CN108426823A - 一种水泥基材料盐冻-干湿循环耦合试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水泥基材料盐冻‑干湿循环耦合试验装置及方法，试验装置包括带保温板的试验箱，试验箱的两侧从上到下依此设置有加湿器和出风口，试验箱内设置有若干个试件和温湿度传感器，每个试件的左侧连接有注液管，右侧连接有排液管，试验箱的下方设置有自动注液装置和自动排液装置，试验方法包含两次盐冻和一次干湿循环为一个盐冻‑干湿循环的试验循环制度，优点是通过多次单面盐冻‑干湿循环试验，可以得到混凝土的关键性能指标，反应混凝土的耐久性能，为季冻地区混凝土结构耐久性设计提供了依据。通过对不同的混凝土进行评价，就能够通过对比分析优选适用于季冻地区的混凝土材料。
Description
技术领域
本发明涉及水泥基材料耐久性能测试的技术，具体说是一种水泥基材料盐冻-干湿循环耦合试验装置及方法。
背景技术
除冰盐引起的混凝土盐冻破坏是季冻地区混凝土桥梁和路面的主要病害之一。为了提高混凝土结构的耐久性，设计师们对混凝土材料提出了更严格的要求。目前快速冻融法和单面盐冻法是评价混凝土抗冻性和抗盐冻性能的主要试验方法，但是这两种方法是单一因素的快速试验方法，而实际上混凝土结构是受多种因素耦合作用。本发明提出一种盐冻-干湿循环耦合试验方法，更加符合混凝土结构实际使用环境。本发明可对水泥基材料抗盐冻性能进行评价。现有技术中，也有专利介绍了多因素耦合作用下混凝土耐久性评价的试验方法，如公开号为CN107543755A，公开日为20180105，专利名称为“荷载与冻融循环耦合下混凝土耐久性试验装置及评价方法”的专利申请，本专利申请不同于现有技术，它耦合了盐冻循环和干湿循环，更加科学的评价了非承重混凝土构件的抗盐冻性能和耐久性能。
发明内容
本发明的目的在于提出一种盐冻——干湿循环耦合试验装置及方法，综合考虑了盐溶液冻融和干湿循环的影响，更符合混凝土结构实际使用环境，更加准确的评价混凝土耐久性能。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种水泥基材料盐冻-干湿循环耦合试验装置，包括带保温板的试验箱，其技术要点是：带保温板的试验箱的上端侧设置有带保温板的门，试验箱的两侧从上到下依此设置有加湿器和出风口，试验箱内设置有若干个试件和温湿度传感器，每个试件的左侧连接有注液管，右侧连接有排液管，试验箱的下方设置有自动注液装置和自动排液装置，自动注液装置连接试验箱的每一个注液管，自动排液装置连接试验箱的每一个排液管，自动注液装置和自动排液装置的下方设置有隔板，隔板的下方从左到右依此设置有加热器、制冷机和水箱。
本发明的优点及有益效果是：本发明的方法综合考虑盐冻影响和干湿循环影响，重复了单面盐冻和干湿循环的反复过程，可以更准确的模拟混凝土结构在季冻地区的实际环境作用情况，得到符合实际使用情况的抗盐冻性能指标，试验数据更有现实意义。
通过多次单面盐冻-干湿循环试验，可以得到混凝土的关键性能指标，反应混凝土的耐久性能，为季冻地区混凝土结构耐久性设计提供了依据。通过对不同的混凝土进行评价，就能够通过对比分析优选适用于季冻地区的混凝土材料。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是试件侧面剖视图；
附图标记如下：1、带保温板的门，2、加湿器，3、出风口，4、排液管，5、带保温板的试验箱，6、自动排液装置，7、隔板，8、水箱，9、制冷机，10、加热器，11、自动注液装置， 12、试件，13、注液管，14、温湿度传感器，15、控制机柜，16、屏幕，17、控制器，18、3％NaCl 溶液，19、箍环，20、橡胶环。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做更进一步的解释。下述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均处于本发明的保护范围之中。
