T0581-2020水泥混凝土碳化试验方法/JTG 3420-沭阳县市政仪器厂

混凝土碳化试验箱 （图源：江苏省沭阳县市政仪器有限公司）

JTG 3420-2020《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》---- 5 硬化水泥混凝土性能试验

5.4 耐久性/T0581-2020水泥混凝土碳化试验方法

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T0581-2020水泥混凝土碳化试验方法

1 目的、适用范围和引用标准

本方法规定了硬化后水泥混凝土碳化的试验方法。

本方法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。

引用标准：

《混凝土碳化试验箱》（JG/T 247）

2 仪具与材料

2.1 碳化箱：应符合现行《混凝土碳化试验箱》（JG/T 247）的规定，并采用带有密封盖的密闭容器，容器的容积至少为预定进行试验的试件体积的两倍。碳化箱内应有架空试件的支架、二氧化碳引入口、分析取样用的气体导出口、箱内气体对流循环装置，为保持箱内恒温恒湿所需的设施以及温度湿度监测装置。宜在碳化箱上设玻璃观察口，对箱内的温度进行读数。

2.2 气体分析仪：应能分析箱内二氧化碳浓度，并应精确至±1%。

2.3 二氧化碳供气装置：气瓶、压力表和流量计。

3 试件制备

3.1 本方法应采用棱柱体混凝土试件，以3块为一组，棱柱体的长宽比不小于3。

3.2 无棱柱体试件时，也可用立方体试件，其数量应相应增加。

3.3 试件应在28d龄期进行碳化试验，掺有掺合料的混凝土可根据其特性决定碳化前的养护龄期。碳化试验的试件采用标准养护，试件应在试验前2d从标准养护室取出，然后在60℃下烘48h。

3.4 经烘干处理后的试件，除应留下一个或相对的两个侧面外，其余表面应采用加热的石蜡予以密封，然后在暴露侧面上沿长度方向用铅笔以10mm间距画出平行线，作为预定碳化深度的测量点。

4 试验步骤

4.1 将密封处理的试件放在碳化箱内的支架上，各试件之间的间距不小于50mm。

4.2 试件放入碳化箱后，将碳化箱密封，密封可采用机械方法或油封，但不得采用水封。开动箱内气体对流装置，徐徐充入二氧化碳，并测定箱内的二氧化碳浓度；逐步调节二氧化碳的流量，使箱内的二氧化碳浓度保持在20%±3%。在整个试验期间应采取去湿措施，使箱内的相对湿度控制在70%±5%，温度控制在20℃±2℃的。

4.3 碳化试验开始后，每隔一定时间对箱内的二氧化碳浓度、温度及湿度作一次测定。在前2d 每隔2h 测定一次，以后每隔4h 测定一次。试验中应根据所测得的二氧化碳浓度、温度及湿度随时调节这些参数。可用干燥硅胶去湿，也可采用其他更有效的方法去湿。

4.4 应在碳化到了3d、7d、14d 和28d 时，分别取出试件，破型测定碳化深度。棱柱体试件应通过在压力试验机上的劈裂法或用干锯法从一端开始破型。每次切除的厚度为试件宽度的一半，切后应用石蜡将破型后试件的切断面封好，再放入箱内继续碳化，直到下一个试验期。当采用立方体试件时，应在试件中部劈开，立方体试件只作一次检验，劈开测试碳化深度后不得再重复使用。

4.5 将切除所得的试件部分刷去断面上残存的粉末，然后喷上（或滴上）浓度为1%的酚酞酒精溶液（酒精溶液含20%的蒸馏水）。约经30s 后，按原先标画的每10mm 一个量点用钢板尺测出各点碳化深度。当测点处的碳化分界线上刚好嵌有粗集料颗粒时，可取该颗粒两侧处碳化深度的算术平均值作为该点的深度值，精确至0.1mm。

5 结果计算

混凝土在各试验龄期时的平均碳化深度，按式（T 0581-1）计算：

（T 0581-1）

式中： dt——试件碳化 t（d）后的平均碳化深度（mm）；

di ——各测点的碳化深度（mm）；

n——测点总数。

以3个试件碳化28d 的碳化深度算术平均值作为该组混凝土试件碳化测定值，结果精确至0.1mm。

6 试验报告

试验报告应包括下列内容：

（1） 原材料的品种、规格和产地；

（2） 仪器设备的名称、型号及编号；

（3） 环境温度和湿度；

（4） 各测点的碳化深度；i d

（5） 试件碳化t（d）后的平均碳化深度；t d

（6） 要说明的其他内容。

条文说明

本方法参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T 50082-2009）编制。混凝土抗碳化能力是耐久性的一个重要指标，尤其在评定大气条件下混凝土对钢筋的保护作用（混凝土的护筋性能）时起着关键作用。

过去用立方体试件进行碳化试验，每个试件只能使用一次。现在不少单位都采用棱柱体试件，棱柱体试件碳化试验到一定龄期时从一段劈开试件测定碳化深度，然后用石蜡封头后还可以继续进行碳化试验。这样，由于在同一个试件上测量得到各龄期的碳化深度值，消除了因试件不同而形成的误差。实际操作时立方体试件使用更为方便，更容易得到，所以本方法规定也容许使用立方体试件，但因为立方体试件只能使用一次，因此其数量应按试验要求予以增加。

碳化试验后，混凝土断面上碳化层的界限是很不规则的，为了防止测量过程中人为因素的影响，标准规定在试验前即应画线，画线平行于时间长度方向，间距为10mm，定出测定位置，碳化到规定龄期破型后就按照预定的测定测量碳化深度。

由于温度、湿度和二氧化碳的浓度对碳化结果影响很大，故本方法规定应经常检测碳化试验设备的温度、湿度和二氧化碳的浓度的变化情况。目前的碳化设备可自动调节温度和二氧化碳浓度等条件，但对湿度还应进行人工干预。目前，一般采用硅胶作干燥剂来调控湿度，也可用其他更好的方法来控制湿度。

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