一篇读懂 | 13种混凝土长期性能和耐久性能试验方法之仪器设备

国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082，共规定了13种试验方法，包括抗冻试验、动弹性模量试验、抗水渗透试验、 抗氯离子渗透试验、收缩试验、 早期抗裂试验、 受压徐变试验、 碳化试验、 混凝土中钢筋锈蚀试验、抗压疲劳变形试验、 抗硫酸盐侵蚀试验、 碱-骨料反应试验、抗气体渗透试验。

作为土木人，我们都知道工欲善其事，必先利其器的道理。试验的有效性、数据的准确性，除与试验方法和试验人员的操作手法相关外，试验过程所采用仪器设备的精确度、准确度、可靠度、稳定度等，更是重中之重，是保证建材产品质量、工程质量和科学研究等的先决条件。小编梳理了本文，系统的介绍一下混凝土长期性和耐久性试验方法所用到的主要仪器设备，方便大家工作和学习，不到之处，欢迎批评指正。

01 抗冻试验

抗冻试验主要包括快冻法、慢冻法、单边冻融法（又称盐冻法）。

快冻法适用于测定混凝土试件在水冻水融的条件下，以经受的快速冻融循环次数来表示的混凝土抗冻性能。混凝土快速冻融试验机（HC-HDK9）由高标号不锈钢箱体、冷却系统、保温系统、循环系统和控制系统等组成，压缩机等关键元器件原装进口，满载运行时箱内温度极差低于0.5℃。数据实时显示，自动存储，中断自动恢复；具有高精度，低能耗，经久耐用等特点；整体结构简洁大方、运行稳定、安全可靠。

图1 HC-HKD9 | 混凝土快速冻融试验机

单边冻融法（又称盐冻法）适用于测定混凝土试件在大气环境中且与盐接触的条件下，以能够经受的冻融循环次数或者表面剥落质量或超声波相对动弹性模量来表示的混凝土抗冻性能。混凝土单边冻融试验机(HC-HDD2\HDD3)由箱体、冷却系统、保温系统和控制系统组成，压缩机等关键元器件原装进口，高精度，低能耗，满载温差低于2℃，数据实时显示，数据自动存储，中断自动恢复。具有结构简单、运行稳定、安全可靠、维修方便的特点。

图2 HC-HDD2 | 混凝土单边冻融试验机

慢冻法适用于测定混凝土试件在气冻水融条件下，以经受的冻融循环次数来表示的混凝土抗冻性能。多功能建材冻融试验机（HC-JCD）用于抗冻性要求高的水泥、混凝土试验，测定水泥混凝土气冻水溶共同反复作用的抗冻能力。适用于以质量损失率和相对耐久性指数作为评定指标的水泥混凝土抗冻性试验。

图3 HC-JCD | 多功能建材冻融试验机

02 动弹性模量试验

动弹性模量试验适用于采用共振法测定混凝土的动弹性模量。动弹性模量试验应采用尺寸为100mm×100mm×400mm的棱柱体试件。混凝土动弹性模量测定仪（GL-DT10000）结合国外先进技术研制开发，专门用于测定混凝土在冻融循环试验前后的相对动弹性模量变化。该产品采用压电式传感器，进口器件，测试精度高，重复性好，操作简单，适用于混凝土、石板、砖和金属材料的动弹性模量的测量。

图4 GL-DT10000 | 混凝土动弹性模量测定仪

03 抗水渗透试验

抗水渗透试验有渗水高度法、逐级加压法。渗水高度法用于以测定硬化混凝土在恒定水压力下的平均渗水高度来表示的混凝土抗水渗透性能。逐级加压法用于通过逐级施加水压力来测定以抗渗等级来表示混凝土的抗水渗透性能。

04 抗氯离子渗透试验

快速氯离子迁移系数法（或称RCM法）用于以测定氯离子在混凝土中非稳态迁移的迁移系数来确定混凝土抗氯离子渗透性能。混凝土氯离子扩散系数测定仪（HC-RCM6）由扩散系数测定仪主机、扩散系数试验夹具和全自动真空保水机等组成，电源等关键元器件原装进口，自主设计的软硬件兼容性好，数据实时显示，自动存储，中断自动恢复；具有高精度，低能耗，经久耐用等特点。

