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13種混凝土長期性能和耐久性能試驗方法

來源:歐美大地儀器設備中國有限公司    2025年12月08日 18:51  


試驗是混凝土從實驗室走向?qū)嶋H工程的一個環(huán)節(jié)

混凝土作為用途廣泛的建筑材料,它的長期性能和耐久性直接決定了建設工程的安全、經(jīng)濟和可持續(xù)性。通過系統(tǒng)試驗,可在設計階段預判風險,優(yōu)化材料選擇,并為維護決策提供依據(jù),最終實現(xiàn)“全壽命周期”性能保障。




常見的試驗項目有以下幾種


性能類別

典型試驗方法

評估目標

抗?jié)B性

氯離子滲透試驗(RCM法)

抗氯離子侵蝕能力(如海工結(jié)構(gòu))

抗凍性

快速凍融循環(huán)試驗

寒冷地區(qū)結(jié)構(gòu)的抗凍融剝落能力

化學侵蝕

硫酸鹽浸泡試驗

耐硫酸鹽腐蝕性能(如地下工程)

碳化

加速碳化試驗

鋼筋保護層抵抗CO?滲透的能力

徐變與收縮

長期持載變形監(jiān)測

大跨結(jié)構(gòu)或預應力混凝土的變形穩(wěn)定性



隨著混凝土材料與技術(shù)的進步和研發(fā),為了規(guī)范和統(tǒng)一混凝土長期性能和耐久性能試驗方法,提高混凝土試驗和檢測的技術(shù)水平,今年正式發(fā)布了新修訂的混凝土長期性能和耐久性試驗方法的標準,標準編號為GB/T50082-2024,并于2025年1月1日正式實施。

新修訂的標準中包含了以下13種試驗方法,新增了波紋管法收縮試驗和抗氣體滲透試驗。

01

抗凍試驗

Frost resistance test

慢凍法:適用于測定混凝土試件在氣凍水融條件下,以經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)表示的混凝土抗凍性能。試驗采用尺寸為100mm×100mm×100mm的立方體試件,每組3塊。在滿載運轉(zhuǎn)的條件下,冷凍期間凍融試驗箱內(nèi)空氣的溫度應能保持在(-20~-18)℃,融化期間凍融試驗箱內(nèi)浸泡混凝土試件的水溫應能保持在(18~20)℃。


快凍法:適用于測定混凝土試件在水凍水融條件下,以經(jīng)受的快速凍融循環(huán)次數(shù)表示的混凝土抗凍性能。采用尺寸為100mm×100mm×400mm的棱柱體試件,每組3塊。每次凍融循環(huán)應在(2~4)h內(nèi)完成,且用于融化的時間不得少于整個凍融循環(huán)時間的1/4。


單面凍融法(鹽凍法):適用于測定混凝土試件在大氣環(huán)境中且與鹽接觸條件下,以能夠經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)或表面剝落質(zhì)量或超聲波相對動彈性模量表示的混凝土抗凍性能。試驗環(huán)境溫度應為(20±2)℃,相對濕度應為(60±5)%。


影響混凝土抗凍性能的因素很多,其中一個因素就是混凝土的孔隙結(jié)構(gòu),詳情請點擊查看文章“混凝土含氣量影響和測定”。

02

動彈性模量試驗

Summary and Review

采用共振法測定混凝土的動彈性模量,試驗應采用尺寸為100mm×100mm×400mm的棱柱體試件。首先測定試件的質(zhì)量和尺寸,然后將試件放置在支撐體中心位置,成型面向上,放置好測桿后,調(diào)整共振儀的激振功率和接收增益旋鈕至適當位置,變換激振頻率,當指針偏轉(zhuǎn)為最大時,表示試件達到共振狀態(tài),此時顯示的共振頻率作為試件的基頻振動頻率。


