混凝土性能檢測檢測技術(shù)

1混凝土性能檢測 檢測技術(shù)第一節(jié)混凝土試件成型和養(yǎng)護(hù)表8.1-1混凝土各項(xiàng)性能試驗(yàn)采用的試件規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)試件專用試件試驗(yàn)項(xiàng)目試件規(guī)格（mm）試驗(yàn)項(xiàng)目試件規(guī)格(mm)抗壓強(qiáng)度150×150×150自生體積變形Φ200×600劈裂抗拉強(qiáng)度150×150×150導(dǎo)溫系數(shù)Φ200×400軸向抗拉強(qiáng)度100×100×550導(dǎo)熱系數(shù)Φ200×400極限拉伸100×100×550比熱Φ200×400抗剪強(qiáng)度150×150×150線膨脹系數(shù)Φ200×500抗彎強(qiáng)度150×150×550絕熱溫升Φ400×400靜力抗壓彈性模量Φ150×300滲透系數(shù)Φ150×150150×150×150Φ300×300300×300×300Φ450×450混凝土與鋼筋握裹力150×150×150壓縮徐變Φ150×450或Φ200×400抗沖磨（圓環(huán)法）外徑500、內(nèi)徑300、高100拉伸徐變Φ150×500抗沖磨（水下鋼球法）Φ300×100干縮100×100×515氯離子滲透性Φ95×50抗?jié)B等級圓臺體：頂面Φ175、底面Φ185、高第1頁/共109頁度150氯離子擴(kuò)散系數(shù)Φ100×50抗凍等級100×100×400— 普通混凝土試件成型試件一律采用機(jī)械成型。振動臺的頻率為50Hz±3Hz，空載時(shí)臺面中心振幅為0.5mm±0.1

