水泥膠砂碳化性試驗方法
Test method for carbonation of cement mortar
警告:本項試驗存在潛在危險,試驗時應(yīng)注意二氧化碳氣體儲存條件和使用安全,避免使用不當(dāng)造 成操作人員傷害;試驗時應(yīng)按照有關(guān)實驗室氣體管理和使用操作要求進行。
1 范圍
本文件規(guī)定了水泥膠砂碳化性試驗方法的原理、試驗條件、儀器設(shè)備、試驗材料、試驗步驟及數(shù)據(jù) 處理。
本文件適用于測定水泥膠砂試件在一定濃度的二氧化碳氣體介質(zhì)中的碳化程度。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文 件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于 本文件。
GB/T 6052 工業(yè)液體二氧化碳
GB/T 17671 水泥膠砂強度檢驗方法(ISO 法 )
GB/T 50082 普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)
JC/T 724 水泥膠砂電動抗折試驗機
JG/T 247 混凝土碳化試驗箱
3 術(shù)語和定義
本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。
4 原理
硬化水泥膠砂試件經(jīng)受二氧化碳的碳化作用后,碳化區(qū)域堿度降低并趨于中性,采用酚酞顯色法區(qū) 分試件斷面中性與堿性界面,測量受到二氧化碳作用的水泥膠砂試件碳化區(qū)深度,以此表征水泥的抗碳化性。
5 試驗條件
5.1 水泥膠砂試件制備實驗室環(huán)境條件,應(yīng)符合GB/T 17671的規(guī)定。
5.2 碳化試驗室溫度控制在15℃~30℃、相對濕度在(60±15)%內(nèi)。
6 儀器設(shè)備
6.1 天平
最大量程不小于2000g, 分度值不大于1g。
6.2 游標(biāo)卡尺
量程不小于50 mm, 分度值不大于0.1 mm。
6.3 烘箱
量程不小于100℃,溫控儀表分度值不大于1℃。
6.4 碳化箱
碳化箱應(yīng)符合JG/T247相關(guān)規(guī)定。試驗時箱內(nèi)的二氧化碳濃度保持在(20±3)%,在整個試驗期 間相對濕度應(yīng)控制在(70±5)%,溫度應(yīng)控制在(20±2)℃。
6.5 二氧化碳濃度分析儀與供氣裝置
應(yīng)符合GB/T 50082相關(guān)要求。
7 試驗材料
7.1 水泥樣品
水泥樣品應(yīng)儲存在氣密的容器中,這個容器不應(yīng)與水泥發(fā)生反應(yīng)。試驗前混合均勻。
7.2 標(biāo)準(zhǔn)砂與拌和用水
標(biāo)準(zhǔn)砂與拌和用水應(yīng)符合GB/T 17671有關(guān)規(guī)定。
7.3 酚酞乙醇溶液
將 1g~2g 酚酞溶于80mL 無水乙醇和20 mL 去離子水的混合液中,配制酚酞濃度為1%~2%的 酚酞乙醇溶液。
7.4 二氧化碳
試驗用二氧化碳應(yīng)符合GB/T 6052有關(guān)技術(shù)規(guī)定。
8 試驗步驟
8.1 水泥膠砂試件制備與養(yǎng)護
按GB/T 17671方法制備40mm×40mm×160mm水泥膠砂試件,每次試驗制備1組水泥膠砂試件(也可平行制備2組水泥膠砂試件,其中一組作為試驗結(jié)果異常時的備用試件),養(yǎng)護至28d。也可 按照實際試驗需求調(diào)整養(yǎng)護齡期。
8.2 水泥膠砂試件碳化
8.2.1 將8.1水泥膠砂試件取出并擦干,放入預(yù)先恒溫的(60±5)℃烘箱中進行48 h 烘干處理。然后 取出,置于環(huán)境溫度為(20±2)℃的實驗室中冷卻2h。
