GB/T 50082-2009 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准 (完整版)
1 总则
1.0.1为规范和统一混凝土长期性能和耐久性能试验方法,提高混凝土试验和检测水平,制定本标准。
1.0.2本标准适用于工程建设活动中对普通混凝土进行的长期性能和耐久性能试验。
1.0.3本标准规定了普通混凝土长期性能和耐久性能试验的基本技术要求,当本标准与国家法律、行政法规的规定相抵触时,应按国家法律、行政法规的规定执行。
1.0.4普通混凝土长期性能和耐久性能试验除应符合本标准的规定外,尚应符合现行国家标准的规定。
2 术语
2.0.1普通混凝土ordinary concrete
干表观密度为(2000~2800)kg/m3的水泥混凝土。
2.0.2混凝土抗冻标号resistance grade to freezing-thawing ofconcrete
用慢冻法测得的最大冻融循环次数来划分的混凝土的抗冻性能等级。
2.0.3混凝土抗冻等级resistanceclassto freezing-thawing ofconcrete
用快冻法测得的最大冻融循环次数来划分的混凝土的抗冻性能等级。
2.0.4电通量法 testmethodfor coulomb electricflux
用通过混凝土试件的电通量来反映混凝土抗氯离子渗透性能的试验方法。
2.0.5快速氯离子迁移系数法test method for rapid chlorideions migration coefficient(RCM)
通过测定混凝土中氯离子渗透深度,计算得到氯离子迁移系数来反映混凝土抗氯离子渗透性能的试验方法。简称为RCM法。
2.0.6抗硫酸盐等级resistance classto sulphate attackofconcrete
用抗硫酸盐侵蚀试验方法测得的最大干湿循环次数来划分的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能等级。
3 基本规定
4 抗冻试验
5 动弹性模量试验
5.0.1本方法适用于采用共振法测定混凝土的动弹性模量。
5.0.2动弹性模量试验应采用尺寸为100mm×100mm×400mm的棱柱体试件。
5.0.3试验设备应符合下列规定:
1共振法混凝土动弹性模量测定仪(又称共振仪)的输出频率可调范围应为(100~20000)Hz,输出功率应能使试件产生受迫振动。
2试件支承体应采用厚度约为20mm的泡沫塑料垫,宜采用表观密度为(16~18)kg/m3的聚苯板。
3称量设备的最大量程应为20kg,感量不应超过5g。
5.0.4动弹性模量试验应按下列步骤进行:
1首先应测定试件的质量和尺寸。试件质量应精确至0.01kg,尺寸的测量应精确到1mm。
2测定完试件的质量和尺寸后,应将试件放置在支撑体中心位置,成型面应向上,并应将激振换能器的测杆轻轻地压在试件长边侧面中线的1/2处,接收换能器的测杆轻轻地压在试件长边侧面中线距端面5mm处。在测杆接触试件前,宜在测杆与试件接触面涂一薄层黄油或凡士林作为耦合介质,测杆压力的大小应以不出现噪声为准。采用的动弹性模量测定仪各部件连接和相对位置应符合图5.0.4的规定。
3放置好测杆后,应先调整共振仪的激振功率和接收增益旋钮至适当位置,然后变换激振频率,并应注意观察指示电表的指引偏转。当指针偏转为最大时,表示试件达到共振状态,应以这时所显示的共振频率作为试件的基频振动频率。每一测量应重复测读两次以上,当两次连续测值之差不超过两个测值的算术平均值的0.5%时,应取这两个测值的算术平均值作为该试件的基频振动频率。

图5.0.4各部件连接和相对位置示意图
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;9—试件;10—试件支承体
4当用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应为共振频率。在测试过程中,当发现两个以上峰值时,应将接收换能器移至距试件端部0.224倍试件长处,当指示电表示值为零时,应将其作为真实的共振峰值。
5.0.5试验结果计算及处理应符合下列规定:
1动弹性模量应按下式计算:
(5.0.5)
式中:Ed——混凝土动弹性模量(MPa);
a——正方形截面试件的边长(mm);
