|
第一章 緒 論
隨著社會科技得告訴發(fā)展，混泥土技術(shù)也得到了廣大發(fā)展，高性能混泥土的應用也越來越廣泛。然而，材料具有優(yōu)異的性能不僅取決于其組分的質(zhì)地，還要取決于另外一個關(guān)鍵因素：致密，均勻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。作為非勻質(zhì)多孔的混泥土材料，其性能的提高更有賴于其勻質(zhì)性的改善和孔隙率的降低⑴?；钚苑勰┗炷嗤粒≧eactive Powder Contrete，縮寫為RPC）是續(xù)高強度，高性能混泥土之后，于二十世紀末由法國布伊格（Bouygues）公司研究成功的一種超高強、低脆性、耐久性優(yōu)異并具有廣闊應用前景的新型超高強混泥土。它是由級配良好的石英細砂（不含粗骨料）、水泥、石英粉、硅粉、高效減水濟等組成，為了提高RPC的韌性和延性可加入鋼纖維⑵。在RPC的凝結(jié)、硬化過程中可采取適當?shù)募訅?、加熱等成型養(yǎng)護工藝。由于其成分中粉末的含量和活性的增加而被稱為活性粉末混泥土。1998年8月，在加拿大召開的高性能混泥土及活性粉末混泥土國際研討會上，就RPC的原理、性能和應用進行了廣泛而深入的討論。與會專家一致認為：作為一類新型混泥土，RPC具有廣泛的應用前景⑶。
在這短短的幾年里，活性粉末混泥土在國際上得到了廣泛的應用。法國一核電站采用活性粉末混泥土為冷卻系統(tǒng)生產(chǎn)了2500多根大小梁（耗用混泥土823m3）、生產(chǎn)了打量核廢料儲存容器；在加拿大Shwrbrooke建造了一座跨徑60m、供行人和自行車通行的橋梁，以抵抗當?shù)囟玖阆?0度反復灑除冰鹽的嚴酷環(huán)境條件的侵蝕。通過這些工程應用，初步顯示出活性粉末混泥土良好的使用性能、簡便的生產(chǎn)和施工工藝，因而具有廣闊的發(fā)展前景⑷。不過在國內(nèi)，活性粉末混泥土還在研究階段，真正被用在工程上的很少。在深圳，道路上的鑄鐵井蓋被盜現(xiàn)象嚴重，考慮用活性粉末混泥土做成雨水井蓋代替鑄鐵雨水井蓋是一個很有意義的課題。活性粉末混泥土具有如此之高的抗壓、抗折強度可以有效地減少結(jié)構(gòu)物地自重，而且由于較高的密實性使它的滲透性降低，其耐久性也得到了保證。所以，活性粉末混泥土是做雨水井蓋的一種理想材料。
與普通混泥土相比較，活性粉末混泥土可以減少材料用量，降低建筑成本，節(jié)約資源，減少生產(chǎn)、運輸和施工能耗。采用活性粉末混泥土將對改善和保護人類環(huán)境作出巨大的貢獻。
1.1 RPC的配制原理
a 應用消除缺陷的指導思想選擇骨料品種
在普通混泥土中，水泥石和集料的彈性模量不同，當應力、溫度發(fā)生變化時，致使界面處形成細微的裂縫；另外，在混泥土硬化前，水泥漿體中的水分向集料表面遷移，在集料的表面形成一層水膜，從而在硬化的混泥土中留下細小的縫隙；此外，漿體泌水也會在集料下表面形成水囊。因此，混泥土在承受荷載作用以前，界面就充滿了微裂縫。收到荷載作用以后，在水泥石與骨料的界面上出現(xiàn)剪應力和拉應力，隨著應力的增長，微裂縫不斷擴展并伸向水泥石，最終導致水泥石的斷裂。為了盡量減少微裂縫和孔隙等缺陷，在配置RPC時剔除了普通混泥土中所采用的粗骨料（碎石，卵石等），而采用最大粒徑小于600um，平均粒徑為250um的細石英砂，可以取得以下三方面效果：
[Page]
?。?）減小內(nèi)部微裂縫寬度?；炷嗤潦盏胶奢d作用后，微裂縫寬度和被水泥漿包圍的顆粒直徑成正比；在RPC中，顆粒的直徑減小了50倍，可以極大地減小由力學（外荷載）、化學（內(nèi)收縮）、加熱養(yǎng)護（由于砂漿和骨料的膨脹率不同）引起的微裂縫的寬度。
?。?）改善水泥石的力學性能。RPC的楊氏模量超過50GPa，在其最密實狀態(tài)時可達到75GPa，水泥石和骨料的整體彈性模量稍微小于骨料的彈性模量，大大減小不均勻性的影響。