mm，承載能力不低于200kg?；炷涟韬汀⒊尚头椒ㄒ姟端せ炷猎囼?yàn)規(guī)程》（SL352-2006）“混凝土拌和物室內(nèi)拌和方法”和“混凝土試件的成型與養(yǎng)護(hù)方法”。混凝土抗壓強(qiáng)度試件成型容易出現(xiàn)的差錯是：試模組裝不牢固導(dǎo)致震動時(shí)漏漿并且試件外形歪斜，振搗完成后試模內(nèi)的拌和物過早抹平不留泌水收縮余量，抹面時(shí)間過早試件尺寸因收縮、泌水，表面不易抹平而損傷混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，拆模時(shí)間掌握不好導(dǎo)致試件表面損傷。第2頁/共109頁第一節(jié)混凝土試件成型和養(yǎng)護(hù)二 碾壓混凝土試件成型（一）振動臺成型試件成型機(jī)具有：1、振動臺:頻率50Hz±3Hz，振幅，承載能力不低于200kg。試模應(yīng)與振動臺臺面固定，可采用壓板和螺桿相結(jié)合的方法緊固。成型套模：套模的內(nèi)輪廊尺寸與試模相同，高度50mm，不易變形并能固定于試模上。成型壓重塊及承壓板：形狀與試件表面形狀一致，尺寸略小于試件內(nèi)面尺寸。根據(jù)不同試模尺寸，將壓重塊和承壓板的質(zhì)量調(diào)整至碾壓混凝土試件表面壓強(qiáng)為第3頁/共109頁第一節(jié)混凝土試件成型和養(yǎng)護(hù)（二）振動成型器成型試件成型機(jī)具有：第4頁/共109頁振動成型器：質(zhì)量35kg±5kg，頻率50Hz±3Hz，振幅。振動成型器由平板振動器和成型振頭組成。振頭裝有可拆卸有一定剛度的壓板（Φ145mm圓板和145mm方板）。成型套模：與振動臺成型所用套模相同。承壓板：形狀與試件表面形狀一致，尺寸略小于試件表面尺寸，且有一定剛度。兩種成型方法皆可用于成型碾壓混凝土各項(xiàng)性能試驗(yàn)的試件，按《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）中各項(xiàng)性能試驗(yàn)規(guī)定的裝料次數(shù)和振實(shí)時(shí)間進(jìn)行。振動成型器成型，用于現(xiàn)場成型量較多的抽樣試件（150mm立方體和Φ150mm×300mm圓柱體試件）較為方便，而且效率較高。第一節(jié)混凝土試件成型和養(yǎng)護(hù)第一節(jié)混凝土試件成型和養(yǎng)護(hù)第5頁/共109頁混凝土或碾壓混凝土試件成型后，靜置2d脫模，移入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)，至規(guī)定齡期進(jìn)行各項(xiàng)性能試驗(yàn)?；炷亮⒎襟w抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)抗壓強(qiáng)度是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，也是配合比設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。在現(xiàn)場機(jī)口或倉面取樣，測定抗壓強(qiáng)度，用于評定施工管理水平和驗(yàn)收質(zhì)量。通常的材料試驗(yàn)機(jī)皆可用于測定混凝土抗壓強(qiáng)度。試件置于試驗(yàn)機(jī)壓板上時(shí)，應(yīng)滿足以下要求：1．試件放置在試驗(yàn)機(jī)壓板上應(yīng)該與試驗(yàn)機(jī)軸心線同心；試件軸心應(yīng)與壓板表面垂直；試驗(yàn)機(jī)上壓板應(yīng)設(shè)置同心球座；壓板表面應(yīng)該平整。第6頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第二節(jié)第7頁/共109頁混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）“混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)”和“碾壓混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)”。抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)容易出現(xiàn)的錯誤操作一般是：試驗(yàn)機(jī)底板清理不干凈就放置試件，試件中心與試驗(yàn)機(jī)壓板中心對準(zhǔn)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗(yàn)機(jī)壓板不靈活導(dǎo)致試件受壓面受力不均勻，試件外形明顯歪斜、尺寸不符合要求仍然進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)試件不注意保水，成為半干或干試件。二 混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)第8頁/共109頁劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)方法是非直接測定抗拉強(qiáng)度的方法之一。試驗(yàn)方法簡單，對試驗(yàn)機(jī)要求、操作方法和試件尺寸與抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)相同，只需要增加簡單的夾具和墊條。在國際上得到廣泛采用，并被列入標(biāo)準(zhǔn)，如美國ASTMC496—71和日本JISA1113。美國和日本標(biāo)準(zhǔn)試件采用Φ150mm×300mm圓柱體，中國《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》采用150mm×150mm×150mm立方體試件。第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)計(jì)算劈裂抗拉強(qiáng)度的理論公式是由圓柱體徑向受壓推導(dǎo)出來的。采用立方體試件，假設(shè)圓柱體是立方體的內(nèi)切圓柱，由此將圓柱體水平拉應(yīng)力計(jì)算公式，變換成立方體計(jì)算公式，圓柱體直徑變換成立方體邊長。立方體試件劈裂試驗(yàn)，試驗(yàn)機(jī)壓板是通過墊條加載，理論上應(yīng)該是一條線接觸，而實(shí)際上是面接觸，所以墊條寬度就影響計(jì)算公式的準(zhǔn)確性。試驗(yàn)也表明墊條尺寸和形狀對劈裂抗拉強(qiáng)度有顯著影響，見圖。第9頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第10頁/共109頁中國各部頒布的行業(yè)系統(tǒng)試驗(yàn)規(guī)程，劈裂抗拉強(qiáng)度統(tǒng)一采用邊長為150mm立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件，但是對墊條尺寸和形狀的規(guī)定卻不統(tǒng)一，因此在進(jìn)行同一種混凝土劈裂抗拉試驗(yàn)時(shí)，采用不同試驗(yàn)規(guī)程會得出不同的結(jié)果。綜上所述，大壩結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力和溫度應(yīng)力計(jì)算，抗拉強(qiáng)度采用軸向抗拉強(qiáng)度而不采用劈裂抗拉強(qiáng)度，原因就在于此。劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006）“混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)”和“碾壓混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)”。第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)(劈裂試件:15cm立方體；軸拉試件:15×15×55cm)圖墊條尺寸和形狀對劈裂抗拉強(qiáng)度與軸向抗拉強(qiáng)度關(guān)系的影響第11頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第12頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第13頁/共109頁三混凝土軸向拉伸試驗(yàn)混凝土軸向拉伸試驗(yàn)是用直接拉伸試件的方法測定抗拉強(qiáng)度、極限拉伸值和拉伸彈性模量。計(jì)算時(shí)不必作任何理論上的假定，測定結(jié)果接近混凝土實(shí)際應(yīng)力——應(yīng)變狀況。由于測試技術(shù)上的原因，目前各國雖然都在進(jìn)行研究，但標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法尚未見公布。第14頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第二節(jié)第15頁/共109頁混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)混凝土軸向拉伸性能測試方法，原理比較簡單，但要準(zhǔn)確測定卻難度較大，制定軸向拉伸試驗(yàn)方法的原則是：（1）荷載應(yīng)確實(shí)軸向施加，使試件斷面上產(chǎn)生均勻拉應(yīng)力，沿試件長度方向有一均勻應(yīng)力段，并且斷裂在均勻應(yīng)力段的概率高。（2）試件形狀應(yīng)易于制作，費(fèi)用低。（3）試件夾具與試驗(yàn)機(jī)裝卡簡單易行，且能重復(fù)使用。（一）試件裝卡和偏心混凝土試件裝卡在試驗(yàn)機(jī)上，下卡頭中的裝卡方式往往與試件形狀相聯(lián)系，可分為外夾式、內(nèi)埋式和粘貼式三種。外夾式簡單易行，不需要埋設(shè)拉桿和粘貼拉板，但是試件體積大。內(nèi)埋式試件體積適中，拉桿埋設(shè)必須有胎具保證與試件對中，拉桿可以重復(fù)使用。粘貼式效率低，粘貼表面需要預(yù)先處理，但是試件體積小，尤其是對混凝土芯樣試驗(yàn)，除此而無更簡便的方法。第16頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第二節(jié)第17頁/共109頁混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)混凝土軸向拉伸試驗(yàn)中一個(gè)關(guān)鍵問題是試件幾何中心線與試驗(yàn)機(jī)加荷軸心線同心，以保證試件斷面受力均勻，但是要完全做到這一點(diǎn)是比較困難的，實(shí)際上總有偏心發(fā)生，但應(yīng)將其減小到允許范圍以內(nèi)。解決偏心的辦法是：（1）試件成型幾何尺寸準(zhǔn)確；（2）由胎具保證拉伸夾頭或粘貼拉板定位準(zhǔn)確，并與試件同軸。除此之外，試驗(yàn)機(jī)卡頭上都裝有球鉸，用以消除試件偏心對試驗(yàn)機(jī)加荷活塞或絲桿的作用，但是球鉸并不能消除試件偏心所產(chǎn)生的附加彎矩對試件的影響。(二)力和變形的測定液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)、機(jī)械式萬能試驗(yàn)機(jī)或拉力試驗(yàn)機(jī)均可對混凝土試件施加軸向荷載。在荷載作用下混凝土試件變形測量，著重使用外部測量

變形的方法和裝置。外夾式變形測量裝置使用方便、性能可靠，且可以多次重復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)耐用是人們所喜歡采用的測試方法。外夾式變形測量裝置包括變形傳遞夾具和引伸計(jì)兩部分。引伸