L——试件的长度(mm);
W——试件的质量(kg),精确到0.01kg;
——试件横向振动时的基频振动频率(Hz)。
2每组应以3个试件动弹性模量的试验结果的算术平均值作为测定值,计算应精确至100MPa。
6 抗水渗透试验
7 抗氯离子渗透试验
8 收缩试验
9 早期抗裂试验
9.0.1本方法适用于测试混凝土试件在约束条件下的早期抗裂性能。
9.0.2试验装置及试件尺寸应符合下列规定:
1本方法应采用尺寸为800mm×600mm×100mm的平面薄板型试件,每组应至少2个试件。混凝土骨料最大公称粒径不应超过31.5mm。
2混凝土早期抗裂试验装置(图9.0.2)应采用钢制模具,模具的四边(包括长侧板和短侧板)宜采用槽钢或者角钢焊接而成,侧板厚度不应小于5mm,模具四边与底板宜通过螺栓固定在一起。模具内应设有7根裂缝诱导器,裂缝诱导器可分别用50mm×50mm、40mm×40mm角钢与5mm×50mm钢板焊接组成,并应平行于模具短边。底板应采用不小于5mm厚的钢板,并应在底板表面铺设聚乙烯薄膜或者聚四氟乙烯片做隔离层。模具应作为测试装置的一个部分,测试时应与试件连在一起。

图9.0.2 混凝土早期抗裂试验装置示意图(mm)
1—长侧板;2—短侧板;3—螺栓;4—加强肋;5—裂缝诱导器;6—底板
3风扇的风速应可调,并且应能够保证试件表面中心处的风速不小于5m/s。
4温度计精度不应低于±0.5℃。相对湿度计精度不应低于±1%。风速计精度不应低于±0.5m/s。
5刻度放大镜的放大倍数不应小于40倍,分度值不应大于0.01mm。
6照明装置可采用手电筒或者其他简易照明装置。
7钢直尺的最小刻度应为1mm。
9.0.3试验应按下列步骤进行:
1试验宜在温度为(20±2)℃,相对湿度为(60±5)%的恒温恒湿室中进行。
2将混凝土浇筑至模具内以后,应立即将混凝土摊平,且表面应比模具边框略高。可使用平板表面式振捣器或者采用振捣棒插捣,应控制好振捣时间,并应防止过振和欠振。
3在振捣后,应用抹子整平表面,并应使骨料不外露,且应使表面平实。
4应在试件成型30min后,立即调节风扇位置和风速,使试件表面中心正上方100mm处风速为(5±0.5)m/s,并应使风向平行于试件表面和裂缝诱导器。
5试验时间应从混凝土搅拌加水开始计算,应在(24±0.5)h测读裂缝。裂缝长度应用钢直尺测量,并应取裂缝两端直线距离为裂缝长度。当一个刀口上有两条裂缝时,可将两条裂缝的长度相加,折算成一条裂缝。
6裂缝宽度应采用放大倍数至少40倍的读数显微镜进行测量,并应测量每条裂缝的最大宽度。
7平均开裂面积、单位面积的裂缝数目和单位面积上的总开裂面积应根据混凝土浇筑24h测量得到裂缝数据来计算。
9.0.4试验结果计算及其确定应符合下列规定:
1每条裂缝的平均开裂面积应按下式计算:
(9.0.4-1)
2单位面积的裂缝数目应按下式计算:
(9.0.4-2)
3单位面积上的总开裂面积应按下式计算:
(9.0.4-3)
式中:Wi——第i条裂缝的最大宽度(mm),精确到0.01mm;
Li——第i条裂缝的长度(mm),精确到1mm;
N——总裂缝数目(条);
A——平板的面积(m2),精确到小数点后两位;
a——每条裂缝的平均开裂面积(mm2/条),精确到1mm2/条;
b——单位面积的裂缝数目(条/m2),精确到0.1条/m2;
c——单位面积上的总开裂面积(mm2/m2),精确到1mm2/m2。
4每组应分别以2个或多个试件的平均开裂面积(单位面积上的裂缝数目或单位面积上的总开裂面积)的算术平均值作为该组试件平均开裂面积(单位面积上的裂缝数目或单位面积上的总开裂面积)的测定值。
10 受压徐变试验
10.0.1本方法适用于测定混凝土试件在长期恒定轴向压力作用下的变形性能。
10.0.2试验仪器设备应符合下列规定:
1徐变仪应符合下列规定:
1)徐变仪应在要求时间范围内(至少1年)把所要求的压缩荷载加到试件上并应能保持该荷载不变。
2)常用徐变仪可选用弹簧式或液压式,其工作荷载范围应为(180~500)kN。
3)弹簧式压缩徐变仪(图10.0.2)应包括上下压板、球座或球铰及其配套垫板、弹簧持荷装置以及2~3根承力丝杆。压板与垫板应具有足够的刚度。压板的受压面的平整度偏差不应大于0.1mm/100mm,并应能保证对试件均匀加荷。弹簧及丝杆的尺寸应按徐变仪所要求的试验吨位而定。在试验荷载下,丝杆的拉应力不应大于材料屈服点的30%,弹簧的工作压力不应超过允许极限荷载的80%,且工作时弹簧的压缩变形不得小于20mm。