RA 100動態(tài)彈性模量測試儀


XTRIM 混凝土圓柱和立方體研磨機

03

抗水滲透試驗

Summary and Review

滲水高度法:適用于以測定硬化混凝土在恒定水壓力下的平均滲水高度來表示的混凝土抗水滲透性能。試驗設備應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《混凝土抗?jié)B儀》JG/T 249的規(guī)定,抗?jié)B儀施加的最大水壓力不應低于2.0MPa。試件拆模后,應用鋼絲刷刷去兩端面的水泥漿膜,并立即送入標準養(yǎng)護室進行養(yǎng)護,抗水滲透試驗的齡期宜為28d。


逐級加壓法:適用于通過逐級施加水壓力來測定以抗?jié)B等級來表示的混凝土抗水滲透性能。試驗時,水壓應從0.1MPa開始,其后每隔8h增加0.1MPa水壓,并隨時觀察試件端面滲水情況,當6個試件中有3個試件表面出現(xiàn)滲水,或加至規(guī)定壓力在8h內(nèi)6個試件中表面滲水試件少于3個時,可停止試驗,并記下此時的水壓力。

04

抗氯離子滲透試驗

Chloride ion penetration test

快速氯離子遷移系數(shù)法(RCM法):適用于以測定氯離子在混凝土中非穩(wěn)態(tài)遷移的遷移系數(shù)來確定混凝土抗氯離子滲透性能。采用直徑為(100±1)mm、高度為(50±2)mm的圓柱體試件。打開電源,將電壓調(diào)整到(30±0.2)V,記錄通過每個試件的初始電流。試驗結(jié)束后,斷開電郵,沖洗試件,在壓力試驗機上沿軸向劈成兩個半圓柱體,噴涂顯色指示劑,根據(jù)觀察到的明顯顏色變化,測量顯色分界線離試件底面的距離,精確至0.1mm。


電通量法:適用于以測量混凝土試件的電通量來確定混凝土的抗氯離子滲透性能。本試驗方法不適用于摻有亞硝酸鹽和鋼纖維等良導電材料的混凝土抗氯離子滲透試驗。采用直徑為?100mm+1mm、高度為50mm±2mm的圓柱體試件。試件經(jīng)過真空飽水后,注入溶液,接通電源,采用自動采集數(shù)據(jù)的測試裝置,記錄電流,時間間隔可設定為5~10min,電流精確值應精確至0.1mA。


PERMA2混凝土快速氯離子滲透性測試儀


RCT氯離子含量測定儀

05

收縮試驗

Summary and Review

非接觸法:適用于測定無約束且與外界無介質(zhì)交換條件下的混凝土早期自收縮性能。試驗設備應符合相關(guān)規(guī)定,試件制作完成后應立即水平放置于測試支架的支撐桿上,當混凝土初凝時,應測讀試件長度的初始讀數(shù),此后應每隔1h或按設定的時間間隔測定試件的變形讀數(shù)。


接觸法:采用千分表或位移傳感器等測量裝置,直接測量混凝土試件在不同齡期的長度變化,從而計算出收縮率。試件通常采用標準尺寸的立方體或棱柱體,試驗過程中需保持環(huán)境條件的穩(wěn)定,如溫度、濕度等。


波紋管法:適用于測定無約束且與外界無介質(zhì)交換條件下的混凝土早期自收縮性能。波紋管應采用低密度聚乙烯波紋管,波紋管長度應為(420±2)mm,外徑應為(80±1)mm,內(nèi)徑應為(60±1)mm,管壁厚度應為(0.5±0.05)mm。每組應制作3個波紋管試件,試驗應在(20±2)℃的恒溫環(huán)境中進行。

06

早期抗裂試驗

Summary and Review

通過在混凝土早期階段施加一定的約束條件,如限制膨脹、施加預應力等,來模擬實際工程中混凝土可能受到的約束情況,然后觀察和測量混凝土試件在早期出現(xiàn)的裂縫情況,包括裂縫的出現(xiàn)時間、寬度、長度等,從而評估混凝土的早期抗裂性能。試驗方法有多種,如限制膨脹法、預應力法等,具體試驗步驟和要求需根據(jù)所采用的方法和相關(guān)標準進行。