实施例一：
一种水泥基材料盐冻-干湿循环耦合试验装置，包括带保温板的试验箱，其中：带保温板的试验箱5的上端侧设置有带保温板的门1，试验箱的两侧从上到下依此设置有加湿器2和出风口3，试验箱内设置有若干个试件12和温湿度传感器14，每个试件的左侧连接有注液管13，右侧连接有排液管4，试验箱的下方设置有自动注液装置11和自动排液装置6，自动注液装置连接试验箱的每一个注液管，自动排液装置连接试验箱的每一个排液管，自动注液装置和自动排液装置的下方设置有隔板7，隔板的下方从左到右依此设置有加热器10、制冷机9和水箱8。
进一步地，试验箱的一侧连接有控制机柜15，控制机柜上设置有屏幕16与控制器17。
一种水泥基材料盐冻-干湿循环耦合试验方法，包括如下步骤：
1)按照配合比(由于被测试的材料不固定，不用特指一种配合比)拌制水泥基材料，成型为尺寸为Φ150mm×100mm的试件，带模养护24小时后拆模，标养室养护至28天。每组制作五个试件。
2)养护龄期为14天时，将试件进行切割，切割成尺寸为Φ150mm×50mm的圆饼状试件，切割面应光滑平整。
3)试件在28天龄期时开始进行试验，试验前2天将试件从养护室取出，放置于20±2℃的环境中自然烘干，用橡胶环20和箍环19套住试件，将试件套紧后向测试面注入15mm的3％NaCl溶液18，注入后用盖子盖住试件，防止溶液蒸发。
4)28天龄期时将试件表面的NaCl溶液废弃将试件放入试验箱，试验箱为可程序控制温度和湿度的试验装置。
5)试验循环制度为两次盐冻和一次干湿循环为一个盐冻-干湿循环，盐冻制度的温度应从 5℃开始，并应以(30±1)℃/h的速度均匀地降至(-25±1)℃，且应维持2h，然后应从-25℃开始，并应以(30±1)℃/h的速度均匀地升至(5±1)℃，且应维持2h；经过两次盐冻循环后开始升温烘干表面，进入干湿循环阶段，干湿循环制度的温度应5℃开始，并应以(60±1)℃/h 的速度均匀地升至(65±1)℃，且应维持8h，然后应从65℃开始，并应以(60±1)℃/h的速度均匀地降至(5±1)℃，且应维持2h；两次冻融循环和依次干湿循环为一次耦合循环。当两次盐冻循环结束后把NaCl溶液排干开始升温烘干，当干湿循环结束时往测试面注入液面高度为 5mm的3％NaCl溶液。
6)每两个盐冻-干湿循环对试件表面的剥落物质量进行测量。试件的剥落物质量的测量按下列步骤进行：
a)先将试件从试验箱中取出放入装有试验液体的试件盒中，并将试件盒放置到超声浴槽中，应使测试面朝下，进行超声浴3min。
b)用超声浴法处理完试件剥落物后，用滤纸过滤留在试件盒中的剥落物。过滤前应先称量滤纸的质量m1，然后将过滤后含有全部剥落物的滤纸置在(110±5)℃的烘箱中烘干24小时，并在温度为(20±2)℃、相对湿度为(60±5)％的实验室中冷却(60±5)min。冷却后应称量烘干后滤纸和剥落物的总质量m2，精确至0.01g。
7)测量完毕后重复步骤4的试验直至出现下列情况之一：
a)达到15次盐冻-干湿循环；
b)试件单位表面面积剥落物累计质量达到1500g/m2。
8)试验结果处理：
a)单个试件表面剥落物质量ms按下式计算：
ms＝m2-m1
ms——试件表面剥落物质量(g)，精确至0.01g；
m2——干燥后滤纸与试件剥落物的总质量(g)，精确至0.01g；
m1——滤纸的质量(g)，精确至0.01g。
b)N次盐冻-干湿循环之后，单个试件单位测试表面剥落物总质量mn按下式计算：
mn——N次盐冻-干湿循环之后，单个试件单位测试表面剥落物总质量(g/m2)，精确至 0.01g；
ms——每次测得的试件表面剥落物质量(g)，精确至0.01g；
A——单个试件测试表面的面积(m2)。
c)每取五个试件测试表面剥落物总质量计算值的算术平均值作为该组试件单位测试表面面积上剥落物总质量的测定值。
Claims (2)