图10.0.2弹簧式压缩徐变仪示意图
1—螺母;2—上压板;3—丝杆;4—试件;5—球铰;6—垫板;7—定心;8—下压板;9—弹簧;10—底盘;11—球铰
4)当使用液压式持荷部件时,可通过一套中央液压调节单元同时加荷几个徐变架,该单元应由储液器、调节器、显示仪表和一个高压源(如高压氮气瓶或高压泵)等组成。
5)有条件时可采用几个试件串叠受荷,上下压板之间的总距离不得超过1600mm。
2加荷装置应符合下列规定:
1)加荷架应由接长杆及顶板组成。加荷时加荷架应与徐变仪丝杆顶部相连。
2)油压千斤顶可采用一般的起重千斤顶,其吨位应大于所要求的试验荷载。
3)测力装置可采用钢环测力计、荷载传感器或其他形式的压力测定装置。其测量精度应达到所加荷载的±2%,试件破坏荷载不应小于测力装置全量程的20%且不应大于测力装置全量程的80%。
3变形量测装置应符合下列规定:
1)变形量测装置可采用外装式、内埋式或便携式,其测量的应变值精度不应低于0.001mm/m。
2)采用外装式变形量测装置时,应至少测量不少于两个均匀地布置在试件周边的基线的应变。测点应精确地布置在试件的纵向表面的纵轴上,且应与试件端头等距,与相邻试件端头的距离不应小于一个截面边长。
3)采用差动式应变计或钢弦式应变计等内埋式变形测量装置时,应在试件成型时可靠地固定该装置,应使其量测基线位于试件中部并应与试件纵轴重合。
4)采用接触法引伸仪等便携式变形量测装置时,测头应牢固附置在试件上。
5)量测标距应大于混凝土骨料最大粒径的3倍,且不少于100mm。
10.0.3试件应符合下列规定:
1试件的形状与尺寸应符合下列规定:
1)徐变试验应采用棱柱体试件。试件的尺寸应根据混凝土中骨料的最大粒径按表10.0.3选用,长度应为截面边长尺寸的3~4倍。
2)当试件叠放时,应在每叠试件端头的试件和压板之间加装一个未安装应变量测仪表的辅助性混凝土垫块,其截面边长尺寸应与被测试件的相同,且长度应至少等于其截面尺寸的一半。
表10.0.3 徐变试验试件尺寸选用表
| 骨料最大公称粒径(mm) | 试件最小边长(mm) | 试件长度(mm) |
| 31.5 | 100 | 400 |
| 40 | 150 | ≥450 |
2试件数量应符合下列规定:
1)制作徐变试件时,应同时制作相应的棱柱体抗压试件及收缩试件。
2)收缩试件应与徐变试件相同,并应装有与徐变试件相同的变形测量装置。
3)每组抗压、收缩和徐变试件的数量宜各为3个,其中每个加荷龄期的每组徐变试件至少为2个。
3试件制备应符合下列规定:
1)当要叠放试件时,宜磨平其端头。
2)徐变试件的受压面与相邻的纵向表面之间的角度与直角的偏差不应超过1mm/100mm。
3)采用外装式应变量测装置时,徐变试件两侧面应有安装量测装置的测头,测头宜采用埋入式,试模的侧壁应具有能在成型时使测头定位的装置。在对粘结的工艺及材料确有把握时,可采用胶粘。
4试件的养护与存放方式应符合下列规定:
1)抗压试件及收缩试件应随徐变试件一并同条件养护。
2)对 于标准环境中的徐变,试件应在成型后不少于24h且不多于48h时拆模,且在拆模之前,应覆盖试件表面。随后应立即将试件送入标准养护室养护到7d龄期 (自混凝土搅拌加水开始计时),其中3d加载的徐变试验应养护3d。养护期间试件不应浸泡于水中。试件养护完成后应移入温度为(20±2)℃、相对湿度为 (60±5)%的恒温恒湿室进行徐变试验,直至试验完成。
3)对于适用于大体积混凝土内部情况的绝湿徐变,试件在制作或脱模后应密封在保湿外套中(包括橡皮套、金属套筒等),且在整个试件存放和测试期间也应保持密封。
4)对于需要考虑温度对混凝土弹性和非弹性性质的影响等特定温度下的徐变,应控制好试件存放的试验环境温度,应使其符合希望的温度历史。
5)对于需确定在具体使用条件下的混凝土徐变值等其他存放条件,应根据具体情况确定试件的养护及试验制度。
10.0.4徐变试验应符合下列规定:
1对比或检验混凝土的徐变性能时,试件应在28d龄期时加荷。当研究某一混凝土的徐变特性时,应至少制备5组徐变试件并应分别在龄期为3d、7d、14d、28d和90d时加荷。
2徐变试验应按下列步骤进行:
1)测头或测点应在试验前1d粘好,仪表安装好后应仔细检查,不得有任何松动或异常观象。加荷装置、测力计等也应予以检查。