計(jì)是對夾具傳遞過來的試件標(biāo)距內(nèi)變形量的量測機(jī)構(gòu)，可分為

機(jī)械式和電測式兩類。通常使用的機(jī)械式引伸計(jì)有千分表，測

定的變形量由表盤直接讀取。電測式引伸計(jì)有差動變壓器型引

伸計(jì)和應(yīng)變片型引伸計(jì)，其將標(biāo)距內(nèi)的變形量換成電量，然后

經(jīng)放大器放大，輸入到顯示儀表或記錄儀。混凝土軸向拉伸試驗(yàn)方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）“混凝土軸向拉伸試驗(yàn)”和“碾壓混凝土軸向拉伸試驗(yàn)”。第18頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第二節(jié)第19頁/共109頁混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第20頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第21頁/共109頁四 混凝土彎曲試驗(yàn)凡具有彎曲試臺的材料試驗(yàn)機(jī)皆可進(jìn)行混凝土梁的彎曲試驗(yàn)。加荷方式有單點(diǎn)加荷和三分點(diǎn)加荷兩種方式。從理論上講加荷方式不應(yīng)該影響混凝土彎曲抗拉強(qiáng)度，但是實(shí)際上混凝土是一種非均質(zhì)材料，加荷方式對彎曲抗拉強(qiáng)度有明顯影響。單點(diǎn)集中加荷時(shí)最大彎矩在梁中央，破壞斷面被固定。三分點(diǎn)加荷時(shí)最大彎矩在兩加荷點(diǎn)之間，破壞斷面是隨機(jī)的，破壞將發(fā)生在此區(qū)間最薄弱環(huán)節(jié)，所以三分點(diǎn)加荷方式所測彎曲抗拉強(qiáng)度更具有代表性。第22頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)彎曲抗拉強(qiáng)度計(jì)算公式推導(dǎo)是基于以下三個(gè)基本假設(shè)：（1）中性軸上、下的壓應(yīng)變和拉應(yīng)變?yōu)榫€性變化。（2）中性軸上、下的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力為線性變化。（3）拉伸彈性模量等于壓縮彈性模量。由此導(dǎo)出，矩形斷面梁彎曲抗拉強(qiáng)度計(jì)算公式為：(8.2-1)式中：Rf—彎曲抗拉強(qiáng)度；P—彎曲試驗(yàn)破壞荷載；L—梁的跨度；h—梁斷面高度；b—梁斷面寬度。第23頁/共109頁梁斷面實(shí)際應(yīng)力分布與理論推導(dǎo)的三個(gè)基本假設(shè)是有差別的，彎曲破壞模型不是理論推導(dǎo)的線彈性模型。經(jīng)理論分析，彎曲抗拉強(qiáng)度比軸向抗拉強(qiáng)度高，其關(guān)系式為：RtRf

—2)式中：Rt—軸向抗拉強(qiáng)度；Rf

—彎曲抗拉強(qiáng)度。R·Baus用150mm×150mm×500mm的梁進(jìn)行彎曲試驗(yàn)和150mm圓柱體進(jìn)行軸向抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)，得出試驗(yàn)關(guān)系式為：（—3）第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第24頁/共109頁顯然，彎曲抗拉強(qiáng)度比軸向抗拉強(qiáng)度高許多，見圖—2。大壩結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力和溫度應(yīng)力計(jì)算，抗拉強(qiáng)度也不應(yīng)采用彎曲抗拉強(qiáng)度?；炷翉澢囼?yàn)方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）“混凝土彎曲試驗(yàn)”和“碾壓混凝土彎曲試驗(yàn)”。第25頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)(彎曲試件：15×15×50cm,軸拉試件，φ15×25cm)圖8.2-2 彎曲抗拉強(qiáng)度與軸向抗拉強(qiáng)度的關(guān)系(R﹒Baus)第26頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第27頁/共109頁五靜力抗壓彈性模量試驗(yàn)液壓萬能試驗(yàn)機(jī)和伺服程控萬能試驗(yàn)機(jī)皆可對試件施加軸向荷載。試件變形測定裝置包括變形傳遞架和引伸計(jì)兩部分，與軸向拉伸試驗(yàn)變形測定裝置相同。多數(shù)試驗(yàn)機(jī)都具有自動繪圖功能，因此荷載——應(yīng)變曲線隨著試驗(yàn)進(jìn)行中自動繪出，試驗(yàn)結(jié)束即可取得?；炷翉椥阅Ａ坑珊奢d——應(yīng)變曲線上升段，兩個(gè)測點(diǎn)的斜率確定。目前各國標(biāo)準(zhǔn)對彈性模量計(jì)算所選測點(diǎn)也不盡相同，見表。第28頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)中國《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SD105—82）規(guī)定：測點(diǎn)１為應(yīng)力0.5MPa,測點(diǎn)2為30%極限荷載。新修訂的標(biāo)準(zhǔn)SL352—2006，測點(diǎn)2改為40%極限荷載。這樣，中國《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)與美國ASTMC469標(biāo)準(zhǔn)基本一致。混凝土靜力壓縮彈性模量試驗(yàn)方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）“混凝土圓柱體（軸心）抗壓強(qiáng)度與靜力抗壓彈性模量試驗(yàn)”和“碾壓混凝土圓柱體（軸心）抗壓強(qiáng)度和靜力抗壓彈

性模量試驗(yàn)”第29頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第二節(jié)第30頁/共109頁混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)表8.2-2各國標(biāo)準(zhǔn)對計(jì)算彈性模量的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)名稱試件尺寸（cm）標(biāo)距長度(mm)計(jì)算彈性模量（斜率）的測點(diǎn)線型測定1測定2水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程SL352—2006壓縮彈模：φ15×30150弦線應(yīng)力0.5MPa40%極限荷載美國ASTM日本JIS壓縮彈模：φ15×30150弦線應(yīng)變50×10-640%極限荷載英國建筑工業(yè)研究與情報(bào)協(xié)會CIRIA壓縮彈模：15×15×35200割線原點(diǎn)50%極限荷載拉伸彈模：15×15×71200割線原點(diǎn)50%極限荷載第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第31頁/共109頁六 混凝土抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)雺夯炷翂问┕さ奶攸c(diǎn)是通倉、薄層、連續(xù)澆筑，水平層面要比普通混凝土壩多出很多倍。因此對碾壓混凝土提出抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)。測定碾壓混凝土本體及其層面的抗剪強(qiáng)度，為評定碾壓混凝土壩的整體抗滑穩(wěn)定性提供依據(jù)。對普通混凝土也可進(jìn)行混凝土本體及其與巖基接觸面的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)。第32頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第二節(jié)第33頁/共109頁混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)混凝土抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)需要使用二向應(yīng)力狀態(tài)試驗(yàn)設(shè)備，由垂直法向荷載和水平剪切荷載兩部分組成。采用直剪儀專用試驗(yàn)儀器，造價(jià)昂貴。也可以在已建置材料試驗(yàn)機(jī)上增加水平加荷裝置，改造成兩軸試驗(yàn)機(jī)。為節(jié)省投資和使更多單位能進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)，特介紹中國水利水電科學(xué)院，在伺服萬能試驗(yàn)機(jī)上增加水平加荷裝置，改造成二向加荷試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，見圖。垂直荷載與水平荷載用專用同心棒找正，使垂直荷載軸心與水平荷載軸心在試件中心相交。第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)圖8.2-3第34頁/共109頁碾壓混凝土層面剪切試驗(yàn)水平加荷裝置結(jié)構(gòu)圖混凝土抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程“混凝土抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)”和“碾壓混凝土抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)”。第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第35頁/共109頁第二節(jié)第36頁/共109頁混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)第37頁/共109頁七 混凝土與鋼筋握裹力試驗(yàn)鋼筋混凝土是以鋼筋和混凝土作為一個(gè)整體承受荷載的結(jié)構(gòu)，因此鋼筋與混凝土之間必須具有充分的握裹強(qiáng)度。埋入混凝土中的鋼筋在拉出一定滑動量時(shí)所產(chǎn)生的抵抗力稱為握裹強(qiáng)度。構(gòu)成握裹力的主要因素是：(1)鋼筋與水泥凈漿之間在滑動前的粘結(jié)力；(2)鋼筋與混凝土之間由于混凝土硬化收縮而存在的側(cè)壓力在鋼筋表面產(chǎn)生的摩擦抗力:(3)由于鋼筋表面凹凸不平產(chǎn)生的機(jī)械抗力。本方法是參照美國材料試驗(yàn)學(xué)會（ASTM）規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法制定的，握裹力試驗(yàn)方法詳見《水工混凝土

