T 0582—2020 水泥混凝土抗硫酸鹽侵蝕試驗方法 

1 目的、適用范圍和引用標(biāo)準(zhǔn)

本方法規(guī)定了硬化后水泥混凝土抗硫酸鹽侵蝕的試驗方法。

本方法適用于測定混凝土試件在干濕交替環(huán)境中，以能夠經(jīng)受的最大干濕循環(huán)次數(shù)來表示的混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能。

引用標(biāo)準(zhǔn)：

水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現(xiàn)場取樣方法（T 0551）

2 儀具與材料

干濕循環(huán)試驗裝置宜采用能使試件靜止不動，浸泡、烘干及冷卻等過程能自動進(jìn)行的裝置。也可采用符合下列規(guī)定的設(shè)備進(jìn)行干濕循環(huán)試驗：

（1） 烘箱應(yīng)能使溫度穩(wěn)定在 65℃±5 ℃；

（2） 容器應(yīng)至少能夠裝 27L 溶液，并應(yīng)帶蓋，且應(yīng)由耐鹽腐蝕材料制成；

（3） 試劑應(yīng)采用化學(xué)純無水硫酸鈉。

3 試件制備

3.1 本方法應(yīng)采用尺寸為 100mm×100mm×100mm  的立方體試件，每組應(yīng)為 3 塊。

3.2 試件的制作和養(yǎng)護(hù)應(yīng)符合 T 0551 的要求。

3.3 除制作抗硫酸鹽侵蝕試驗用試件外，同步制作抗壓強(qiáng)度對比用試件。試件組數(shù)應(yīng)符合表 T 0586-1 的要求。

表 T 0582-1 抗硫酸鹽侵蝕試驗所需的試件組數(shù)及干濕循環(huán)次數(shù)

4 試驗步驟

4.1 試件應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至 26d，取出試件，擦干試件表面水分，然后將試件放入烘箱中， 并在 65℃±5 ℃下烘 48h。烘干結(jié)束后，將試件在干燥環(huán)境中冷卻到室溫。對于摻入摻合料比較多的混凝土，也可采用 56d 齡期或設(shè)計規(guī)定的齡期進(jìn)行試驗，這種情況應(yīng)在試驗報告中說明。

4.2 試件烘干并冷卻后，立即將試件放入試件盒中，相鄰試件之間保持 20mm 間距，試件與試件盒側(cè)壁的間距不小于 20mm。

4.3 試件放入試件盒后，將配制好的 5% Na₂SO₄ 溶液放入試件盒，溶液至少超過最上層試件表面 20mm，然后開始浸泡。從試件開始放入溶液，到浸泡過程結(jié)束的時間為 15h±0.5h。注入溶液的時間不超過 30min。浸泡齡期從將混凝土試件移入 5% Na₂SO₄ 溶液中起計時。試驗過程中宜定期檢查和調(diào)整溶液的 pH 值，可每隔 15 個循環(huán)測試一次溶液 pH 值，應(yīng)始終維持溶液的 pH 值在 6~8，溶液的溫度控制在 25~30℃。

4.4 浸泡過程結(jié)束后，應(yīng)立即排液，并在 30min 內(nèi)將溶液排空，溶液排空后將試件風(fēng)干30min，從溶液開始排出到試件風(fēng)干的時間為 1h。

4.5 風(fēng)干過程結(jié)束后，立即升溫，將試件盒內(nèi)的溫度升到 65℃，開始烘干過程。升溫過程在 30min 內(nèi)完成。溫度升到 65℃后，將溫度維持在 65℃±5 ℃。從升溫開始到開始冷卻的時間為 6h。

4.6 烘干過程結(jié)束后，應(yīng)立即對試件進(jìn)行冷卻，從開始冷卻到將試件盒內(nèi)的試件表面溫度冷卻到 25~30℃的時間為 2h。

4.7 每個干濕循環(huán)的總時間為 24h±2h。然后再次放入溶液，按 4.3~4.6 的步驟進(jìn)行下一個干濕循環(huán)。

4.8 達(dá)到表 T 0582-1 規(guī)定的干濕循環(huán)次數(shù)后，應(yīng)及時進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗。同時觀察經(jīng)過干濕循環(huán)后混凝土表面的破損情況并進(jìn)行外觀描述。當(dāng)試件有嚴(yán)重剝落、掉角等缺陷時，應(yīng)先用高強(qiáng)石膏補(bǔ)平后再進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗。

4.9 當(dāng)干濕循環(huán)試驗出現(xiàn)下列三種情況之一時，可停止試驗:

（1） 當(dāng)抗壓強(qiáng)度耐蝕系數(shù)達(dá)到 75%；

（2） 干濕循環(huán)次數(shù)達(dá)到 150 次；

（3） 達(dá)到設(shè)計抗硫酸鹽等級相應(yīng)的干濕循環(huán)次數(shù)。

4.10 對比試件應(yīng)繼續(xù)保持原有的養(yǎng)護(hù)條件，直到完成干濕循環(huán)后，與進(jìn)行干濕循環(huán)試驗的試件同時進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗。

5 結(jié)果計算

5.1 抗壓強(qiáng)度耐蝕系數(shù)，按式（T 0582-1）計算：

（T 0582-1）

   式中：

                    K f ——抗壓強(qiáng)度耐蝕系數(shù)（%）；

                   fcn ——為 N 次干濕循環(huán)后受硫酸鹽腐蝕的一組混凝土試件的抗壓強(qiáng)度測定值（MPa），精確至 0.1MPa；

                  fc0 ——與受硫酸鹽腐蝕試件同齡期的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的一組對比混凝土試件的抗壓強(qiáng)度測定值（MPa），精確至 0.1MPa；

      5.2 fc0 和 fcn 應(yīng)以 3 個試件抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果的算術(shù)平均值作為測定值。當(dāng)最大值或最小值與中間值之差超過中間值的 15%時，應(yīng)剔除此值，并應(yīng)取其余兩值的算術(shù)平均值作為測定值。

5.3 抗硫酸鹽等級應(yīng)以混凝土抗壓強(qiáng)度耐蝕系數(shù)下降到不低于 75%時的最大干濕循環(huán)次數(shù)來確定，并應(yīng)以符號K_S 表示。

6 試驗報告

試驗報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：

（1） 原材料的品種、規(guī)格和產(chǎn)地；

（2） 儀器設(shè)備的名稱、型號及編號；

（3） 環(huán)境溫度和濕度；

（4） 抗壓強(qiáng)度耐蝕系數(shù) K f ；

（5） N 次干濕循環(huán)后受硫酸鹽腐蝕的一組混凝土試件的抗壓強(qiáng)度測定值 fcn ；

（6）與受硫酸鹽腐蝕試件同齡期的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的一組對比混凝土試件的抗壓強(qiáng)度測定值fc0 ；

（7） 要說明的其他內(nèi)容。

條文說明

本方法參照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50082—2009）編制?；炷显诹蛩猁}環(huán)境中，同時耦合干濕循環(huán)條件的實際環(huán)境經(jīng)常遇到，硫酸鹽侵蝕再耦合干濕循環(huán)條件對混凝土的損傷速度較快，故規(guī)定本方法適用于處于干濕循環(huán)環(huán)境中遭受硫酸鹽侵蝕的混凝土抗硫酸鹽侵蝕試驗，尤其適用于強(qiáng)度等級較高的混凝土抗硫酸鹽侵蝕試驗。評價指標(biāo)為抗硫酸鹽等級（最大干濕循環(huán)次數(shù)），符號采用漢語拼音的首字母 K_S 來表示。

大量試驗研究結(jié)果表明，當(dāng)抗壓強(qiáng)度耐蝕系數(shù)低于 75%時，混凝土遭受硫酸鹽侵蝕損傷就比較嚴(yán)重了。當(dāng)干濕循環(huán)次數(shù)達(dá)到 150 次時，如果各種指標(biāo)均表明混凝土抗硫酸鹽侵蝕能力較好，則可以停止試驗。驗證試驗表明，混凝土在硫酸鹽溶液中進(jìn)行干濕循環(huán)試驗時，多數(shù)情況下試件的質(zhì)量是增加的，即使質(zhì)量減少，也很難達(dá)到 5%的質(zhì)量損失率要求，因此本標(biāo)準(zhǔn)未采納其他標(biāo)準(zhǔn)和資料中推薦的質(zhì)量損失率和質(zhì)量耐蝕系數(shù)指標(biāo)。

高硫型硫鋁酸鹽(AFt)。AFt 是混凝土本身的硫酸鹽物質(zhì)或外部侵入的硫酸鈉、硫酸鉀等多種硫酸鹽都能與水泥石中的 Ca(OH)₂ 作用生成二水石膏，二水石膏再與水泥石中的固態(tài)水化鋁酸鈣反應(yīng)生成三硫型水化硫鋁酸鈣 C₆AS₃H₃₂。混凝土中鈣礬石的穩(wěn)定性取決于以下兩個方面：水泥水化過程中離子成分及濃度； 溫度。70℃是一個關(guān)鍵溫度，AFt 大約在 70℃時分解。因此本方法將干濕循環(huán)中的干燥溫度由《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50082—2009）中的 80℃±5 ℃修訂為 65℃±5 ℃。