?。?）降低骨料在總體積中所占的比例。在RPC中，水泥漿體積比松堆砂子的孔隙要大20％左右，砂子在RPC中不能構(gòu)成骨架，而只是一種被水泥漿體包裹的、含有缺陷的混合物，砂子會隨著水泥漿的收縮而移動，因此砂子與水泥漿之間不會產(chǎn)生裂縫。
b 采用最大密實理論模型選擇材料直徑
對粉末堆積的研究表明（1），當大小均勻的球形顆粒粉末倒入容器時，即使進行面心立方或六方密堆排列，堆積密度也較低，一般小于74％。通過振動可以提高堆積密度，但即使采用最仔細的振動方式，最高振實密度也只能達到62.8％。為了提高堆積密度，常在較大的均一的顆粒之間加入細小的顆粒，先是粒徑最大的球體堆積成最密填充，剩下的孔隙依次由小直徑的球體填充下去，使球體間的孔隙減小，從而達到最大密實狀態(tài)。
在制備RPC時，盡量選用本級顆粒的粒徑變化范圍較小，而與相鄰粒級的平均粒徑差比較大的材料。如選用粒徑范圍在150～600um之間，平均粒徑為250um的石英砂；粒徑范圍為80～100um的水泥；平均粒徑為0.1～0.2um的硅灰。
此外，提高密實度和抗壓強度的另一種有效的途徑是在新拌混泥土凝結(jié)前和凝結(jié)期間加壓。這一措施有三方面的效果：其一，加壓數(shù)秒就可以有效地消除或減少氣孔；其二，當模板有一定滲透性時，加壓數(shù)秒可將多余的水分自模板間隙中派出；其三，如果在混泥土凝結(jié)期間始終保持一定壓力，可以消除由于材料化學收縮引起的部分孔隙。
c 摻入微鋼纖維增大RPC韌性
未摻鋼纖維的RPC收壓應力應變曲線呈線彈性變化，破壞時呈明顯的脆性破壞。摻入鋼纖維可以提高韌性和延性。RPC200中摻入鋼纖維直徑約為0.15mm，長度為3～12mm，體積參量為1.5％～3.0％。對于在250℃以上溫度養(yǎng)護的RPC800,其力學性能（抗壓強度和抗拉強度）的改善是通過摻入更短（長度小于等于3mm）且形狀不規(guī)則的鋼纖維來獲得。
1.2 RPC的研究及應用現(xiàn)狀
國外對RPC 配制技術(shù)的研究已較成熟,其中包括對RPC的材料、配比、養(yǎng)護條件、耐久性和強度等方面進行了大量的試驗研究,結(jié)果表明由于RPC 具有較好的勻質(zhì)性及密實度,其抗壓強度和耐久性均有較大幅度地提高,并研究了養(yǎng)護條件對RPC 力學性能的影響,以確定合適的養(yǎng)護條件;以及對RPC 的微觀結(jié)構(gòu)進行了研究,揭示其高強度及高耐久性的工作機理;并對RPC 制成的放射性核廢料儲藏容器的性能進行了研究,指出RPC 不但能夠防止放射性物質(zhì)從內(nèi)部泄漏,而且能夠抵御外部侵蝕性介質(zhì)的腐蝕,是制備新一代核廢料儲存容器的理想材料。另外,由于它的良好耐磨性能和低滲透性,可以用于生產(chǎn)各種耐腐蝕的壓力管和排水管道。目前,國外對RPC 的研究重點已由基本性能轉(zhuǎn)到了構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法上,以求將這種超高性能混凝土盡快在結(jié)構(gòu)應用中推廣,相關(guān)工作正在進行,還沒有形成系統(tǒng)的研究成果,更沒有涉及到RPC 結(jié)構(gòu)的抗震及抗火性能。
RPC 在國外已有不少工程實例,主要制品包括:法國BOUYGUES公司與美國陸軍工程師團合作，進行了RPC制品的實際生產(chǎn)。F·de LARRARD提出基于最大密實度理論的固體懸浮模型（SSM），進行了RPC配合比設(shè)計。美國CPAR計劃及法國與美國陸軍工程師團合作生產(chǎn)的RPC制品包括：大跨度預應力混凝土梁、壓力管道及放射性固體廢料儲存容器。預應力混凝土梁中由RPC材料承受剪切力，可完全取消附加的抗剪配筋，而且可以減少梁的截面和配筋量；采用RPC的壓力管道提高了工作壓力，而且大大增強了對侵蝕性介質(zhì)的抗侵蝕能力；用RPC制備的固體肥料儲存容器可長期儲存中、低放射性肥料，其使用壽命可高達500年。