活性粉末混凝土耐久性研究（2）

第二章　原材料及試驗(yàn)方法 
　　RPC混泥土一般由水泥，細(xì)砂，硅灰，石英粉和高效減水劑組成，結(jié)合我國的實(shí)際情況，我們將石英粉用粉煤灰代替，且由于這樣配制成型制作出的試件抗壓強(qiáng)度達(dá)不到使用的要求，我們在其中加入鋼纖維，以提高其抗折性能。 

2.1　試驗(yàn)原材料及基本性能 
　　試驗(yàn)原材料：水泥，粉煤灰，硅粉，砂，鋼纖維，減水濟(jì)，水 

（1）水泥 
　　海星小野田P.Ⅱ型525R硅酸鹽水泥，查閱資料可得： 
　　水泥的性能見表2－1： 

（2）摻合料 
a  粉煤灰 
采用媽灣電廠產(chǎn)一級粉煤灰，灰褐色。 
b  硅粉： 
　　采用中國貴州遵義鐵合金廠產(chǎn)山鷹牌硅粉，灰白色。 

(3)細(xì)骨料 
東莞河砂（用0.63mm篩子過篩）； 
含泥量：0.5 

(4)外加劑 
　　KFDN-SP3000高效減水劑； 

(5)鋼纖維 
　　嘉興市經(jīng)緯鋼纖維有限公司產(chǎn)平直型鋼纖維，規(guī)格：15-40mm，等效直徑0.3-0.8mm；長徑比：30～60；抗拉強(qiáng)度≧380MPa及其他異性鋼纖維。 

（6）水 
　　普通自來水 

2.2　試驗(yàn)方法 
2.2.1　試件的制作與養(yǎng)護(hù)  
(1) 試件制作 
   按GB/T50081-2002,采用60L混凝土攪拌機(jī)，先將鋼纖維放進(jìn)攪拌機(jī)3分鐘進(jìn)行分散，然后加入膠凝材料和細(xì)沙干攪3分鐘，再加入一半水和外加劑攪拌3分鐘，最后加入另一半水?dāng)嚢?分鐘。測定塌落度和擴(kuò)展度。 
　　用振動(dòng)臺(tái)振實(shí)制作試件應(yīng)該按下述方法進(jìn)行： 
1）將混凝土拌合物一次裝入試模，裝料時(shí)應(yīng)用抹刀沿各試模壁插搗，并使混凝土拌合物高出試?？凇?nbsp;
2）試模應(yīng)附著或固定在振動(dòng)臺(tái)上，振動(dòng)時(shí)試模不得有任何跳動(dòng)，振動(dòng)應(yīng)持續(xù)到表面出漿為止；不得過振。 

(2) 試件養(yǎng)護(hù) 
　　標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)按GB/T50081-2002，一天拆模后應(yīng)立即放入溫度為20±2℃，相對濕度為95℃以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)的試件應(yīng)放在支架上，彼此間隔10～20mm試件表面應(yīng)保持濕潤，并不被水直接沖淋；標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡為28天。熱養(yǎng)護(hù)為一天拆模放進(jìn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，在6小時(shí)內(nèi)升溫至90攝氏度，在90攝氏度蒸養(yǎng)3天。 

2.2.2  RPC強(qiáng)度和耐久性試驗(yàn)方法  
（1） RPC抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 
a試驗(yàn)注意事項(xiàng) 
1）試件從養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，將試件表面與上下承壓板面擦干凈。 
2）將試件安放在試驗(yàn)機(jī)的下壓板或墊板上，試件的承壓面應(yīng)與成型時(shí)的頂面垂直。試件的中心應(yīng)與試驗(yàn)機(jī)下壓板中心對準(zhǔn)，開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，當(dāng)上壓板與試件或鋼墊板接近時(shí)，調(diào)準(zhǔn)球座，使接觸均衡。 
3）在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)連續(xù)均勻地加荷，取每秒鐘0.8～1.0mpa。 
4）當(dāng)試件接近破壞開始急劇變形時(shí)，應(yīng)停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門，直至破壞。然后記錄破壞荷載。 
b試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算方法： 
　　混凝土立方體抗壓強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算： 
fcc＝F/A 

式中  fcc——混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度（mpa）； 
       F——試件破壞荷載（N）； 
       A——試件承壓面積（mm²）。 
   混凝土立方體抗壓強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)精確到0.1mpa。 

(2)劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn) 
a 劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)步驟： 
1）試件從養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，將試件表面與上下承壓板面擦干凈。 
2）將試件放在試驗(yàn)機(jī)下壓板的中心位置，劈裂承壓面和劈裂面應(yīng)與試件成型時(shí)的頂面垂直；在上、下壓板與時(shí)間之間墊以圓弧形墊塊及墊條各一條，墊塊與墊條應(yīng)與試件上、下面的中心線對準(zhǔn)并與成型時(shí)的頂面垂直。宜把墊條及試件安裝在定位架上使用。 
3）開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)。當(dāng)上壓板與圓弧形墊塊接近時(shí)，調(diào)整球座，使接觸均衡。加荷應(yīng)連續(xù)均勻，每秒鐘0.08～0.10MPa,至試件接近破壞時(shí)，應(yīng)停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門，直至試件破壞，然后記錄破壞荷載。 
b 劈裂抗拉強(qiáng)度計(jì)算方法： 
            fts=0.637F/A    

　式中  fts——混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度（MPa）; 