2)在即将加荷徐变试件前,应测试同条件养护试件的棱柱体抗压强度。
3)测头和仪表准备好以后,应将徐变试件放在徐变仪的下压板后,应使试件、加荷装置、测力计及徐变仪的轴线重合。并应再次检查变形测量仪表的调零情况,且应记下初始读数。当采用未密封的徐变试件时,应在将其放在徐变仪上的同时,覆盖参比用收缩试件的端部。
4)试件放好后,应及时开始加荷。当无特殊要求时,应取徐变应力为所测得的棱柱体抗压强度的40%。当采用外装仪表或者接触法引伸仪时,应用千斤顶先加压至徐变应力的20%进行对中。两侧的变形相差应小于其平均值的10%,当超出此值,应松开千斤顶卸荷,进行重新调整后,应再加荷到徐变应力的20%,并再次检查对中的情况。对中完毕后,应立即继续加荷直到徐变应力,应及时读出两边的变形值,并将此时两边变形的平均值作为在徐变荷载下的初始变形值。从对中完毕到测初始变形值之间的加荷及测量时间不得超过1min。随后应拧紧承力丝杆上端的螺母,并应松开千斤顶卸荷,且应观察两边变形值的变化情况。此时,试件两侧的读数相差不应超过平均值的10%,否则应予以调整,调整应在试件持荷的情况下进行,调整过程中所产生的变形增值应计入徐变变形之中。然后应再加荷到徐变应力,并应检查两侧变形读数,其总和与加荷前读数相比,误差不应超过2%。否则应予以补足。
5)应在加荷后的1d、3d、7d、14d、28d、45d、60d、90d、120d、150d、180d、270d和360d测读试件的变形值。
6)在测读徐变试件的变形读数的同时,应测量同条件放置参比用收缩试件的收缩值。
7)试件加荷后应定期检查荷载的保持情况,应在加荷后7d、28d、60d、90d各校核一次,如荷载变化大于2%,应予以补足。在使用弹簧式加载架时,可通过施加正确的荷载并拧紧丝杆上的螺母,来进行调整。
10.0.5 试验结果计算及其处理应符合下列规定:
1徐变应变应按下式计算:
(10.0.5-1)
式中:εct——加荷t(d)后徐变应变(mm/m),精确至0.001mm/m;
△Lt——加荷t(d)后的总变形值(mm),精确至0.001mm;
△LU——加荷时测得的初始变形值(mm),精确至0.001mm;
Lb——测量标距(mm),精确到1mm;
εt——同龄期的收缩值(mm/m),精确至0.001mm/m。
2 徐变度应按下式计算:
(10.0.5-2)
式中:Ct——加荷t(d)的混凝土徐变度(1/MPa),计算精确至1.0×10-6/(MPa);
δ——徐变应力(MPa)。
3徐变系数应按下列公式计算:

式中:φt——加荷下t(d)的徐变系数;
ε0——在加荷时测得的初始应变值(mm/m)精确至0.001mm/m。
4每组应分别以3个试件徐变应变(徐变度或徐变系数)试验结果的算术平均值作为该组混凝土试件徐变应变(徐变度或徐变系数)的测定值。
5作为供对比用的混凝土徐变值,应采用经过标准养护的混凝土试件,在28d龄期时经受0.4倍棱柱体抗压强度恒定荷载持续作用360d的徐变值。可用测得的3年徐变值作为终极徐变值。
11 碳化试验
11.0.1本方法适用于测定在一定浓度的二氧化碳气体介质中混凝土试件的碳化程度。
11.0.2试件及处理应符合下列规定:
1本方法宜采用棱柱体混凝土试件,应以3块为一组。棱柱体的长宽比不宜小于3。
2无棱柱体试件时,也可用立方体试件,其数量应相应增加。
3试件宜在28d龄期进行碳化试验,掺有掺合料的混凝土可以根据其特性决定碳化前的养护龄期。碳化试验的试件宜采用标准养护,试件应在试验前2d从标准养护室取出,然后应在60℃下烘48h。
4经烘干处理后的试件,除应留下一个或相对的两个侧面外,其余表面应采用加热的石蜡予以密封。然后应在暴露侧面上沿长度方向用铅笔以10mm间距画出平行线,作为预定碳化深度的测量点。
11.0.3试验设备应符合下列规定:
1碳化箱应符合现行行业标准《混凝土碳化试验箱》JG/T247的规定,并应采用带有密封盖的密闭容器,容器的容积应至少为预定进行试验的试件体积的两倍。碳化箱内应有架空试件的支架、二氧化碳引入口、分析取样用的气体导出口、箱内气体对流循环装置、为保持箱内恒温恒湿所需的设施以及温湿度监测装置。宜在碳化箱上设玻璃观察口对箱内的温度进行读数。
2气体分析仪应能分析箱内二氧化碳浓度,并应精确至±1%。
3二氧化碳供气装置应包括气瓶、压力表和流量计。
11.0.4混凝土碳化试验应按下列步骤进行:
1首先应将经过处理的试件放入碳化箱内的支架上。各试件之间的间距不应小于50mm。
2试件放入碳化箱后,应将碳化箱密封。密封可采用机械办法或油封,但不得采用水封。应开动箱内气体对流装置,徐徐充入二氧化碳,并测定箱内的二氧化碳浓度。应逐步调节二氧化碳的流量,使箱内的二氧化碳浓度保持在(20±3)%。在整个试验期间应采取去湿措施,使箱内的相对湿度控制在(70±5)%,温度应控制在(20±2)℃的范围内。
3碳化试验开始后应每隔一定时期对箱内的二氧化碳浓度、温度及湿度作一次测定。宜在前2d每隔2h测定一次,以后每隔4h测定一次。试验中应根据所测得的二氧化碳浓度、温度及湿度随时调节这些参数,去湿用的硅胶应经常更换。也可采用其他更有效的去湿方法。
4应在碳化到了3d、7d、14d和28d时,分别取出试件,破型测定碳化深度。棱柱体试件应通过在压力试验机上的劈裂法或者用干锯法从一端开始破型。每次切除的厚度应为试件宽度的一半,切后应用石蜡将破型后试件的切断面封好,再放入箱内继续碳化,直到下一个试验期。当采用立方体试件时,应在试件中部劈开,立方件试件应只作一次检验,劈开测试碳化深度后不得再重复使用。
5随后应将切除所得的试件部分刷去断面上残存的粉末,然后应喷上(或滴上)浓度为1%的酚酞酒精溶液(酒精溶液含20%的蒸馏水)。约经30s后,应按原先标划的每10mm一个测量点用钢板尺测出各点碳化深度。当测点处的碳化分界线上刚好嵌有粗骨料颗粒,可取该颗粒两侧处碳化深度的算术平均值作为该点的深度值。碳化深度测量应精确至0.5mm。
11.0.5混凝土碳化试验结果计算和处理应符合下列规定:
1混凝土在各试验龄期时的平均碳化深度应按下式计算:
(11.0.5)
式中:
——试件碳化t(d)后的平均碳化深度(mm),精确至0.1mm;
di——各测点的碳化深度(mm);
n——测点总数。
2每组应以在二氧化碳浓度为(20±3)%,温度为(20±2)℃,湿度为(70±5)%的条件下3个试件碳化28d的碳化深度算术平均值作为该组混凝土试件碳化测定值。
3碳化结果处理时宜绘制碳化时间与碳化深度的关系曲线。
12 混凝土中钢筋锈蚀试验
12.0.1本方法适用于测定在给定条件下混凝土中钢筋的锈蚀程度。本方法不适用于在侵蚀性介质中混凝土内的钢筋锈蚀试验。
12.0.2试件的制作与处理应符合下列规定:
1本方法应采用尺寸为100mm×100mm×300mm的棱柱体试件,每组应为3块。
2试件中埋置的钢筋应采用直径为6.5mm的Q235普通低碳钢热轧盘条调直截断制成,其表面不得有锈坑及其他严重缺陷。每根钢筋长应为(299±1)mm,应用砂轮将其一端磨出长约30mm的平面,并用钢字打上标记。钢筋应采用12%盐酸溶液进行酸洗,并经清水漂净后,用石灰水中和,再用清水冲洗干净,擦干后应在干燥器中至少存放4h,然后应用天平称取每根钢筋的初重(精确至0.001g)。钢筋应存放在干燥器中备用。
3试件成型前应将套有定位板的钢筋放入试模,定位板应紧贴试模的两个端板,安放完毕后应使用丙酮擦净钢筋表面。
4试件成型后,应在(20±2)℃的温度下盖湿布养护24h后编号拆模,并应拆除定位板。然后应用钢丝刷将试件两端部混凝土刷毛,并应用水灰比小于试件用混凝土水灰比、水泥和砂子比例为1:2的水泥砂浆抹上不小于20mm厚的保护层,并应确保钢筋端部密封质量。试件应在就地潮湿养护(或用塑料薄膜盖好)24h后,移入标准养护室养护至28d。
12.0.3试验设备应符合下列规定:
1混凝土碳化试验设备应包括碳化箱、供气装置及气体分析仪。碳化设备并应符合本标准第11.0.3条的规定。
2钢筋定位板(图12.0.3)宜采用木质五合板或薄木板等材料制作,尺寸应为100mm×100mm,板上应钻有穿插钢筋的圆孔。
3称量设备的最大量程应为1kg,感量应为0.001g。

图12.0.3钢筋定位板示意图(mm)
12.0.4混凝土中钢筋锈蚀试验应按下列步骤进行:
1钢筋锈蚀试验的试件应先进行碳化,碳化应在28d龄期时开始。碳化应在二氧化碳浓度为(20±3)%、相对湿度为(70±5)%和温度为(20±2)℃的条件下进行,碳化时间应为28d。对于有特殊要求的混凝土中钢筋锈蚀试验,碳化时间可再延长14d或者28d。
2试件碳化处理后应立即移入标准养护室放置。在养护室中,相邻试件间的距离不应小于50mm,并应避免试件直接淋水。应在潮湿条件下存放56d后将试件取出,然后破型,破型时不得损伤钢筋。应先测出碳化深度,然后进行钢筋锈蚀程度的测定。