法國某核電站的冷卻系統(tǒng)采用RPC 生產(chǎn)了2500 多根預制梁,耗用混凝土823m³ ,同時還生產(chǎn)了大量核廢料儲存容器。加拿大在對RPC 配合比研究的基礎(chǔ)上,94 年開始進行工業(yè)性試驗,研究了無纖維RPC 鋼管混凝土,并用于加拿大魁北克省70 米跨的Sherbrooke 人行混凝土桁架橋上。橋構(gòu)件采用30mm 厚無纖維RPC 橋面板、直徑150mm 的預應力RPC 鋼管混凝土桁架、纖維RPC 加勁肋和纖維RPC 梁,整個結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場進行組裝,見圖1 。由于采用了RPC ,不僅大大減輕了橋梁結(jié)構(gòu)的自重,同時提高了橋梁在高濕度環(huán)境、除冰鹽腐蝕與凍融循環(huán)作用下的耐久性能。
[Page]
國內(nèi)近幾年才開始RPC 的研究,目前還沒有工程應用實例。與國外采用水泥- 硅粉兩組分膠凝材料不同,國內(nèi)研究者結(jié)合我國HPC 的制備技術(shù)及經(jīng)驗,選擇了水泥- 粉煤灰- 硅粉三組分膠凝材料體系。文獻對RPC 的基本性能進行了較為系統(tǒng)的試驗,主要考察了水膠比、粉煤灰、硅粉和鋼纖維摻量對RPC 流動性和強度的影響,同時對養(yǎng)護溫度、養(yǎng)護時間、凝結(jié)時間和開始熱養(yǎng)護時刻對RPC 強度的影響進行了研究。研究結(jié)果表明: 粉煤灰的加入, 在極低水膠比(0.16) 的條件下,使混凝土工作度與成型密實程度得到明顯改善,通過適當時間的熱養(yǎng)護處理,可以獲得與水泥—硅粉兩組分膠凝系統(tǒng)相當強度和其他性能的效果。為將RPC 實際應用,進一步開展了攪拌設(shè)施、高頻振搗與脫模劑的試驗研究,發(fā)展RPC 的原材料選擇、制備技術(shù)及生產(chǎn)工藝,這是它能夠在短短幾年里就在國外工程建設(shè)領(lǐng)域里獲得應用的關(guān)鍵。
文獻對RPC 的本構(gòu)關(guān)系進行了試驗研究,并與HPC 和OC 進行了比較,結(jié)果表明:RPC 的極限壓應變?yōu)镠PC 的2～3 倍。從結(jié)構(gòu)抗震角度來看,這比具有極高的抗壓強度更為重要。在具有相同抗彎能力的前提下,采用RPC 結(jié)構(gòu)重量僅為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的1/ 2～1/ 3 ,大大減輕了結(jié)構(gòu)自重;同時,在未經(jīng)加壓成型、標準養(yǎng)護條件下,其抗壓強度仍可達170MPa～230MPa。
總體上講，我國在超高強混凝土的研究與應用方面與國際上的差距還不小，其中的原因主要有以下幾點：
（1）國產(chǎn)的減水劑質(zhì)量差。高效減水劑是配制高強混凝土必不可少的成分，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到混凝土的性能。目前國產(chǎn)萘系合成高效減水劑減水率為18～22％，普通減水劑為8～10％，而日本產(chǎn)的聚丙烯酸系高效減水劑減水率高達35％，普通型達15％。當減水劑的減水率超過30％時，只用高效減水劑及普通硅酸鹽水泥即可配制C100以上的超高強混凝土。因此，研制優(yōu)質(zhì)的高效減水劑對我國超高強混凝土技術(shù)的發(fā)展時極其重要的。
（2）高標號水泥應用較少。提高水泥標號，混凝土強度可隨之提高，而我國生產(chǎn)高標號水泥的技術(shù)水平有限，目前配制高強混凝土主要使用525號水泥，625號以上的水泥很少采用，限制了混凝土強度的提高。