图5 HC-RCM6 ｜ 混凝土氯离子扩散系数测定仪

电通量法适用于测定以通过混凝土试件的电通量为指标来确定混凝土抗氯离子渗透性能。本方法不适用于掺有亚硝酸盐和钢纤维等良导电材料的混凝土抗氯离子渗透试验。混凝土氯离子电通量测定仪（HC-RCP9）由电通量测定仪主机、电通量试验夹具和全自动真空保水机等组成，电源等关键元器件原装进口，自主设计的软硬件兼容性好，数据实时显示，自动存储，中断自动恢复；具有高精度，低能耗，经久耐用等特点。

图6 HC-RCP9 | 混凝土氯离子电通量测定仪

05 收缩试验

非接触法适用于测定早龄期混凝土的自由收缩变形，也可用于无约束状态下混凝土自收缩变形的测定。非接触式混凝土收缩变形测定仪（HC-NES）是通过电涡流传感器对埋入混凝土的标靶进行位移测量，精确测量出早龄期混凝土的收缩及膨胀变形，也可用于无约束状态下混凝土收缩、膨胀变形的测定。设备由高性能嵌入式数据采集工控计算机系统和高可靠性的多任务实时操作系统、高精度等级的电涡流位移传感器、一体式支架、W型标靶等配件组成。具有高精度、大量程、稳定可靠等特点。

图7 HC-NES | 非接触式混凝土收缩变形测定仪

接触法适用于测定在无约束和规定的温湿度条件下硬化混凝土试件的收缩变形性能。混凝土（砂浆）卧式收缩膨胀测定仪（GL-WS2）用于混凝土试件在一定环境条件下，通过测量混凝土（砂浆）收缩膨胀量，评定混凝土（砂浆）在硬化过程中体积发生变化的专用仪器，评定量可为土木工程领域的科研院所、高校以及施工单位对混凝土（砂浆）的性能、质量控制和检测提供可靠依据。

图8 GL-WS2 | 混凝土（砂浆）卧式收缩膨胀测定仪

多通道立式混凝土膨胀收缩测定仪（GL-MCLS）是用于测量混凝土试件在某一环境条件下，硬化过程中长度（体积）发生变化的专用仪器，可为土木工程领域的科研院所、教育部门、设计和施工单位对混凝土的特性进行研究、教育、质量控制和检测提供可靠依据。

图9 GL-MCLS | 多通道立式混凝土膨胀收缩测定仪

波纹管法适用于测定无约束条件下混凝土的早期自收缩性能。非接触波纹管收缩变形测定仪（HC-SCX3）依据ASTM标准，将试样的体积变形转化为单向性变形，用于测试水泥基材料的自收缩（膨胀）变化。采用特制的波纹管模具，可实现自浇筑水泥基材料收缩变化的连续监测，并且避免了重力、温度变化和模具的约束对测试结果的影响。还可以控制测试环境温度，或者按给定温度模式环境下进行测试。

图10 HC-SC3 | 非接触波纹管收缩变形测定仪

06 早期抗裂试验

早期抗裂试验适用于测试混凝土在约束条件下的早期抗裂性能。混凝土平板抗开裂试模（HC-BEC）由抗裂试模、风速计和裂缝观测显微镜组成。所有钢材均做过二次热处理，以提高刚度、强度和耐用性。绝大部分混凝土，均可在12小时内开裂。结构设计为可拆卸、组装式，便于拆模等试验使用。

图11 HC-BEC | 混凝土平板抗开裂试模

07 受压徐变试验

受压徐变试验适用于测定混凝土试件在长期恒定轴向压力作用下的变形性能。混凝土徐变仪（HC-XB50）由高刚度试件支架、徐变仪主机、自动加压系统和位移采集系统组成，其中位移采集可采用机械式（标配）、电子式（选配）和非接触式（选配）等多种方式。机械部件全部二次热处理，机械精度高，经久耐用。