3试件破型后,应取出试件中的钢筋,并应刮去钢筋上沾附的混凝土。应用12%盐酸溶液对钢筋进行酸洗,经清水漂净后,再用石灰水中和,最后应以清水冲洗干净。应将钢筋擦干后在干燥器中至少存放4h,然后应对每根钢筋称重(精确至0.001g),并应计算钢筋锈蚀失重率。酸洗钢筋时,应在洗液中放入两根尺寸相同的同类无锈钢筋作为基准校正。
12.0.5钢筋锈蚀试验结果计算和处理应符合以下规定:
1钢筋锈蚀失重率应按下式计算:
(12.0.5)
式中:Lw——钢筋锈蚀失重率(%),精确至0.01;
ω0——钢筋未锈前质量(g);
ω——锈蚀钢筋经过酸洗处理后的质量(g);
ω01、ω02——分别为基准校正用的两根钢筋的初始质量(g);
ω1、ω2——分别为基准校正用的两根钢筋酸洗后的质量(g)。
2每组应取3个混凝土试件中钢筋锈蚀失重率的平均值作为该组混凝土试件中钢筋锈蚀失重率测定值。
13 抗压疲劳变形试验
13.0.1本方法适用于在自然条件下,通过测定混凝土在等幅重复荷载作用下疲劳累计变形与加载循环次数的关系,来反映混凝土抗压疲劳变形性能。
13.0.2试验设备应符合下列规定:
1疲劳试验机的吨位应能使试件预期的疲劳破坏荷载不小于试验机全量程的20%,也不应大于试验机全量程的80%。准确度应为Ⅰ级,加载频率应在(4~8)Hz之间。
2上、下钢垫板应具有足够的刚度,其尺寸应大于100mm×100mm,平面度要求为每100mm不应超过0.02mm。
3微变形测量装置的标距应为150mm,可在试件两侧相对的位置上同时测量。承受等幅重复荷载时,在连续测量情况下,微变形测量装置的精度不得低于0.001mm。
13.0.3抗压疲劳变形试验应采用尺寸为100mm×100mm×300mm的棱柱体试件。试件应在振动台上成型,每组试件应至少为6个,其中3个用于测量试件的轴心抗压强度c,其余3个用于抗压疲劳变形性能试验。
13.0.4抗压疲劳变形试验应按下列步骤进行:
1全部试件应在标准养护室养护至28d龄期后取出,并应在室温(20±5)℃存放至3个月龄期。
2试件应在龄期达3个月时从存放地点取出,应先将其中3块试件按照现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081测定其轴心抗压强度 c。
3然后应对剩下的3块试件进行抗压疲劳变形试验。每一试件进行抗压疲劳变形试验前,应先在疲劳试验机上进行静压变形对中,对中时应采用两次对中的方式。首次对中的应力宜取轴心抗压强度 c的20%(荷载可近似取整数,kN),第二次对中应力宜取轴心抗压强度 c的40%。对中时,试件两侧变形值之差应小于平均值的5%,否则应调整试件位置,直至符合对中要求。
4抗压疲劳变形试验采用的脉冲频率宜为4Hz。试验荷载(图13.0.4)的上限应力σ max宜取0.66 c,下限应力σ min宜取0.1 c。有特殊要求时,上限应力和下限应力可根据要求选定。

图13.0.4试验荷载示意图
5抗压疲劳变形试验中,应于每1×105次重复加载后,停机测量混凝土棱柱体试件的累积变形。测量宜在疲劳试验机停机后15s内完成。应在对测试结果进行记录之后,继续加载进行抗压疲劳变形试验,直到试件破坏为止。若加载至2×106次,试件仍未破坏,可停止试验。
13.0.5每组应取3个试件在相同加载次数时累积变形的算术平均值作为该组混凝土试件在等幅重复荷载下的抗压疲劳变形测定值,精确至0.001mm/m。
14 抗硫酸盐侵蚀试验
14.0.1本方法适用于测定混凝土试件在干湿交替环境中,以能够经受的最大干湿循环次数来表示的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。
14.0.2试件应符合下列规定:
1本方法应采用尺寸为100mm×100mm×100mm的立方体试件,每组应为3块。
2混凝土的取样、试件的制作和养护应符合本标准 第3章的要求。
3除制作抗硫酸盐侵蚀试验用试件外,还应按照同样方法,同时制作抗压强度对比用试件。试件组数应符合表14.0.2的要求。
表14.0.2抗硫酸盐侵蚀试验所需的试件组数
| 设计抗硫酸盐等级 | KS15 | KS30 | KS60 | KS90 | KS120 | KS150 | KS150以上 |
| 检查强度所需干湿循环次数 |