（3）高強混凝土的脆性較為嚴重，影響了它在工程中的應用。從文獻［4］可知，在RPC中摻加鋼纖維或用鋼管對RPC施加側(cè)向約束，可使RPC的極限應變達到普通混凝土的2～3倍，有效地解決了高強混凝土脆性嚴重的問題，尤其是鋼管約束的方法，必要時還可施加沿鋼管軸線方向的預應力，不僅效果好，而且價格低廉，非常適合在工程實踐中推廣應用。
（4）硅灰價格昂貴，使利用硅灰配制超高強混凝土的方法在工程應用中受到限制，因此，尋找價廉質(zhì)優(yōu)的活性摻料來替代硅灰，就顯得十分重要。
（5）養(yǎng)護制度不完善，影響了混凝土強度的提高及其應用。文獻研究指出:熱養(yǎng)護有利于提高RPC 的抗壓強度,對相同配比的RPC ,高溫(250 ℃) 養(yǎng)護的混凝土抗壓強度最高,熱養(yǎng)護(90 ℃) 次之,標準養(yǎng)護最低,相差達30MPa 以上,而且養(yǎng)護制度對不同摻合料混凝土的強度影響也不同。目前,工程實踐中由于技術(shù)水平及價格等因素的限制,對養(yǎng)護制度的重視普遍不足,這對超高強混凝土的強度及耐久性提高十分不利,在今后的研究與應用中應給予足夠的重視。
1.3 RPC應用與研究中存在的問題
為了降低RPC的生產(chǎn)成本及改善其工作性能，摻入粉煤灰后RPC拌合物的流動度有較大的提高，但在摻入量較大時，隨粉煤灰摻量的增加，拌合物流動度提高的幅度并不明顯。隨著拌合物粉煤灰摻量的增加，拌合物的粘稠性有很大的改善，在振搗過程中有較多的氣泡逸出，拌合物的工作性能得到改善，減少RPC中的孔隙等缺陷。并且在此過程中，RPC的抗折性能也有一定影響，這是由于摻入粉煤灰后拌合物的粘性降低，包裹在里面的氣泡比較容易逸出，減少了RPC中的缺陷從而提高了RPC的抗折強度。
但就目前而言，活性粉末混泥土存在的主要問題，是由于超低水膠比而使它的自身收縮明顯加大、采用熱養(yǎng)護的影響較顯著等，因而只適于預制生產(chǎn)，而不能現(xiàn)澆，在結(jié)構(gòu)工程中的應用受到限制。
[Page]
1.4 RPC的發(fā)展趨勢
綜上所述,RPC 具有極其優(yōu)越的性能,可應用的領(lǐng)域也非常廣泛。在土木工程領(lǐng)域中,隨著我國高層建筑和大跨結(jié)構(gòu)迅速增加,為RPC 的應用提供了巨大的市場,且在結(jié)構(gòu)及橋梁改造、特種結(jié)構(gòu)工程中也具有廣闊的應用前景。從工程應用的角度來看,RPC 在以下幾個方面具有較好的發(fā)展和應用前景:
(1) 預應力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件。目前由于建筑結(jié)構(gòu)對混凝土預制構(gòu)件的需求量較多,因此預應力廠家如果投入適量的資金,對部分設(shè)備進行改造,完全可以生產(chǎn)上述活性粉末混凝土預制構(gòu)件。利用RPC 的超高強度與高韌性,能生產(chǎn)薄壁、細長、大跨等新穎形式的預制構(gòu)件,可大幅度縮短工期和降低工程造價
(2) 鋼- 混凝土組合結(jié)構(gòu)。眾所周知,鋼筋混凝土的最大缺點是自重大,一般的建筑中結(jié)構(gòu)自重為有效荷載的8～10 倍。而用無纖維RPC 制成的鋼管混凝土,具有極高的抗壓強度、彈性模量和抗沖擊韌性,用它制作高層或超高層建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,可大幅度減小截面尺寸和結(jié)構(gòu)自重,增加建筑物的使用面積與美觀,因此RPC 鋼管混凝土構(gòu)件有著廣闊的應用前景。
(3) 特殊用途構(gòu)件。RPC 的孔隙率極低,具有超高抗?jié)B性及良好的耐磨性,不但能夠防止放射性物質(zhì)從內(nèi)部泄漏,而且能夠抵御外部侵蝕性介質(zhì)的腐蝕,可以用于生產(chǎn)核廢料儲存容器和各種耐腐蝕的壓力管和排水管道,不僅可大大降低造價, 而且可大幅度延長構(gòu)件的使用壽命。
(4)RPC 的早期強度發(fā)展快,后期強度極高,用于補強和修補工程中可替代鋼材和昂貴的有機聚合物,既可保持混凝土體系的有機整體性,還可降低工程造價。