試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006）“混凝土與鋼筋握裹力試驗(yàn)

”。第38頁/共109頁第二節(jié)混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)— 混凝土壓縮和拉伸徐變試驗(yàn)(一)混凝土的徐變特性當(dāng)施加到混凝土試件上的荷載不變時(shí)，試件的應(yīng)變隨著持荷時(shí)間增長而增大，此種應(yīng)變稱為徐變，單位與應(yīng)變單位相同（mm/mm）。在施加荷載時(shí)，要將瞬時(shí)彈性應(yīng)變與早期徐變區(qū)分開來是困難的，而且瞬時(shí)彈性應(yīng)變隨著齡期增長而減小。因此，徐變可視為超出初始彈性應(yīng)變的應(yīng)變增量。除施加到試件上的荷載不變外，試件的濕度也不與周圍介質(zhì)發(fā)生濕交換，即在絕濕條件下進(jìn)行，這種徐變又稱基本徐變。第39頁/共109頁第三節(jié)混凝土變形性能試驗(yàn)第三第40頁/共109頁形混凝土試件卸除持續(xù)荷載后，應(yīng)變立即減節(jié)小，稱為瞬時(shí)恢復(fù)，其數(shù)量等于相應(yīng)卸荷齡期的彈混性應(yīng)變，通常比剛加荷時(shí)的彈性應(yīng)變小，緊接著瞬時(shí)凝恢復(fù)有一個(gè)應(yīng)變逐漸減小階段，稱為徐變恢復(fù)，殘余土的部分成為永久變形。變混凝土試件受力狀況和混凝土試件強(qiáng)度一性樣，徐變分為壓縮徐變和拉伸徐變。兩種徐變的基能本特性相同，只是變形方向相反。壓縮徐變試件承受試壓縮荷載，徐變量縮短；拉伸徐變試件承受拉伸荷載驗(yàn)，徐變量伸長。(二) 徐變測定裝置第41頁/共109頁對徐變試驗(yàn)加荷系統(tǒng)的要求：（1）能夠長期保持已知應(yīng)力的荷載，且操作簡單；（2）試件橫截面上的應(yīng)力分布均勻；（3）為區(qū)別瞬時(shí)彈性應(yīng)變和徐變，加荷應(yīng)迅速，且無沖擊；（4）測量試件變形的差動式電阻應(yīng)變計(jì)長期穩(wěn)定性好，且精度滿足試驗(yàn)要求。徐變試驗(yàn)機(jī)加荷系統(tǒng)分為機(jī)械式、液壓式和氣——液式三種。彈簧式徐變試驗(yàn)機(jī)分壓縮徐變試驗(yàn)機(jī)和拉伸徐變試驗(yàn)機(jī)。壓縮徐變試驗(yàn)機(jī)最大額定荷載為

200kN，拉伸徐變試驗(yàn)機(jī)額定荷載為50kN，壓縮徐變加荷荷載若超過200kN，則需要采用液壓式徐變試驗(yàn)機(jī)。目前國內(nèi)生產(chǎn)有400kN、1000kN和2000kN壓縮徐變試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品。第三節(jié)混凝土變形性能試驗(yàn)第三節(jié)第42頁/共109頁混凝土變形性能試驗(yàn)徐變變形測量多采用差動式電阻應(yīng)變計(jì)，鋼弦式應(yīng)變計(jì)很少采用。徐變試驗(yàn)方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）“混凝土壓縮徐變試驗(yàn)”、“混凝土拉伸徐變試驗(yàn)”和“碾壓混凝土壓縮徐變試驗(yàn)”。第三節(jié)混凝土變形性能試驗(yàn)第43頁/共109頁第三節(jié)混凝土變形性能試驗(yàn)第44頁/共109頁二 混凝土自生體積變形試驗(yàn)由膠凝材料水化作用引起的體積變形稱為混凝土自生體積變形。膨脹水泥混凝土或補(bǔ)償收縮混凝土的體積變形可以列入自生變形一類。自生體積變形主要取決于膠凝材料的性質(zhì)，是在保證充分水化條件下產(chǎn)生的，它不同于干縮變形，與混凝土的單位用水量無關(guān)。隨著大壩混凝土外摻輕燒MgO膨脹劑的深入研究與應(yīng)用，認(rèn)識到有意識地控制和利用混凝土的自生體積膨脹變形，有可能大大改善混凝土的抗裂性。自生體積變形試驗(yàn)見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）“混凝土自生體積變形試驗(yàn)”和“碾壓混凝土自生體積變形試驗(yàn)”。第45頁/共109頁第三節(jié)混凝土變形性能試驗(yàn)三 混凝土干縮（濕脹）試驗(yàn)當(dāng)外界環(huán)境濕度低于混凝土本身的濕度時(shí)，混凝土內(nèi)部的水分被蒸發(fā)，而引起其體積變形，稱為干縮，干縮的單位與應(yīng)變相同10-6mm/mm。當(dāng)環(huán)境濕度低于混凝土飽和蒸氣壓時(shí)，游離水首先被蒸發(fā)。最先失去的游離水幾乎不引起干縮。當(dāng)毛細(xì)管水被蒸發(fā)時(shí)，空隙受到壓縮，而導(dǎo)致收縮。只有當(dāng)環(huán)境相對濕度低于40%時(shí)凝膠水才能蒸發(fā)，并引起更大的收縮。混凝土干縮與周圍環(huán)境的相對濕度關(guān)系極大，相對濕度愈低，則干縮愈大。所以，干縮實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格控制溫度20oC±2oC和相對濕度60%±5%，對保證試驗(yàn)測值的準(zhǔn)確度是重要的。混凝土干縮試驗(yàn)方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006）“混凝土干縮（濕脹）試驗(yàn)”和“碾壓混凝土干縮（濕脹）試驗(yàn)”。第46頁/共109頁第三節(jié)混凝土變形性能試驗(yàn)混凝土熱物理性能試驗(yàn)結(jié)果用于大體積結(jié)構(gòu)混