15 | 15及30 | 30及60 | 60及90 | 90及120 | 120及150 | 150及设计次数 |
| 鉴定28d强度所需试件组数 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 干湿循环试件组数 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 对比试件组数 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 总计试件组数 | 3 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
14.0.3试验设备和试剂应符合下列规定:
1干湿循环试验装置宜采用能使试件静止不动,浸泡、烘干及冷却等过程应能自动进行的装置。设备应具有数据实时显示、断电记忆及试验数据自动存储的功能。
2也可采用符合下列规定的设备进行干湿循环试验。
1)烘箱应能使温度稳定在(80±5)℃。
2)容器应至少能够装27L溶液,并应带盖,且应由耐盐腐蚀材料制成。
3试剂应采用化学纯无水硫酸钠。
14.0.4干湿循环试验应按下列步骤进行:
1试件应在养护至28d龄期的前2d,将需进行干湿循环的试件从标准养护室取出。擦干试件表面水分,然后将试件放入烘箱中,并应在(80±5)℃下烘48h。烘干结束后应将试件在干燥环境中冷却到室温。对于掺入掺合料比较多的混凝土,也可采用56d龄期或者设计规定的龄期进行试验,这种情况应在试验报告中说明。
2试件烘干并冷却后,应立即将试件放入试件盒(架)中,相邻试件之间应保持20mm间距,试件与试件盒侧壁的间距不应小于20mm。
3试件放入试件盒以后,应将配制好的5%Na2SO4溶液放入试件盒,溶液应至少超过最上层试件表面20mm,然后开始浸泡。从试件开始放入溶液,到浸泡过程结束的时间应为(15±0.5)h。注入溶液的时间不应超过30min。浸泡龄期应从将混凝土试件转入5%Na2SO4溶液中起计时。试验过程中宜定期检查和调整溶液的pH值,可每隔15个循环测试一次溶液pH值,应始终维持溶液的pH值在6~8之间。溶液的温度应控制在(25~30)℃。也可不检测其pH值,但应每月更换一次试验用溶液。
4浸泡过程结束后,应立即排液,并应在30min内将溶液排空。溶液排空后应将试件风干30min,从溶液开始排出到试件风干的时间应为1h。
5风干过程结束后应立即升温,应将试件盒内的温度升到80℃,开始烘干过程。升温过程应在30min内完成。温度升到80℃后,应将温度维持在(80±5)℃。从升温开始到开始冷却的时间应为6h。
6烘干过程结束后,应立即对试件进行冷却,从开始冷却到将试件盒内的试件表面温度冷却到(25~30)℃的时间应为2h。
7每个干湿循环的总时间应为(24±2)h。然后应再次放入溶液,按照上述3~6的步骤进行下一个干湿循环。
8在达到本标准表14.0.2规定的干湿循环次数后,应及时进行抗压强度试验。同时应观察经过干湿循环后混凝土表面的破损情况并进行外观描述。当试件有严重剥落、掉角等缺陷时,应先用高强石膏补平后再进行抗压强度试验。
9当干湿循环试验出现下列三种情况之一时,可停止试验:
1)当抗压强度耐蚀系数达到75%;
2)干湿循环次数达到150次;
3)达到设计抗硫酸盐等级相应的干湿循环次数。
10对比试件应继续保持原有的养护条件,直到完成干湿循环后,与进行干湿循环试验的试件同时进行抗压强度试验。
14.0.5试验结果计算及处理应按符合下列规定:
1混凝土抗压强度耐蚀系数应按下式进行计算:
(14.0.5)
式中:Kf——抗压强度耐蚀系数(%);
cn——为N次干湿循环后受硫酸盐腐蚀的一组混凝土试件的抗压强度测定值(MPa),精确至0.1MPa;
c0——与受硫酸盐腐蚀同龄期的标准养护的一组对比混凝土试件的抗压强度测定值(MPa),精确至0.1MPa;
2c0和cn应以3个试件抗压强度试验结果的算术平均值作为测定值。当最大值或最小值,与中间值之差超过中间值的15%时,应剔除此值,并应取其余两值的算术平均值作为测定值;当最大值和最小值,均超过中间值的15%时,应取中间值作为测定值。
3抗硫酸盐等级应以混凝土抗压强度耐蚀系数下降到不低于75%时的最大干湿循环次数来确定,并应以符号KS表示。
15 碱-骨料反应试验