(5)RPC的高密實性與良好的中作性能，使其與模板相結(jié)觸的表面具有很高的光潔度，外界的有害介質(zhì)很難侵入到RPC中去，而且RPC中的著色劑等組分也不易向外析出，利用這一特點可作建筑物的外裝飾材料。
1.5 本文研究的主要問題
針對RPC的特性和存在的主要問題，本文著重研究了在不同硅灰參量，不同用砂粒徑，不同鋼纖維參量與品種以及不同的養(yǎng)護條件下活性粉末混泥土不同的力學性能及耐久性。由于現(xiàn)實生活中的井蓋通常用鑄鐵制造，且由于鑄鐵本身具有再利用價值，因此社會上經(jīng)常出現(xiàn)井蓋丟失，平坦大道時有餡井出現(xiàn)，因此造成人仰車翻，成為全國一大公害的情況。而活性粉末混泥土的種種性能顯示出其代替球墨鑄鐵做成井蓋的可能性，一旦試驗研究成功，由于RPC井蓋具有不可回收的特點，且成本大大降低，這將給社會經(jīng)濟及治安帶來積極的因素。本文做了用活性粉末混泥土做成井蓋的探索性試驗，取得了一定成績。
[Page]
第二章 原材料及試驗方法
RPC混泥土一般由水泥，細砂，硅灰，石英粉和高效減水劑組成，結(jié)合我國的實際情況，我們將石英粉用粉煤灰代替，且由于這樣配制成型制作出的試件抗壓強度達不到使用的要求，我們在其中加入鋼纖維，以提高其抗折性能。
2.1 試驗原材料及基本性能
試驗原材料：水泥，粉煤灰，硅粉，砂，鋼纖維，減水濟，水
?。?）水泥
海星小野田P.Ⅱ型525R硅酸鹽水泥，查閱資料可得：
水泥的性能見表2－1：
?。?）摻合料
a 粉煤灰
采用媽灣電廠產(chǎn)一級粉煤灰，灰褐色。
b 硅粉：
采用中國貴州遵義鐵合金廠產(chǎn)山鷹牌硅粉，灰白色。
(3)細骨料
東莞河砂（用0.63mm篩子過篩）；
含泥量：0.5
(4)外加劑
KFDN-SP3000高效減水劑；
[Page]
(5)鋼纖維
嘉興市經(jīng)緯鋼纖維有限公司產(chǎn)平直型鋼纖維，規(guī)格：15-40mm，等效直徑0.3-0.8mm；長徑比：30～60；抗拉強度≧380MPa及其他異性鋼纖維。
?。?）水
普通自來水
2.2 試驗方法
2.2.1 試件的制作與養(yǎng)護
(1) 試件制作
按GB/T50081-2002,采用60L混凝土攪拌機，先將鋼纖維放進攪拌機3分鐘進行分散，然后加入膠凝材料和細沙干攪3分鐘，再加入一半水和外加劑攪拌3分鐘，最后加入另一半水攪拌3分鐘。測定塌落度和擴展度。
用振動臺振實制作試件應該按下述方法進行：
1）將混凝土拌合物一次裝入試模，裝料時應用抹刀沿各試模壁插搗，并使混凝土拌合物高出試?？凇?nbsp;
2）試模應附著或固定在振動臺上，振動時試模不得有任何跳動，振動應持續(xù)到表面出漿為止；不得過振。
(2) 試件養(yǎng)護
標準養(yǎng)護按GB/T50081-2002，一天拆模后應立即放入溫度為20±2℃，相對濕度為95℃以上的標準養(yǎng)護室中養(yǎng)護。標準養(yǎng)護室內(nèi)的試件應放在支架上，彼此間隔10～20mm試件表面應保持濕潤，并不被水直接沖淋；標準養(yǎng)護齡為28天。熱養(yǎng)護為一天拆模放進養(yǎng)護箱內(nèi)，在6小時內(nèi)升溫至90攝氏度，在90攝氏度蒸養(yǎng)3天。
2.2.2 RPC強度和耐久性試驗方法
?。?） RPC抗壓強度試驗
a試驗注意事項
1）試件從養(yǎng)護地點取出后應及時進行試驗，將試件表面與上下承壓板面擦干凈。
2）將試件安放在試驗機的下壓板或墊板上，試件的承壓面應與成型時的頂面垂直。試件的中心應與試驗機下壓板中心對準，開動試驗機，當上壓板與試件或鋼墊板接近時，調(diào)準球座，使接觸均衡。
3）在實驗過程中應連續(xù)均勻地加荷，取每秒鐘0.8～1.0mpa。
4）當試件接近破壞開始急劇變形時，應停止調(diào)整試驗機油門，直至破壞。然后記錄破壞荷載。