凝土溫度應(yīng)力計(jì)算，決定是否需要分縫、表面保溫或者是對原材料預(yù)冷，以防止溫度裂縫。大體積結(jié)構(gòu)混凝土溫度場和溫度應(yīng)力計(jì)算所需要的熱物理性能參數(shù)，除了絕熱溫升過程線外，還包括比熱、導(dǎo)溫系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)和線膨脹系數(shù)。據(jù)理論推導(dǎo)，導(dǎo)溫系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱和混凝土表觀密度的關(guān)系為：第47頁/共109頁第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)式中

α—導(dǎo)溫系數(shù)，m2/h；λ—導(dǎo)熱系數(shù)，kJ/m﹒h﹒oC；c—比熱，kJ/kg﹒oC；ρ—表觀密度，kg/m3對給定配合比的混凝土，表觀密度為定值。因此，導(dǎo)溫系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)和比熱，三個(gè)參數(shù)中如已取得二個(gè)參數(shù)，第三個(gè)參數(shù)可由公式（8.4-1）計(jì)算取得。第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)第48頁/共109頁第四節(jié)第49頁/共109頁混凝土熱物理性能試驗(yàn)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）所規(guī)定的導(dǎo)溫系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱和絕熱溫升試驗(yàn)方法，是參考上世紀(jì)美國墾務(wù)局（USBR）的標(biāo)準(zhǔn)方法制定的，所采用的測試手段和儀表比較陳舊。中國現(xiàn)今生產(chǎn)的混凝土熱物理性能測試儀器，采用了較先進(jìn)的測試手段，如溫度傳感器、智能儀表和計(jì)算機(jī)測控等，在結(jié)構(gòu)上有所變化。但其測試原理是相同的，使用新儀器時(shí)仍有指導(dǎo)意義?！?混凝土導(dǎo)溫系數(shù)測定(一) 物理意義導(dǎo)溫系數(shù)的物理意義是表示材料在冷卻或加熱過程中，各點(diǎn)達(dá)到同樣溫度的速率。導(dǎo)溫系數(shù)大，則各點(diǎn)達(dá)到同樣溫度的速率就快。導(dǎo)溫系數(shù)的單位是m2/h。第50頁/共109頁第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)(二) 測試原理及方法試件為一個(gè)初始溫度均勻分布的圓柱體，直徑為

D、高度為L。將試件浸沒在溫度較低的恒溫介質(zhì)中，

試件中熱量就沿試件徑向（r）和軸向（Z）向介質(zhì)傳

導(dǎo)。根據(jù)熱傳導(dǎo)原理，對長徑比為2（L/D=2）的試件，在座標(biāo)r=0、Z=L/2的點(diǎn)，即試件中心，任一時(shí)刻的溫度θ可表示為：第51頁/共109頁式中

θ0

-初始溫差（試件置于冷介質(zhì)時(shí)的溫度與冷介質(zhì)溫度的差），oC；θ

-歷時(shí)τ的溫差（經(jīng)冷卻τ時(shí)間后，試件中心溫度與冷介質(zhì)溫度的差），oC；Τ-冷卻時(shí)間，h；D

-圓柱體試件直徑第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)，m；α

-導(dǎo)溫系數(shù)，m2/h。公式(8.4-2)已制成表格可供查用,導(dǎo)溫系數(shù)試驗(yàn)測得θ0

、θ、按值，從表查得值，D、τ為已知值，即可算得導(dǎo)溫系數(shù)α。導(dǎo)溫系數(shù)測定方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》第52頁/共109頁（SL352—2006）“混凝土導(dǎo)溫系數(shù)測定”和“碾壓混凝土導(dǎo)溫系數(shù)測定”。二 混凝土導(dǎo)熱系數(shù)測定(一)

物理意義材料或構(gòu)件兩側(cè)表面存在著溫差，熱量由材料的高溫一面?zhèn)鲗?dǎo)到低溫一面的性質(zhì)稱為材料的導(dǎo)熱性能，用導(dǎo)熱系數(shù)λ表示。第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)設(shè)材料兩側(cè)面溫差為△T，材料厚度為h，面積為A，則在穩(wěn)定熱流傳導(dǎo)下，τ小時(shí)內(nèi)通過材料內(nèi)部的熱量Q（）所以（）第53頁/共109頁第四節(jié)第54頁/共109頁混凝土熱物理性能試驗(yàn)導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義為：厚度1m，表面積1m2的材料,當(dāng)兩側(cè)面溫差為1oC時(shí),在時(shí)間1h內(nèi)所傳導(dǎo)的熱量KJ,單位為KJ/（m·h·℃）。導(dǎo)熱系數(shù)λ值愈小，材料的隔熱性愈好。(二)測試原理及方法試件為空心圓柱體，內(nèi)半徑為γ1、外半徑為γ2、長度為L。試件內(nèi)表面和外表面各維持一定的溫度T2和T1，且T2＞T1。試件上下兩端為絕熱面，溫度只能沿徑向傳導(dǎo)。等溫面是和圓柱體同軸的圓柱面，見圖。取半徑為γ，厚度為dγ的環(huán)形薄壁，薄壁兩側(cè)的溫差為dт，由公式（），每小時(shí)通過此薄壁的熱量為：第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)試件半徑為γ1至γ2，溫度從T2到T1，則1-絕熱層；2-試件圖8.4-1 導(dǎo)熱系數(shù)測定原理所以第55頁/共109頁第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)所以第56頁/共109頁對一已知尺寸的混凝土空心圓柱體，γ1、γ2和L均為常數(shù)，Q、T1、T2由試驗(yàn)測得，導(dǎo)熱系數(shù)λ值可由公式（）算得。導(dǎo)熱系數(shù)測定方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）“混凝土導(dǎo)熱系數(shù)測定”和“碾壓混凝土導(dǎo)熱系數(shù)測定”。三 混凝土比熱測定(一)物理意義質(zhì)量為1kg的物質(zhì)溫度升高或降低1oC時(shí)所吸收或放出的熱量稱為比熱，其單位為kJ/kg﹒oC。第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)(二)測試原理和方法試件為空心圓柱體，將試件浸入盛有水的絕熱容器中（容器中的水不與外界發(fā)生熱交換），由加熱器均勻加熱。試件由初溫T1升高到終溫T2所需熱量Q，可以用下式表達(dá)：（）第57頁/共109頁式中Q