图12 HC-XB50 | 混凝土徐变仪

08 碳化试验

碳化试验适用于测定在一定浓度的二氧化碳气体介质中混凝土试件的碳化程度。混凝土碳化试验箱(HC-HTX12)由高标号不锈钢箱体、加热系统、冷却系统、加湿系统、控制系统和CO2浓度传感器、温湿度传感器等组成。CO2浓度和温湿度均可调可设定，箱体结构稳定耐用，气密性好。数据及曲线实时显示，自动存储，中断自动恢复。设备整体结构简洁大方、稳定可靠。

图13 HC-HTX12 | 混凝土碳化试验箱

09 混凝土中钢筋锈蚀试验

混凝土中钢筋锈蚀试验包含暴露于碳化环境的混凝土中钢筋锈蚀试验和暴露于氯化物环境的混凝土中钢筋锈蚀试验。钢筋混凝土电化学腐蚀测试仪（HC-COR）采用电化学综合法定量检测混凝土中钢筋锈蚀程度、钢筋锈蚀电位、钢筋锈蚀平均截面损失率、锈蚀电流密度以评价混凝土、外加剂对钢筋的保护作用以及对钢筋锈蚀的防护作用。设备由主机测试系统、专用测试电极、高性能高精度数据采集分析系统组成，并集成四种电化学测试法，具有精度高，重复性好，经久耐用的特点。

图14 HC-COR | 钢筋混凝土电化学腐蚀测试系统

10 抗压疲劳变形试验

抗压疲劳变形试验适用于在自然条件下，通过测定混凝土在等幅重复荷载作用下疲劳累计变形与加载循环次数的关系，来反映混凝土抗压疲劳变形性能。疲劳试验应采用6个试件为一组，其中3个做变形试验，另外3个做轴心抗压强度。

11 抗硫酸盐侵蚀试验

抗硫酸盐侵蚀试验适用于测定混凝土试件在干湿交替环境中，以能够经受的最大干湿循环次数来表示的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。全自动混凝土硫酸盐干湿循环试验机（HC-LSB）由高标号不锈钢箱体、冷却系统、保温系统、循环系统和控制系统等组成，压缩机等关键元器件原装进口。数据实时显示，自动存储，中断自动恢复；具有高精度，低能耗，经久耐用等特点；整体结构简洁大方、运行稳定、安全可靠。

图15 HC-LSB | 全自动混凝土硫酸盐干湿循环试验机

混凝土低温硫酸盐试验机（HC-DLS）用于测定掺入石灰石粉或者石灰石类骨料的混凝土在低温硫酸盐侵蚀作用下的性能变化，同时配有脉冲电源，适用于评价潮湿或者经常与水接触的混凝土工程在低温、硫酸盐环境下的抗侵蚀性能。

图 16 HC-DLS | 混凝土低温硫酸盐试验机

12 碱-骨料反应试验

碱-骨料反应试验用于检验混凝土试件在温度38℃及潮湿条件养护下，混凝土中的碱与骨料反应所引起的膨胀是否具有潜在危害。适用于碱-硅酸反应和碱-碳酸盐反应。混凝土碱-骨料反应试验方法主要通过检测在规定的时间、湿度和温度条件下，混凝土棱柱体由于碱-骨料反应引起的长度变化，该法可用来评价粗骨料或者细骨料或者粗细混合骨料的潜在膨胀活性。也可以用来评价辅助胶凝材料（即掺合料）或含锂掺合料对碱-硅反应的抑制效果（但需要进行为期2年的试验）。

13 抗气体渗透试验

抗气体渗透试验适用于以测定硬化混凝土的渗透率来表示的混凝土抗气体渗透性能。

混凝土气体渗透测试仪（HC-kgas）依据气体渗透测试性原理，测试试样在高气密性夹具中，给定不同气压，测得透过试样气体流量得到表征气体渗透率，再通过软件自动拟合回归，得到材料本征气体渗透率。适用于：普通混凝土、高性能混凝土、特种混凝土、UHPC 或者特种砂浆。

图17 HC-Kgas | 混凝土气体渗透测试仪