8.2.2 將水泥膠砂試件放入碳化箱內(nèi)的支架上,測試面(水泥膠砂漿體入試模后未進行刮平操作的試 體側(cè)面,即B 和B '面,見圖1)不應(yīng)與擱物架接觸且水泥膠砂試件間距不小于50mm, 然后將碳化箱密 閉。碳化箱的密封可采用機械方法或油封,但不應(yīng)采用水封。開動箱內(nèi)氣體對流裝置,充入二氧化碳,并讀取箱內(nèi)的二氧化碳濃度。逐步調(diào)節(jié)二氧化碳的流量,使箱內(nèi)的二氧化碳濃度保持在(20±3)%。在 整個試驗期間碳化試驗箱內(nèi)相對濕度控制在(70±5)%,溫度控制在(20±2)℃的范圍內(nèi)。
標(biāo)引符號說明:
A ——水泥膠砂試件刮平面;
B 、B' ——水泥膠砂試件非成型面;
C ——水泥膠砂試件斷面,用于碳化深度測量;
L?、L?、L?、L?、Ls、Ls ——用于測量水泥膠砂試件碳化深度的標(biāo)記線;
h ——標(biāo)記線之間的間距, 一般兩標(biāo)線之間的寬度約10 mm;
d1、d?、d? 、d4、d5、d6、d7、d? 、d9、d10、d11、d12——標(biāo)線與碳化顯色區(qū)界線之間的距離,即碳化測量深度,單位為毫米(mm)。
圖 1 碳化水泥膠砂試件示意圖
8.2.3 碳化試驗開始后應(yīng)注意箱內(nèi)的二氧化碳濃度、溫度及相對濕度記錄,宜在前48 h 觀測并記錄3 次以上。試驗中發(fā)現(xiàn)二氧化碳濃度、溫度及相對濕度異常應(yīng)及時調(diào)整,使這些參數(shù)盡快恢復(fù)至試驗要求 的控制范圍。用于除濕的硅膠應(yīng)定期更換,也可采用其他更有效的除濕方法。
8.2.4 水泥膠砂試件碳化至14d (或可根據(jù)實際指定碳化齡期)后取出待測。
8.3 碳化區(qū)測量
8.3.1 將8.2.4水泥膠砂試件相對兩非成型面均勻間隔10mm用鉛筆沿長軸方向劃平行線,作為測量 標(biāo)記線。
8.3.2 用符合JC/T724規(guī)定的抗折試驗機將8.3.1水泥膠砂試件折斷(操作時應(yīng)注意,抗折夾具支撐桿接觸面不能作用于碳化性測試面, 一般選擇成型面及其相對的底面作為抗折夾具支撐桿的接觸面), 完成斷面制作;或垂直標(biāo)記線切割厚度不小于25 mm 的切片,以該切片作為待測斷面。
8.3.3 用7.3配制的酚酞乙醇溶液噴涂于8.3.2水泥膠砂試件斷面上,在2min 內(nèi),按8.3.1標(biāo)記線用游 標(biāo)卡尺測量各點碳化區(qū)深度(以標(biāo)記線和截面的交點為原點,垂直于測試面測量至顯色分界區(qū)),當(dāng)測試 點處的顯色分界線上存在影響讀數(shù)的粗砂顆粒或氣孔,可取該顆粒或氣孔兩側(cè)處碳化深度的算術(shù)平均 值作為該點的碳化深度值(碳化深度測量應(yīng)精確至0.1 mm)。
8.3.4 若噴涂酚酞乙醇溶液后,水泥膠砂試件斷面顯色分界區(qū)界線模糊或紅斑,按8.3.3測量后,可在 試驗室放置(24±2)h 再次按標(biāo)記線測量碳化深度,并做好測量數(shù)據(jù)和測量條件記錄(可留存水泥膠砂 試件碳化斷面顯色狀態(tài)照片,作為試驗資料附于報告中),并以放置后的測量結(jié)果為該水泥膠砂試件碳 化深度的測試結(jié)果。
9 數(shù)據(jù)處理
9.1 結(jié)果計算
每條水泥膠砂試件碳化深度按式(1)計算:
………………………… (1)
式中:
水泥膠砂試件在碳化完成后的平均碳化深度,單位為毫米(mm), 精確至0.1mm;
di—— 各測試點的碳化深度,單位為毫米(mm);
n —— 測試點總數(shù)(一般測量12個點)。
9.2 結(jié)果處理
以一條水泥膠砂試件的12個碳化深度測量值的平均值作為該條水泥膠砂試件的碳化深度值,再以 3條水泥膠砂試件在相應(yīng)碳化齡期的碳化深度的算術(shù)平均值作為該組水泥膠砂的碳化深度測定值。當(dāng)3條水泥膠砂試件的碳化深度值中,最大值或最小值超出平均值的±20%時,剔除數(shù)據(jù),取其余水泥膠 砂試件的平均值作為測定值。若同時有一條或一條以上水泥膠砂試件的碳化深度值超出平均值 的士20%時,則此組結(jié)果作廢。
9.3 結(jié)果的報告
報告所有單條水泥膠砂試件的碳化深度值結(jié)果以及按9.2規(guī)定剔除的碳化深度值結(jié)果、計算的平均值(如有需要,可附8.3.4試驗中碳化試體斷面照片)。