—

試件溫度由T1升高到T2所吸收的熱量,J；M

— 試件的質(zhì)量，kg；C—試件的比熱，KJ/kg﹒oC；T—試件溫度，oC；第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)T1

—試件初溫，oC；T2

—試件終溫，oC；混凝土比熱C是溫度T的函數(shù)，令C=K1＋K2T＋K3T2

（）將公式（）代入公式（），積分得（）式中K1、K2、K3

—待定試驗(yàn)常數(shù)。第58頁/共109頁在不同的初溫T1和終溫T2條件下，進(jìn)行三次試驗(yàn)。每次測定結(jié)果代入公式（8.4-8）得一個(gè)三元一次方程式。三次試驗(yàn)，得三個(gè)三元一次聯(lián)立方程組。求解K1、

K2、K3，再代入公式（8.4-7）得混凝土比熱—溫度關(guān)系式?；炷帘葻崤c溫度呈拋物線關(guān)系，在溫度40oC時(shí)比熱最大。比熱測定方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）“混凝土比熱測定”和“碾壓混凝土比熱測定”。第59頁/共109頁第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)式中：α——線膨脹系數(shù)，10-6/oC；ε1——T1溫度時(shí)的應(yīng)變，10-6；ε2——T2溫度時(shí)的應(yīng)變，10-6。T1、T2——試驗(yàn)溫度，oC。第60頁/共109頁四 混凝土線膨脹系數(shù)測定混凝土線膨脹系數(shù)定義為單位溫度變化導(dǎo)致混凝土單位長度的變化?；炷羻挝婚L度變化受原材料、溫度和濕度變化的影響,因此線膨脹系數(shù)的測定必須滿足以下條件：(1)只反映混凝土受溫度變化引起的變形,而不能與外界發(fā)生濕度交換；(2)測量變形時(shí)應(yīng)消除混凝土自生體積變形的影響，或在變化甚微的情況下進(jìn)行；(3)試件內(nèi)外溫度一致，恒定不變。線膨脹系數(shù)測定方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）“混凝土線膨脹系數(shù)測定”和“碾壓混凝土線膨脹系數(shù)測定”。第61頁/共109頁第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)五混凝土絕熱溫升試驗(yàn)進(jìn)行混凝土絕熱溫升試驗(yàn)的目的，是測定在絕熱條件下，由于水泥水化所生熱量使混凝土升高的溫度。所謂絕熱條件是指水泥水化所生熱量與外界不發(fā)生熱交換，即不放熱也不吸熱。根據(jù)不同的絕熱介質(zhì)，混凝土絕熱溫升直接測定法又分為水循環(huán)絕熱式和空氣循環(huán)絕熱式兩種?，F(xiàn)今，中國生產(chǎn)的混凝土絕熱溫升測定儀是空氣循環(huán)絕熱式，其主要技術(shù)規(guī)格如下：第62頁/共109頁第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)第四節(jié)第63頁/共109頁混凝土熱物理性能試驗(yàn)溫度范圍為10

oC～80oC；試件尺寸為φ400mm×400mm；試件中心溫度和空氣介質(zhì)的溫差跟蹤精度為±0.1

oC；用計(jì)算機(jī)進(jìn)行溫差控制、數(shù)據(jù)采集和處理?；炷两^熱溫升試驗(yàn)見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）“混凝土絕熱溫升試驗(yàn)”和“碾壓混凝土絕熱溫升試驗(yàn)”。第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)第64頁/共109頁第四節(jié)混凝土熱物理性能試驗(yàn)第65頁/共109頁— 混凝土抗?jié)B性試驗(yàn)（逐級加壓法式）第66頁/共109頁第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)混凝土抗?jié)B性試驗(yàn)?zāi)康氖菧y定混凝土抗?jié)B等級（標(biāo)號）。根據(jù)作用水頭對建筑物最小厚度的比值，對混凝土提出不同抗?jié)B等級，見表。表8.5-1 混凝土抗?jié)B等級的最小允許值作用水頭對建筑物最小厚度的比值＜55～1010～50＞50抗?jié)B等級W4W6W8W12抗?jié)B等級試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)簡單、直觀，但是沒有時(shí)間概念，不能正確反映混凝土實(shí)際抗?jié)B能力。第五節(jié)第67頁/共109頁混凝土耐久性試驗(yàn)中國水利水電科學(xué)研究院的試驗(yàn)結(jié)果表明，配合比設(shè)計(jì)良好的龍灘大壩碾壓混凝土，在4MPa水壓力作用下,歷時(shí)１個(gè)月不透水，抗?jié)B等級大于Ｗ40。所以，《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的混凝土抗?jié)B性試驗(yàn)（逐級加壓法），對現(xiàn)代混凝土已無實(shí)際工程意義。國內(nèi)已有行業(yè)規(guī)范取消了混凝土抗?jié)B等級質(zhì)量要求。如《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》（鐵建設(shè)［2005］157號）和中國土木工程學(xué)會《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南》均取消了抗?jié)B等級級質(zhì)量要求。建議水利水電行業(yè)規(guī)范考慮取消抗?jié)B等級，而采用滲透系數(shù)替代抗?jié)B等級?；炷量?等級試驗(yàn)方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006）“混凝土抗 性試驗(yàn)（逐級加壓法）”和“碾壓混凝土抗 性試驗(yàn)（逐級加壓法）”。該試驗(yàn)方法試驗(yàn)結(jié)果處理，作如下變更：混凝土的抗 等級，以每組六個(gè)試件中二個(gè)出現(xiàn) 水時(shí)的水壓力乘以10表示。1．當(dāng)一次加壓后,8h內(nèi)有二個(gè)試件中出現(xiàn)水時(shí),記錄此時(shí)的水壓力（P）,則此組混凝土的抗

