Ed—混凝土动弹性模量（兆帕）；
s—正方形截面试件的边长（毫米）；
L—试件的长度（毫米）；
W—试件的重量（公斤）；
f—试件横向振动时的基振频率（赫）；
K—试件尺寸修正系数：
L/a＝3时，K＝1.68
L/a＝4时，K＝1.40
L/a＝5时，K＝1.26
混凝土动弹性模量以3个试件的平均值作为试验结果，计算精确到100兆帕（1000公斤力/平方厘米）。
第五章 抗渗性能试验
第5.0.1条本方法适用于测定硬化后混凝土的抗渗标号
第5.0.2条抗渗性能试验应采用顶面直径为175毫米，底面直径为185毫米，高度为150毫米的圆台体或直径与高度均为150毫米的圆柱体试件（视抗渗设备要求而定）。
抗渗试件以6个为一组。
试件成型后24小时拆模，用钢丝刷刷去两端面水泥浆膜，然后送入标准养护室养护。
试件一般养护至28天龄期进行试验，如有特殊要求，可在其它龄期进行。
第5.0.3条混凝土抗渗性能试验所用设备应符合下列规定。
一、混凝土抗渗仪应能使水压按规定的制度稳定地作用在试件上的装置。
二、加压装置螺旋或其它形式，其压力以能把试件压入试件套内为宜。
第5.0.4条混凝土抗渗性能试验应按下列步骤进行
一、试件养护至试验前一天取出，将表面晾干，然后在其侧面涂一层熔化的密封材料，随即在螺旋或其它加压装置上，将试件压入经烘箱预热过的试件套中，稍冷却后，即可解除压力、连同试件套装在抗渗仪上进行试验。
二、试验从水压为0.1兆帕（1公斤力/平方厘米）开始。
以后每隔8小时增加水压0.1兆帕（1公斤力/平方厘米），并且要随时注意观察试件端面的渗水情况。
三、当6个试件中有3个试件端面呈有渗水现象时，即可停止试验，记下当时的水压。
四、在试验过程中，如发现水从试件周边渗出，则应停止试验，重新密封。
第5.0.5条混凝土的抗渗标号以每组6个试件中4个试件未出现渗水时的最大水压力计算，其计算式为：
S＝10H－1……（5.0.5）
式中：
S——抗渗标号；
H——6个试件中3个渗水时的水压力（兆帕）。
第六章 收缩试验
第6.0.1条本方法适用于测定混凝土试件在规定的温湿度条件下，不受外力作用所引起的长度变化，即收缩。
本方法也可用以测定在其它条件下混凝土的收缩与膨胀。
第6.0.2条测定混凝土收缩时以100×100×515毫米的棱柱体试件为标准试件，它适用于骨料最大粒径不超过30毫米的混凝土。
混凝土骨料最大粒径大于30毫米时可采用截面为150×150毫米（骨料最大粒径不超过40毫米）或截面为200×200毫米（骨料最大粒径不超过60毫米）的棱柱体试件。
采用混凝土收缩仪时应用外形为100×100×515毫米的棱柱体标准试件。
试件两端应预埋测头或留有埋设测头的凹槽。
测头应由不锈钢或其它不锈的材料制成，并应具有图6.0.2的外形。
图6.0.2收缩测头
a预埋测头b后埋测头
非标准试件采用接触式引伸仪时，所用试件的长度应至少比仪器的测量标距长出一个截面边长。
测钉应粘贴在试件两测面的轴线上。
使用混凝土收缩仪时，制作试件的试模应具有能固定测头或预留凹槽的端板。
使用接触式引伸仪时，可用一般棱柱体试模制作试件。
试件成型时如用机油作隔离剂则所用机油的粘度不应过大，以免阻碍以后试件的湿度交换，影响测值。
如无特殊规定，试件应带模养护1～2天（视当时混凝土实际强度而定）。
拆模后应立即粘或埋好测头或测钉，送至温度为20±3℃，湿度为90%以上的标准养护室养护。
第6.0.3条混凝土收缩试验所用设备应符合下列规定
一、变形测量装置可以有以下两种形式：
1.混凝土收缩仪测量标距为540毫米，装有精度为0.01毫米的百分表或测微器；
2.其它形式的变形测量仪表其测量标距不应小于100毫米及骨料最大粒径的3倍。
并至少能达到相对变形为20×的测量精度。
测量混凝土变形的装置应具有殷钢或石英玻璃制作的标准杆以便在测量前及测量过程中校核仪表的读数。
二、恒温恒湿室能使室温保持在20±2℃相对湿度保持在60±5%。
第6.0.4条混凝土收缩试验应按下列步骤进行
一、测定代表某一混凝土收缩性能的特征值时，试件应在3天龄期（从搅拌混凝土加水时算起）从标准养护室取出并立即移入恒温恒湿室测定其初始长度，此后至少应按以下规定的时间间隔测量其变形读数：
1、3、7、14、28、45、60、90、120、150、180天（从移入恒温恒湿室内算起）。
测定混凝土在某一具体条件下的相对收缩值时（包括在徐变试验时的混凝土收缩变形测定）应按要求的条件安排试验，对非标准养护试件如需移入恒温恒湿室进行试验，应先在该室内预置4个小时，再测其初始值，以使它们具有同样的温度基准。
测量时并应记下试件的初始干湿状态。
二、测量前应先用标准杆校正仪表的零点，并应在半天的测定过程中至少再复核1～2次（其中一次在全部试件测读完后）。
如复核时发现零点与原值的偏差超过±0.01毫米，调零后应重新测定。
三、试件每次在收缩仪上放置的位置、方向均应保持一致。
为此，试件上应标明相应的记号。
试件在放置及取出时应轻稳仔细，勿使碰撞表架及表杆，如发生碰撞，则应取下试件，重新以标准杆复核零点。
用接触式引伸仪测定时，也应注意使每次测量时试件与仪表保持同样的方向性。
每次读数应重复3次。
四、试件在恒温恒湿室内应放置在不吸水的搁架上，底面架空，其总支承面积不应大于100乘试件截面边长（毫米），每个试件之间应至少留有30毫米的间隙。
五、需要测定混凝土自缩值的试件，在3天龄期时从标准养护室取出后应立即密封处理，密封处理可采用金属套或腊封，采用金属套时试件装入后应盖严焊死，不得留有任何能使内外湿度交换的缝隙。
外露测头的周围也应用石腊反复封堵严实。
采用腊封时至少应涂腊3次，每次涂腊前应用浸腊的纱布或腊纸包缠严实，腊封完毕后应套以塑料袋加以保护。
自缩试验期间，试件应无重量变化，如在180天试验间隔期内重量变化超过10克，该试件的试验结果无效。
第6.0.5条混凝土收缩值应按下式计算：
式中：
εst——试验期为t天的混凝土收缩值，t从测定初始长度时算起；
Lb——试件的测量标距，用混凝土收缩仪测定时应等于两测头内侧的距离，即等于混凝土试件的长度（不计测头凸出部份）减去2倍测头埋
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