b試件抗壓強度試驗結(jié)果計算方法：
[Page]
混凝土立方體抗壓強度應按下式計算：
fcc＝F/A
式中 fcc——混凝土立方體試件抗壓強度（mpa）；
F——試件破壞荷載（N）；
A——試件承壓面積（mm²）。
混凝土立方體抗壓強度計算應精確到0.1mpa。
(2)劈裂抗拉強度試驗
a 劈裂抗拉強度試驗步驟：
1）試件從養(yǎng)護地點取出后應及時進行試驗，將試件表面與上下承壓板面擦干凈。
2）將試件放在試驗機下壓板的中心位置，劈裂承壓面和劈裂面應與試件成型時的頂面垂直；在上、下壓板與時間之間墊以圓弧形墊塊及墊條各一條，墊塊與墊條應與試件上、下面的中心線對準并與成型時的頂面垂直。宜把墊條及試件安裝在定位架上使用。
3）開動試驗機。當上壓板與圓弧形墊塊接近時，調(diào)整球座，使接觸均衡。加荷應連續(xù)均勻，每秒鐘0.08～0.10MPa,至試件接近破壞時，應停止調(diào)整試驗機油門，直至試件破壞，然后記錄破壞荷載。
b 劈裂抗拉強度計算方法：
fts=0.637F/A
式中 fts——混凝土劈裂抗拉強度（MPa）;
F——試件破壞荷載（n）；
A——試件劈裂面面積（mm²）
劈裂抗拉強度計算精確到0.01MPa
(3)抗折強度試驗
a 抗折強度試驗步驟：
1）試件從養(yǎng)護地點取出后應及時進行試驗，將試件表面擦干凈。
2）裝置試件安裝尺寸偏差不得大于1mm。試件的承壓面應為試件成型時的側(cè)面。支座及承壓面與圓柱的接觸面應平穩(wěn)、均勻，否則應墊平。
3）施加荷載應保持均勻、連續(xù)。每秒鐘0.08～0.10MPa，至試件接近破壞時，應停止調(diào)整試驗機油門，直至試件破壞，然后記錄破壞荷載。
4）記錄試件破壞荷載的試驗機示值及試件下邊緣斷裂位置。
b 抗折強度計算方法：
ff＝FL/(BH²)
式中 ff——混凝土抗折強度（mpa）
F——試件破壞荷載（n）
L——支座間跨度(mm)
H——試件截面高度（mm）
B——試件截面寬度（mm）
(4) 抗?jié)B性試驗
a 試驗步驟：
1）6個試件為一組。
2）試件成型后24h拆模，用鋼絲刷刷去兩端面水泥漿膜，標準養(yǎng)護至28d。
3）試件養(yǎng)護到期后取出，擦干表面，用鋼絲刷刷凈兩端面。等表面干燥后，在試件側(cè)面滾涂一層密封材料，然后在螺旋加壓器上壓入經(jīng)過烘箱或電爐預熱過得試模中，使試件模底平齊。等試模變冷后，即可解除壓力，裝至滲透儀上進行試驗。
如在實驗過程中，水從試件周邊滲出，說明密封不好，應重新密封。
4）試驗時，水壓水壓控制恒定為2.0±0.05MPa。48h后停止試驗，取出試件。
b 實驗結(jié)果處理：
計算6個試件的滲水高度的算術(shù)平均值，作為該組試件的平均滲水高度。相對滲水系數(shù)按下式計算：
Sk=
式中 Sk—相對滲透系數(shù)（mm/h）
Dm—平均滲水高度（mm）
H—水壓力，以水柱高度表示（mm），本試驗取204.14×10mm。
T—恒壓經(jīng)過的時間（h）
m—混泥土的吸水率，一般為0.03
以上六個試件的計算平均值作為實驗結(jié)果。根據(jù)試驗所得滲水高度或相對滲透系數(shù)，比較混泥土的密實性。
[Page]
(5) 耐磨性試驗
a 試驗步驟：
1）將標準砂裝入磨料料斗。
2）將試件固定在試件托架上，使試件表面平行于摩擦鋼輪的軸線，且垂直于托架底座。
3）啟動電動機，使鋼輪以75r/min的速度轉(zhuǎn)動，接著，調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使磨料至少以1L/min的速度均勻落下，立即將試件與摩擦鋼輪接觸，并開始計時。
4)磨至下表規(guī)定的時間后，關(guān)閉電動機，移開托架，關(guān)閉節(jié)流閥，取下試件，在試件上用游標卡尺測量磨坑兩邊緣和中間的長度，精確至0.1mm，取其平均值。
5)每塊試件應在其表面上互相垂直的兩個不同部位進行兩次試驗。