等級為10P。第68頁/共109頁第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)第五節(jié)第69頁/共109頁混凝土耐久性試驗(yàn)當(dāng)一次加壓后，8h內(nèi)有三個(gè)試件中出現(xiàn)滲水時(shí)，抗?jié)B等級按公式（）計(jì)算：W=10H-1式中 W—混凝土抗?jié)B等級；H—六個(gè)試件中有三個(gè)出現(xiàn)滲水時(shí)的水壓力，MPa。若壓力加至規(guī)定數(shù)值，8h內(nèi)六個(gè)試件表面滲水少于二個(gè)，則試件的抗?jié)B等級大于規(guī)定值。二混凝土滲透系數(shù)試驗(yàn)混凝土本體存在著滲水的原因是：(1)用水量超過水泥水化所需水量，而在內(nèi)部形成毛細(xì)管通道；(2)骨料和水泥石由于泌水而形成空隙；(3)振動不密實(shí)而造成的孔洞。毛細(xì)孔半徑范圍很寬，從幾微米到數(shù)百微米不等。在長期不斷的水化過程中，毛細(xì)孔被新水化生成物充填、覆蓋。隨著齡期增長，混凝土中的毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)也是在變化著。液體流過材料的遷移過程稱為滲透，其特點(diǎn)是層流和紊流狀態(tài)的粘性流。滲透流量可用達(dá)西定律(Darcy′s

law)表示，即第70頁/共109頁第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)（）式中

Q——通過孔隙材料的流量，cm3/s；K——透系數(shù)，cm/s；A——透面積，cm2；L——透厚度，cm；H——水頭，cm。由公式(5-13)得（）透系數(shù)K反映材料 透率的大小，K值越大，表示透率越大；反之，則 透率越小。第71頁/共109頁第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)中國和前蘇聯(lián)采用抗?jié)B等級（標(biāo)號），而歐美和日本則采用滲透系數(shù)評定標(biāo)準(zhǔn)。滲透系數(shù)評定，混凝土重力壩滲透系數(shù)允許限值見表，這個(gè)限值已被各國標(biāo)準(zhǔn)所認(rèn)可。表8.5-2 混凝土重力壩滲透系數(shù)允許限值提出者混凝土重力壩壩高(m)滲透系數(shù)允許限值（cm/s）美國漢森（Ｈansen）＜5050100200＞200＜10-6＜10-7＜10-8＜10-9＜10-10英國鄧斯坦(Dunstan)200第72頁/共109頁＜10-9第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)第73頁/共109頁第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)第74頁/共109頁滲透系數(shù)試驗(yàn)方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）“全級配混凝土滲透系數(shù)試驗(yàn)”和“碾壓混凝土滲透系數(shù)試驗(yàn)”。第五節(jié)第75頁/共109頁混凝土耐久性試驗(yàn)三混凝土抗凍性試驗(yàn)混凝土遭受凍融破壞的條件是：(1)處于潮濕狀態(tài)下，混凝土內(nèi)有足量的可凍水；（2）周期性受到較大正負(fù)溫變化的作用?；炷猎趦鼋Y(jié)溫度下，內(nèi)部可凍水變成冰時(shí)體積

膨脹率約達(dá)9%，冰在毛細(xì)孔中受到約束而產(chǎn)生巨大壓力；過冷的水發(fā)生遷移，冰水蒸氣壓差造成滲透壓力，這兩

種壓力共同作用，當(dāng)超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)則產(chǎn)生局部

裂縫。當(dāng)凍融循環(huán)作用時(shí)，這種破壞作用反復(fù)進(jìn)行，使

裂縫不斷擴(kuò)展，相互貫通，而最后崩潰。在凍融過程中，混凝土強(qiáng)度、表觀密度和動彈性模量均在發(fā)生變化。水

飽和試件凍融破壞程度要比干燥試件強(qiáng)烈得多，因?yàn)閮?/p>

融破壞的主要原因是由于可凍水的存在。第76頁/共109頁第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)水利設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)建筑物所在地區(qū)的氣候條件，確定混凝土所要求的抗凍等級，即在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下混凝土所能達(dá)到的凍融循環(huán)次數(shù)。因?yàn)榛炷猎嚰目箖鲂裕ㄋ苓_(dá)到的凍融循環(huán)次數(shù)）受凍結(jié)速度、水飽和程度和試件尺寸的影響非常顯著，所以必須對試驗(yàn)方法和設(shè)備加以嚴(yán)格規(guī)定?；炷量箖龅燃壴u定，是以相對動彈性模量下降至初始值的60%；質(zhì)量損失率5%為評定指標(biāo)?；炷量箖鲂栽囼?yàn)見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352—2006）“混凝土抗凍性試驗(yàn)”和“碾壓混凝土抗凍性試驗(yàn)”。第77頁/共109頁第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)第五節(jié)第78頁/共109頁混凝土耐久性試驗(yàn)四 硬化混凝土氣泡參數(shù)測定（直線導(dǎo)線法）測量硬化混凝土氣泡的數(shù)量、大小和間距系數(shù)等第79頁/共109頁氣泡參數(shù)，用以研究引氣劑的性能和評定混凝土的抗凍性?；炷翐郊右龤鈩┖?，隨著含氣量增加，100μm以下泡徑的微氣泡增加，且穩(wěn)定，其是緩沖凍融破壞作用的主要成分?；炷林?00μm以下直徑的微氣泡增多，表明引氣劑的質(zhì)量和效果良好。氣泡間距系數(shù)減小，表示10mm導(dǎo)線所切割的氣泡個(gè)數(shù)增加，因而混凝土抗凍性提高。第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)第五節(jié)第80頁/共109頁混凝土耐久性試驗(yàn)美國混凝土學(xué)會（ACI）建議，氣泡間距系數(shù)小于200μm，混凝土抗凍性方能得到保證；美國墾務(wù)局（VSBR）認(rèn)為，氣泡間距系數(shù)不超過250μm，可以保證混凝土的抗凍性300次凍融循環(huán)，混凝土抗凍耐久性指標(biāo)不低于60％。硬化混凝土氣泡參數(shù)試驗(yàn)見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006）“混凝土氣泡參數(shù)試驗(yàn)（直線導(dǎo)線法）”。第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)第81頁/共109頁第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)五 混凝土抗沖磨試驗(yàn)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006）提出兩種混凝土抗沖磨試驗(yàn)方法，即圓環(huán)法和水下鋼球法。(一)圓環(huán)法圓環(huán)法抗沖磨試驗(yàn)