07

受壓徐變試驗

Summary and Review

在混凝土試件上施加一定的恒定壓力,然后測量試件在壓力作用下的變形隨時間的變化情況,從而得到混凝土的徐變性能。試驗通常采用標準尺寸的棱柱體試件,加載方式可以是單向加載或雙向加載等,加載后需在規(guī)定的環(huán)境條件下進行長期觀測,記錄試件的變形數(shù)據(jù),計算徐變系數(shù)等指標。

08

碳化試驗

Summary and Review

在人工碳化室中控制CO?濃度、溫濕度,測量碳化深度d,以評估混凝土的長期耐久性。試驗通常采用標準尺寸的立方體或棱柱體試件,將試件放入碳化室中進行碳化處理,碳化時間一般為28天或更長時間,碳化處理完成后,通過測量試件表面的碳化深度來評估混凝土的碳化性能。

09

混凝土中鋼筋銹蝕試驗

Summary and Review

通過在混凝土中埋入鋼筋,然后在一定的環(huán)境條件下進行試驗,如潮濕環(huán)境、鹽霧環(huán)境等,觀察和測量鋼筋的銹蝕情況,包括銹蝕程度、銹蝕速率等,從而評估混凝土對鋼筋的保護性能。試驗方法有多種,如電化學方法、化學分析方法等,具體試驗步驟和要求需根據(jù)所采用的方法和相關(guān)標準進行。


iCOR鋼筋銹蝕成像儀


Anode Ladder陽極梯銹蝕傳感器


CorroMap 鋼筋銹蝕速率測試儀


CorroWatch預埋式銹蝕監(jiān)測傳感器

10

抗壓疲勞變形試驗

Summary and Review

在混凝土試件上施加一定的壓力,然后進行反復加載和卸載,模擬實際工程中混凝土可能受到的疲勞荷載作用,測量試件在疲勞荷載作用下的變形情況,從而評估混凝土的抗壓疲勞變形性能。試驗通常采用標準尺寸的立方體或棱柱體試件,加載頻率和加載次數(shù)等參數(shù)需根據(jù)具體試驗要求進行設定。

11

抗硫酸鹽侵蝕試驗

Summary and Review

通過在混凝土中加入一定量的硫酸鹽,然后在一定的環(huán)境條件下進行試驗,如潮濕環(huán)境、高溫環(huán)境等,觀察和測量混凝土的侵蝕情況,包括強度損失、體積變化等,從而評估混凝土的抗硫酸鹽侵蝕性能。試驗方法有多種,如干濕循環(huán)法、浸泡法等,具體試驗步驟和要求需根據(jù)所采用的方法和相關(guān)標準進行。

12

堿-骨料反應試驗

Summary and Review

通過在混凝土中加入一定量的堿性物質(zhì),然后在一定的環(huán)境條件下進行試驗,觀察和測量混凝土的堿-骨料反應情況,包括膨脹、裂縫等,從而評估混凝土的堿-骨料反應性能。試驗方法有多種,如快速試驗法、長期試驗法等,具體試驗步驟和要求需根據(jù)所采用的方法和相關(guān)標準進行。


RAT 堿離子含量測定儀

13

抗氣體滲透試驗

Summary and Review

適用于以測定混凝土的氣體滲透率來確定混凝土抗氣體滲透性能。試驗設備應包括氣路系統(tǒng)和氣體滲透單元,高壓氮氣瓶工作壓力不應低于2MPa,壓力表最大量程不應小于1MPa,精度應為10kPa,皂膜流量計量程宜為(0.1~100)ml/min,精度不應小于0.5%。


PermeaTORR空氣滲透系數(shù)測試系統(tǒng)

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