b 試驗結(jié)果計算與評定
1）試驗結(jié)果以5塊試件10次試驗的平均磨坑長度進行評定，必要時，也可用平均磨坑體積進行評定，長度精確至0.1mm，體積精確至1mm³。
2）當試驗結(jié)果以體積表示時，磨坑體積按下式計算：
V=（丌*α/180-sinα）*bd²/8
Sin（α/2）＝l/d
式中 d——摩擦鋼輪直徑，mm
b——摩擦鋼輪寬度，mm
α——磨坑長度所對之圓心角，（º）
l——磨坑長度，mm
(6) 靜力受壓彈性模量試驗
a 試驗步驟：
1）試件從養(yǎng)護地點取出后先將試件表面與上下承壓板面擦干凈。
2）去3個試件測定混凝土的軸心抗壓強度。另3個試件用于測定混凝土的彈性模量。
3）在測定混凝土彈性模量時，變形測量儀應安裝在試件兩側(cè)的中線上并對稱于試件的兩端。
4）應仔細調(diào)整試件在壓力試驗機的位置，使其軸心與下壓板的中心線對準。開動壓力試驗機，當上壓板與試件接近時調(diào)整球座，使其接觸均衡。
5）加荷至基準應力為0.5mpa的初始荷載值，保持恒載60s并在以后的30s內(nèi)記錄每測點的變形讀數(shù)。應立即連續(xù)均勻地加荷至應力為軸心抗壓強度的1/3的荷載值，保持恒載60s并在以后的30s內(nèi)記錄每一測點的變形讀數(shù)。所用加荷速度應符合規(guī)定。
[Page]
6）當以上這些變形值之差與它們平均值之比大于20%時，應重新對中試件后重復試驗。如果無法使其減少到低于20%，則此實驗無效。
7）在確認試件對中符合規(guī)定時，以與加荷速度相同的速度卸荷至基準應力0.5mpa，恒載60s；然后用相同的加荷和卸荷速度以及60s的保持恒載至少進行兩次反復預壓。在最后一次預壓完成后，在基準應力0.5mpa遲何60s并在以后的30s內(nèi)記錄每一測點的變形讀數(shù)；再用同樣的加荷速度加荷至初始荷載值，持何60s并在以后的30s內(nèi)記錄每一測點的變形讀數(shù)。
8）卸除變形測量儀，以同樣的速度加荷至破壞，記錄破壞荷載。如果試件的抗壓強度與軸心抗壓強度之差超過軸心抗壓強度的20%時，則應在報告中注明。
b 試驗結(jié)果計算及確定
1）混凝土彈性模量應按下式計算：
Ec＝（Fa－Fo）/A×(L/Δn)
式中 Ec——混凝土彈性模量，mpa
Fa——應力為1/3軸心抗壓強度時的荷載，N
Fo——應力為0.5mpa時的初始荷載，N
A——試件承壓面積，mm²
L——測量標距，mm
Δn＝εa－εo
式中 Δn——最后一次從Fo加荷至Fa時試件兩側(cè)變形的平均值，mm
εa——Fa時試件兩側(cè)變形的平均值，mm
εo——Fo時試件兩側(cè)變形的平均值，mm
混凝土受壓彈性模量計算精確至100mpa；
2）彈性模量按3個試件測值的算術(shù)平均值計算。如果其中有一個試件的軸心抗壓強度值與用以確定檢驗控制荷載的軸心抗壓強度值相差超過后者的20%時，則彈性模量值按另兩個試件測值的算數(shù)平均值計算；如果有兩個試件超過上述規(guī)定時，則此次試驗無效。
(7) 混凝土收縮試驗
a 試驗步驟：
1）測定代表某一混凝土收縮性能地特征值時，試件應在3天齡期從標準養(yǎng)護室取出并立即移入恒溫恒濕室測定其初始長度，此后至少應按一下規(guī)定的時間間隔測量其變形讀數(shù)：
1、3、7、14、28、45、60、90、120、150、180天。
測定混凝土在某一具體條件下的相對收縮值時（包括在徐變試驗時的混凝土收縮變形測定）應按要求的條件安排試驗，對非標準養(yǎng)護試件如需移入恒溫恒濕室進行實驗，應先在該室內(nèi)預置4h，再測其初始值，以使他們具有相同的溫度基準。測量時并應記下試件的初始干濕狀態(tài)。
2）測量前應先用標準桿校正儀表的零點，并應在半天的測定過程中至少再復核1～2次，如復核時發(fā)現(xiàn)零點與原值的偏差超過±0.01mm，調(diào)零后應重新測定。
[Page]