在上世紀(jì)50年代由中國水利水電科學(xué)研究院提出，《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（

SD105-82）采納。該方法所用圓環(huán)沖磨儀，流速只有，試件尺寸較小，只能進(jìn)行濕篩后的混凝土試驗(yàn)，并且對高強(qiáng)抗沖磨混凝土的沖磨能力較差。因此，于

2003年研制了新的高流速圓環(huán)沖磨儀，以替代舊的圓環(huán)沖磨儀。新的圓環(huán)第82沖頁/共磨109儀頁

技術(shù)規(guī)格如下：第五節(jié)第83頁/共109頁混凝土耐久性試驗(yàn)(1)水流流速10m/s～40m/s無級可調(diào)；(2)水流含砂率0～10%；(3)沖磨時(shí)間0～30min；(4)試件斷面尺寸為100×100mm根據(jù)含砂水流的沖磨流態(tài)，本方法適宜于懸移質(zhì)水流沖磨試驗(yàn)。試驗(yàn)方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006）“混凝土抗沖磨試驗(yàn)（圓環(huán)法）”。第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)第84頁/共109頁第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)第85頁/共109頁第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)第86頁/共109頁(二) 水下鋼球法水下鋼球法引用美國ASTMC1138標(biāo)準(zhǔn)，Standard

Method

for

Abrasion

Resistance

ofConcrete

(Underwater

Method)修編而成。該方法的原理是1200r/min轉(zhuǎn)速的攪拌漿轉(zhuǎn)動，帶動混凝土試件表面上的不同直徑的鋼球滾動，而對混凝土表面產(chǎn)生沖磨。根據(jù)水流流態(tài)，本方法適宜于推移質(zhì)對混凝土的沖磨試驗(yàn)。試驗(yàn)方法見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006）“混凝土抗沖磨試驗(yàn)（水下鋼球法）”。第87頁/共109頁第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)六 混凝土碳化試驗(yàn)混凝土結(jié)構(gòu)周圍介子的相對濕度、溫度、壓力及二氧化碳的濃度等都對混凝土碳化有影響。相對濕度處于40%～70%時(shí)，碳化作用以最大的速度進(jìn)行。水分對碳化作用是必要的，這是因?yàn)樘蓟饔贸跏茧A段需要水分來形成碳酸。CO2+H2O→H2CO3

Ca(OH)2+H2CO3→CaCO3+2H2O混凝土硬化后,表面混凝土與空氣中二氧化碳作用，使混凝土中氫氧化鈣變成碳酸鈣，使堿性降低。當(dāng)混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳不斷反應(yīng)后，混凝土中的堿性不斷降低，可使PH值下降到～，這種現(xiàn)象稱為混凝土的碳化。第88頁/共109頁第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)混凝土碳化后產(chǎn)生收縮，使混凝土表面產(chǎn)生微裂縫，使鋼筋與空氣和水接觸。當(dāng)混凝土繼續(xù)碳化而PH值降低或氯離子濃度相當(dāng)高時(shí)，鋼筋表面的鈍化膜就會被破壞。鈍化膜破壞后，鋼筋就容易在有水的環(huán)境中與氧和氯離子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),使鋼筋表面產(chǎn)生銹蝕?；炷撂蓟囼?yàn)見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006）“混凝土碳化試驗(yàn)”。對混凝土結(jié)構(gòu)物，可以通過實(shí)測的方法來確定混凝土的碳化深度。酚酞試劑法是最普遍采用的測試方法。采用此法時(shí)要注意保持被測試混凝土試樣的新鮮和干凈。第89頁/共109頁第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)第90頁/共109頁七 混凝土鋼筋腐蝕快速試驗(yàn)（淡水、海水）調(diào)查表明，水工混凝土建筑物水上和水位變動區(qū)鋼筋腐蝕主因是混凝土碳化。混凝土碳化深度超過鋼筋保護(hù)層厚度，鋼筋就會銹蝕。而海洋環(huán)境的水工混凝土建筑物浪濺區(qū)和水位變化區(qū)鋼筋腐蝕主因是氯離子。本方法是根據(jù)這兩種腐蝕機(jī)理編制的，并且用適當(dāng)提高溫度的方法來加快腐蝕速度。第91頁/共109頁第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)第五節(jié)第92頁/共109頁混凝土耐久性試驗(yàn)本法分淡水和海水兩種試驗(yàn)：1．淡水試驗(yàn)：在碳化箱內(nèi)進(jìn)行；浸烘循環(huán)試驗(yàn)，烘箱溫度60℃±2℃。2．海水試驗(yàn)：浸烘循環(huán)試驗(yàn)，3.5%食鹽水浸蝕。混凝土鋼筋腐蝕快速試驗(yàn)見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006）“混凝土鋼筋腐蝕快速試驗(yàn)（淡水、海水）”。八混凝土中鋼筋腐蝕的電化學(xué)試驗(yàn)第93頁/共109頁(一)新拌砂漿陽極極化法試驗(yàn)?zāi)康模簷z驗(yàn)外加劑、摻合料、水泥對混凝土中的鋼筋腐蝕的影響。本方法的基本原理見圖，由于外加直流電壓的作用，接直流電源正極的鋼筋表面，可以模擬鋼筋腐蝕的過程。通過測量通電后的陽極鋼筋的電位變化，

2min電位和15min電位下降值，可以定性地判別鋼筋在新拌砂漿中的鈍化膜的好壞，以此初步判別外加劑、摻合料和水泥對鋼筋腐蝕的影響。本方法適用于水泥初凝時(shí)間大于45min的砂漿。具體操作見《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006）“混凝土中鋼筋腐蝕的電化學(xué)試驗(yàn)（新拌砂漿陽極極化法）”。第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)第五節(jié)混凝土耐久性試驗(yàn)圖88..55--11陽極極化試驗(yàn)基本原理圖第94頁/共109頁