15.0.1本试验方法用于检验混凝土试件在温度38℃及潮湿条件养护下,混凝土中的碱与骨料反应所引起的膨胀是否具有潜在危害。适用于碱-硅酸反应和碱-碳酸盐反应。
15.0.2试验仪器设备应符合下列要求:
1本方法应采用与公称直径分别为20mm、16mm、10mm、5mm的圆孔筛对应的方孔筛。
2称量设备的最大量程应分别为50kg和10kg,感量应分别不超过50g和5g,各一台。
3试模的内测尺寸应为75mm×75mm×275mm,试模两个端板应预留安装测头的圆孔,孔的直径应与测头直径相匹配。
4测头(埋钉)的直径应为(5~7)mm,长度应为25mm。应采用不锈金属制成,测头均应位于试模两端的中心部位。
5测长仪的测量范围应为(275~300)mm,精度应为±0.001mm。
6养护盒应由耐腐蚀材料制成,不应漏水,且应能密封。盒底部应装有(20±5)mm深的水,盒内应有试件架,且应能使试件垂直立在盒中。试件底部不应与水接触。一个养护盒宜同时容纳3个试件。
15.0.3碱-骨料反应试验应符合下列规定:
1原材料和设计配合比应按照下列规定准备:
1)应使用硅酸盐水泥,水泥含碱量宜为(0.9±0.1)%(以Na2O当量计,即Na2O+0.658K2O)。可通过外加浓度为10%的NaOH溶液,使试验用水泥含碱量达到1.25%。
2)当试验用来评价细骨科的活性,应采用非活性的粗骨料,粗骨料的非活性也应通过试验确定,试验用细骨料细度模数宜为(2.7±0.2)。当试验用来评价粗骨料的活性,应用非活性的细骨料,细骨料的非活性也应通过试验确定。当工程用的骨料为同一品种的材料,应用该粗、细骨料来评价活性。试验用粗骨料应由三种级配:(20~16)mm、(16~10)mm和(10~5)mm,各取1/3等量混合。
3)每立方米混凝土水泥用量应为(420±10)kg。水灰比应为0.42~0.45。粗骨料与细骨料的质量比应为6:4。试验中除可外加NaOH外,不得再使用其他的外加剂。
2试件应按下列规定制作:
1)成型前24h,应将试验所用所有原材料放入(20±5)℃的成型室。
2)混凝土搅拌宜采用机械拌合。
3)混凝土应一次装入试模,应用捣棒和抹刀捣实,然后应在振动台上振动30s或者至表面泛浆为止。
4)试件成型后应带模一起送入(20±2)℃、相对湿度在95%以上的标准养护室中,应在混凝土初凝前(1~2)h,对试件沿模口抹平并应编号。
3试件养护及测量应符合下列要求:
1)试件应在标准养护室中养护(24±4)h后脱模,脱模时应特别小心不要损伤测头,并应尽快测量试件的基准长度。待测试件应用湿布盖好。
2)试件的基准长度测量应在(20±2)℃的恒温室中进行。每个试件应至少重复测试两次,应取两次测值的算术平均值作为该试件的基准长度值。
3)测量基准长度后应将试件放入养护盒中,并盖严盒盖。然后应将养护盒放入(38±2)℃的养护室或养护箱里养护。
4)试件的测量龄期应从测定基准长度后算起,测量龄期应为1周、2周、4周、8周、13周、18周、26周、39周和52周,以后可每半年测一次。每次测量的前一天,应将养护盒从(38±2)℃的养护室中取出,并放入(20±2)℃的恒温室中,恒温时间应为(24±4)h。试件各龄期的测量应与测量基准长度的方法相同,测量完毕后,应将试件调头放入养护盒中,并盖严盒盖。然后应将养护盒重新放回(38±2)℃的养护室或者养护箱中继续养护至下一测试龄期。
5)每次测量时,应观察试件有无裂缝、变形、渗出物及反应产物等,并应作详细记录。必要时可在长度测试周期全部结束后,辅以岩相分析等手段,综合判断试件内部结构和可能的反应产物。
4当碱-骨料反应试验出现以下两种情况之一时,可结束试验:
1)在52周的测试龄期内的膨胀率超过0.04%;
2)膨胀率虽小于0.04%,但试验周期已经达到52周(或一年)。
15.0.4试验结果计算和处理应符合下列规定:
1试件的膨胀率应按下式计算:
(15.0.4)
式中:εt——试件在以t(d)龄期的膨胀率(%),精确至0.001;
Lt——试件在t(d)龄期的长度(mm);
L0——试件的基准长度(mm);
△——测头的长度(mm)。
2每组应以3个试件测值的算术平均值作为某一龄期膨胀率的测定值。
3当每组平均膨胀率小于0.020%时,同一组试件中单个试件之间的膨胀率的差值(最高值与最低值之差)不应超过0.008%;当每组平均膨胀率大于0.020%时,同一组试件中单个试件的膨胀率的差值(最高值与最低值之差)不应超过平均值的40%。