3）試件每次在收縮儀上放置的位置、方向均應保持一致。為此，試件上應標明相應記號。試件在放置及取出時間應輕穩(wěn)仔細，勿使碰撞表架及表桿，如發(fā)生碰撞，則應取下試件，重新以標準桿復核零點。
用接觸式引伸儀測定時，也應注意使每次測量時試件與儀表保持同樣的方向性。每次讀數(shù)應重復3次。
4）試件在恒溫恒濕室內(nèi)放置在不吸水的擱架上，底面架空，其總支承面積不應大于100乘截面邊長，每個試件之間應至少留有30mm的間隙。
5）需要測定混凝土自縮值的試件，在3天齡期時從標準養(yǎng)護室取出后應立即密封處理，密封處理可采用金屬套或蠟封，采用金屬套時試件裝入后應蓋嚴焊死，不得留有任何能使內(nèi)外濕度交換的縫隙，外露測頭的周圍也應用石蠟反復封堵嚴實，采用蠟封時至少應涂蠟3次，每次涂蠟前應用浸蠟的紗布或蠟紙包裹嚴實，蠟封完畢后應套以塑料袋加以保護。
自縮試驗期間，試件應無重量變化，如在180天實驗間隔期間重量變化超過10g，該試件的試驗結(jié)果無效。
b 混凝土收縮值應按下式計算：
εst＝（Lo－Lt）/Lb
式中：εst——試驗期為t天的混凝土收縮值，t從測試初始長度時算起
Lb——試件的測量標距，用混凝土收縮儀測定時應等于兩側(cè)頭內(nèi)側(cè)的距離，即等于混凝土試件的長度減去2倍側(cè)頭埋入深度，mm
Lo——試件長度初始讀數(shù)，mm
Lt——試件在試驗期為t時測得長度讀數(shù)，mm
作為相互比較的混凝土收縮值為不密封試件于3天齡期自標注養(yǎng)護室移入恒溫恒濕室中放置180天所測得的收縮值。取3個試件值的算術(shù)平均值作為該混凝土的收縮值，計算精確到10×10-6。
(8) 混凝土抗氯離子滲透性試驗
a 試驗步驟
1）從水中取出試片，抹掉表面多余的水分，然后將試片移至一密封罐或其他容器中，以維持試片在95%或更高的相對濕度。
2）試件安裝
[Page]
a．若使用分為兩半的試件電池盒，則密封膠應準備約20到40克。
b．低粘度的試件盒密封膠——若需用濾紙，將濾紙放置于施加電壓的電池盒內(nèi)的一個網(wǎng)板中央，見密封膠涂到盒旁的黃銅墊片上，小心的取走濾紙。壓放試片于網(wǎng)板上，將溢出試片與電池盒邊界多余的密封膠清除或磨平。
c．高粘度的試片盒密封膠——置試片于網(wǎng)板上，沿試片與電池盒的環(huán)形邊界環(huán)涂密封膠。
d．以非滲透性材料如橡膠或塑料片覆蓋試片的露出表面，將橡皮止水環(huán)放入試片盒內(nèi)的填塞孔中，以防止水分流動，根據(jù)制造商的使用指南，讓密封膠固化。
e．對另外半個電池盒重復步驟b(或c)與d，完成后，試片在施加電壓用的電池盒內(nèi)。
3）試片安裝（使用橡膠墊圈的方案）：
在每一個半個電池盒中，放置外徑為100mm、內(nèi)勁為75mm、厚度為6mm的硫化橡膠墊圈，然后放入試片，并將試驗用的電池盒的兩半夾在一起以達到密封的目的。
4）將3.0%的NaCl溶液注入包含著試片頂部端面的那半個電池盒內(nèi)與負極相連），而電池盒的另一側(cè)（與正極相連）則注入0.3N的NaOH溶液。
5）將兩根導線分別連接在電池盒的香蕉型接線柱上，正確地接到福特表和數(shù)據(jù)讀出儀器上，
6）試驗期間，試片周圍的空氣溫度應維持在20℃至25℃間。
7）最少每隔30分鐘讀記一次電流，若以電壓表結(jié)合并聯(lián)電阻來讀出電流，使用適當?shù)恼鬯阆禂?shù)將電流讀數(shù)折算成安培值。整個試驗期間，必須保持每個半電池盒中始終充滿著適當?shù)娜芤骸?nbsp;
8）取出試片，用自來水充分漂洗電池盒，剝除并丟去殘存的密封膠。
b計算并解釋結(jié)果
1）繪制電流對時間圖，以光滑曲線連接數(shù)據(jù)點，并對曲線下方的面積做積分得到試驗6小時通過的電量。
式中:Q=通過的電量（庫侖）
I0＝施加電壓后的即時電流（安培）
Ii＝施加電壓后第i分鐘的電流（安培） |
| | |