1.一种水泥基材料盐冻-干湿循环耦合试验装置，包括带保温板的试验箱，其特征在于：带保温板的试验箱的上端侧设置有带保温板的门，试验箱的两侧从上到下依此设置有加湿器和出风口，试验箱内设置有若干个试件和温湿度传感器，每个试件的左侧连接有注液管，右侧连接有排液管，试验箱的下方设置有自动注液装置和自动排液装置，自动注液装置连接试验箱的每一个注液管，自动排液装置连接试验箱的每一个排液管，自动注液装置和自动排液装置的下方设置有隔板，隔板的下方从左到右依此设置有加热器、制冷机和水箱。
2.一种水泥基材料盐冻-干湿循环耦合试验方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)按照配合比拌制水泥基材料，制作尺寸为Φ150mm×100mm的试件，带模养护24小时后拆模，标养室养护至28天，每组制作五个试件；
2)养护龄期为14天时，将试件进行切割，切割成尺寸为Φ150mm×50mm的圆饼状试件，切割面应光滑平整；
3)试件在28天龄期时开始进行试验，试验前2天将试件从养护室取出，放置于20±2℃的环境中自然烘干，用橡胶环和箍环套住试件，将试件套紧后向测试面注入15mm的3％NaCl溶液，注入后用盖子盖住试件，防止溶液蒸发；
4)28天龄期时将试件表面的NaCl溶液废弃，之后将试件放入试验箱,试验箱为可程序控制温度和湿度的试验装置，该装置自动注入和排出试件表面的NaCl溶液；
5)试验循环制度为两次盐冻和一次干湿循环为一个盐冻-干湿循环，试验循环制度为两次盐冻和一次干湿循环为一个盐冻-干湿循环，盐冻制度的温度应从5℃开始，并应以(30±1)℃/h的速度均匀地降至(-25±1)℃，且应维持2h，然后应从-25℃开始，并应以(30±1)℃/h的速度均匀地升至(5±1)℃，且应维持2h；经过两次盐冻循环后开始升温烘干表面，进入干湿循环阶段，干湿循环制度的温度应5℃开始，并应以(60±1)℃/h的速度均匀地升至(65±1)℃，且应维持8h，然后应从65℃开始，并应以(60±1)℃/h的速度均匀地降至(5±1)℃，且应维持2h；两次冻融循环和依次干湿循环为一次耦合循环；当两次盐冻循环结束后把NaCl溶液排干开始升温烘干，当干湿循环结束时往测试面注入液面高度为5mm的3％NaCl溶液；
6)每两个盐冻-干湿循环对试件表面的剥落物质量进行测量，试件的剥落物质量的测量按下列步骤进行：
a)先将试件从试验箱中取出放入装有试验液体的试件盒中，并将试件盒放置到超声浴槽中，应使测试面朝下，进行超声浴3min。
b)用超声浴法处理完试件剥落物后，用滤纸过滤留在试件盒中的剥落物。过滤前应先称量滤纸的质量m1，然后将过滤后含有全部剥落物的滤纸置在(110±5)℃的烘箱中烘干24h，并在温度为(20±2)℃、相对湿度为(60±5)％的实验室中冷却(60±5)min。冷却后应称量烘干后滤纸和剥落物的总质量m2，精确至0.01g；
7)测量完毕后重复步骤4的试验直至出现下列情况之一：
a)达到15次盐冻-干湿循环；
b)试件单位表面面积剥落物累计质量达到1500g/m2；
8)试验结果处理：
a)单个试件表面剥落物质量ms按下式计算：
ms＝m2-m1
ms——试件表面剥落物质量(g)，精确至0.01g；
m2——干燥后滤纸与试件剥落物的总质量(g)，精确至0.01g；
m1——滤纸的质量(g)，精确至0.01g；
b)N次盐冻-干湿循环之后，单个试件单位测试表面剥落物总质量mn按下式计算：
mn——N次盐冻-干湿循环之后，单个试件单位测试表面剥落物总质量(g/m2)，精确至0.01g；
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110455704A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-11-15 | 中南大学 | 一种混凝土材料抗硫酸盐侵蚀性能检测方法及系统 |
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