T0581-2020水泥混凝土碳化試驗方法

1目的、適用范圍和引用標(biāo)準(zhǔn)

本方法規(guī)定了硬化后水泥混凝土碳化的試驗方法。

本方法適用于測定在一定濃度的二氧化碳氣體介質(zhì)中混凝土試件的碳化程度。

引用標(biāo)準(zhǔn)：

《混凝土碳化試驗箱》（JG/T247）

2儀具與材料

2.1碳化箱：應(yīng)符合現(xiàn)行《混凝土碳化試驗箱》（JG/T247）的規(guī)定，并采用帶有密封蓋的密閉容器，容器的容積至少為預(yù)定進行試驗的試件體積的兩倍。碳化箱內(nèi)應(yīng)有架空試件的支架、二氧化碳引入口、分析取樣用的氣體導(dǎo)出口、箱內(nèi)氣體對流循環(huán)裝置，為保持箱內(nèi)恒溫恒濕所需的設(shè)施以及溫度濕度監(jiān)測裝置。宜在碳化箱上設(shè)玻璃觀察口，對箱內(nèi)的溫度進行讀數(shù)。

2.2氣體分析儀：應(yīng)能分析箱內(nèi)二氧化碳濃度，并應(yīng)精確至±1%。

2.3二氧化碳供氣裝置：氣瓶、壓力表和流量計。

3試件制備

3.1本方法應(yīng)采用棱柱體混凝土試件，以3塊為一組，棱柱體的長寬比不小于3。

3.2無棱柱體試件時，也可用立方體試件，其數(shù)量應(yīng)相應(yīng)增加。

3.3試件應(yīng)在28d齡期進行碳化試驗，摻有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。碳化試驗的試件采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護，試件應(yīng)在試驗前2d從標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室取出，然后在60℃下烘48h。

3.4經(jīng)烘干處理后的試件，除應(yīng)留下一個或相對的兩個側(cè)面外，其余表面應(yīng)采用加熱的石蠟予以密封，然后在暴露側(cè)面上沿長度方向用鉛筆以10mm間距畫出平行線，作為預(yù)定碳化深度的測量點。

4試驗步驟

4.1將密封處理的試件放在碳化箱內(nèi)的支架上，各試件之間的間距不小于50mm。

4.2試件放入碳化箱后，將碳化箱密封，密封可采用機械方法或油封，但不得采用水封。開動箱內(nèi)氣體對流裝置，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%。在整個試驗期間應(yīng)采取去濕措施，使箱內(nèi)的相對濕度控制在70%±5%，溫度控制在20℃±2℃的。

4.3碳化試驗開始后，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。在前2d每隔2h測定一次，以后每隔4h測定一次。試驗中應(yīng)根據(jù)所測得的二氧化碳濃度、溫度及濕度隨時調(diào)節(jié)這些參數(shù)。可用干燥硅膠去濕，也可采用其他更有效的方法去濕。

4.4應(yīng)在碳化到了3d、7d、14d和28d時，分別取出試件，破型測定碳化深度。棱柱體試件應(yīng)通過在壓力試驗機上的劈裂法或用干鋸法從一端開始破型。每次切除的厚度為試件寬度的一半，切后應(yīng)用石蠟將破型后試件的切斷面封好，再放入箱內(nèi)繼續(xù)碳化，直到下一個試驗期。當(dāng)采用立方體試件時，應(yīng)在試件中部劈開，立方體試件只作一次檢驗，劈開測試碳化深度后不得再重復(fù)使用。

4.5將切除所得的試件部分刷去斷面上殘存的粉末，然后噴上（或滴上）濃度為1%的酚酞酒精溶液（酒精溶液含20%的蒸餾水）。約經(jīng)30s后，按原先標(biāo)畫的每10mm一個量點用鋼板尺測出各點碳化深度。當(dāng)測點處的碳化分界線上剛好嵌有粗集料顆粒時，可取該顆粒兩側(cè)處碳化深度的算術(shù)平均值作為該點的深度值，精確至0.1mm。

5結(jié)果計算

混凝土在各試驗齡期時的平均碳化深度，按式（T0581-1）計算：

（T0581-1）

式中：dt——試件碳化t（d）后的平均碳化深度（mm）；

di——各測點的碳化深度（mm）；

n——測點總數(shù)。

以3個試件碳化28d的碳化深度算術(shù)平均值作為該組混凝土試件碳化測定值，結(jié)果精確至0.1mm。

6試驗報告

試驗報告應(yīng)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(shè)備的名稱、型號及編號；

（3）環(huán)境溫度和濕度；

（4）各測點的碳化深度；id

（5）試件碳化t（d）后的平均碳化深度；td

（6）要說明的其他內(nèi)容。

條文說明

本方法參照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50082-2009）編制?；炷量固蓟芰κ悄途眯缘囊粋€重要指標(biāo)，尤其在評定大氣條件下混凝土對鋼筋的保護作用（混凝土的護筋性能）時起著關(guān)鍵作用。

過去用立方體試件進行碳化試驗，每個試件只能使用一次?，F(xiàn)在不少單位都采用棱柱體試件，棱柱體試件碳化試驗到一定齡期時從一段劈開試件測定碳化深度，然后用石蠟封頭后還可以繼續(xù)進行碳化試驗。這樣，由于在同一個試件上測量得到各齡期的碳化深度值，消除了因試件不同而形成的誤差。實際操作時立方體試件使用更為方便，更容易得到，所以本方法規(guī)定也容許使用立方體試件，但因為立方體試件只能使用一次，因此其數(shù)量應(yīng)按試驗要求予以增加。

碳化試驗后，混凝土斷面上碳化層的界限是很不規(guī)則的，為了防止測量過程中人為因素的影響，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在試驗前即應(yīng)畫線，畫線平行于時間長度方向，間距為10mm，定出測定位置，碳化到規(guī)定齡期破型后就按照預(yù)定的測定測量碳化深度。

由于溫度、濕度和二氧化碳的濃度對碳化結(jié)果影響很大，故本方法規(guī)定應(yīng)經(jīng)常檢測碳化試驗設(shè)備的溫度、濕度和二氧化碳的濃度的變化情況。目前的碳化設(shè)備可自動調(diào)節(jié)溫度和二氧化碳濃度等條件，但對濕度還應(yīng)進行人工干預(yù)。目前，一般采用硅膠作干燥劑來調(diào)控濕度，也可用其他更好的方法來控制濕度。