       F——試件破壞荷載（n）； 
       A——試件劈裂面面積（mm²） 
      劈裂抗拉強(qiáng)度計(jì)算精確到0.01MPa 

(3)抗折強(qiáng)度試驗(yàn) 
a 抗折強(qiáng)度試驗(yàn)步驟： 
1）試件從養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，將試件表面擦干凈。 
2）裝置試件安裝尺寸偏差不得大于1mm。試件的承壓面應(yīng)為試件成型時(shí)的側(cè)面。支座及承壓面與圓柱的接觸面應(yīng)平穩(wěn)、均勻，否則應(yīng)墊平。 
3）施加荷載應(yīng)保持均勻、連續(xù)。每秒鐘0.08～0.10MPa，至試件接近破壞時(shí)，應(yīng)停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門，直至試件破壞，然后記錄破壞荷載。 
4）記錄試件破壞荷載的試驗(yàn)機(jī)示值及試件下邊緣斷裂位置。 
b 抗折強(qiáng)度計(jì)算方法：    
                    ff＝FL/(BH²) 

式中  ff——混凝土抗折強(qiáng)度（mpa） 

      F——試件破壞荷載（n） 
      L——支座間跨度(mm) 
      H——試件截面高度（mm） 
      B——試件截面寬度（mm） 

(4) 抗?jié)B性試驗(yàn) 

a 試驗(yàn)步驟： 
1）6個(gè)試件為一組。 
2）試件成型后24h拆模，用鋼絲刷刷去兩端面水泥漿膜，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至28d。 
3）試件養(yǎng)護(hù)到期后取出，擦干表面，用鋼絲刷刷凈兩端面。等表面干燥后，在試件側(cè)面滾涂一層密封材料，然后在螺旋加壓器上壓入經(jīng)過烘箱或電爐預(yù)熱過得試模中，使試件模底平齊。等試模變冷后，即可解除壓力，裝至滲透儀上進(jìn)行試驗(yàn)。 
　　如在實(shí)驗(yàn)過程中，水從試件周邊滲出，說明密封不好，應(yīng)重新密封。 
4）試驗(yàn)時(shí)，水壓水壓控制恒定為2.0±0.05MPa。48h后停止試驗(yàn)，取出試件。 
b 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理： 
　　計(jì)算6個(gè)試件的滲水高度的算術(shù)平均值，作為該組試件的平均滲水高度。相對滲水系數(shù)按下式計(jì)算： 

                    Sk= 

式中 Sk—相對滲透系數(shù)（mm/h） 
     Dm—平均滲水高度（mm） 
     H—水壓力，以水柱高度表示（mm），本試驗(yàn)取204.14×10mm。 
     T—恒壓經(jīng)過的時(shí)間（h） 
     m—混泥土的吸水率，一般為0.03 
　　以上六個(gè)試件的計(jì)算平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)試驗(yàn)所得滲水高度或相對滲透系數(shù)，比較混泥土的密實(shí)性。 

(5) 耐磨性試驗(yàn) 

a 試驗(yàn)步驟： 
1）將標(biāo)準(zhǔn)砂裝入磨料料斗。 
2）將試件固定在試件托架上，使試件表面平行于摩擦鋼輪的軸線，且垂直于托架底座。 
3）啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使鋼輪以75r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，接著，調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使磨料至少以1L/min的速度均勻落下，立即將試件與摩擦鋼輪接觸，并開始計(jì)時(shí)。 
4)磨至下表規(guī)定的時(shí)間后，關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，移開托架，關(guān)閉節(jié)流閥，取下試件，在試件上用游標(biāo)卡尺測量磨坑兩邊緣和中間的長度，精確至0.1mm，取其平均值。

 
5)每塊試件應(yīng)在其表面上互相垂直的兩個(gè)不同部位進(jìn)行兩次試驗(yàn)。 
b 試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算與評定 
1）試驗(yàn)結(jié)果以5塊試件10次試驗(yàn)的平均磨坑長度進(jìn)行評定，必要時(shí)，也可用平均磨坑體積進(jìn)行評定，長度精確至0.1mm，體積精確至1mm³。 
2）當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果以體積表示時(shí)，磨坑體積按下式計(jì)算： 

V=（丌*α/180-sinα）*bd²/8 

Sin（α/2）＝l/d 

式中 d——摩擦鋼輪直徑，mm 
     b——摩擦鋼輪寬度，mm 
    α——磨坑長度所對之圓心角，（º） 
    l——磨坑長度，mm 

(6) 靜力受壓彈性模量試驗(yàn) 

a 試驗(yàn)步驟： 
1）試件從養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出后先將試件表面與上下承壓板面擦干凈。 
2）去3個(gè)試件測定混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度。另3個(gè)試件用于測定混凝土的彈性模量。 
3）在測定混凝土彈性模量時(shí)，變形測量儀應(yīng)安裝在試件兩側(cè)的中線上并對稱于試件的兩端。 
4）應(yīng)仔細(xì)調(diào)整試件在壓力試驗(yàn)機(jī)的位置，使其軸心與下壓板的中心線對準(zhǔn)。開動(dòng)壓力試驗(yàn)機(jī)，當(dāng)上壓板與試件接近時(shí)調(diào)整球座，使其接觸均衡。 
5）加荷至基準(zhǔn)應(yīng)力為0.5mpa的初始荷載值，保持恒載60s并在以后的30s內(nèi)記錄每測點(diǎn)的變形讀數(shù)。應(yīng)立即連續(xù)均勻地加荷至應(yīng)力為軸心抗壓強(qiáng)度的1/3的荷載值，保持恒載60s并在以后的30s內(nèi)記錄每一測點(diǎn)的變形讀數(shù)。所用加荷速度應(yīng)符合規(guī)定。 
6）當(dāng)以上這些變形值之差與它們平均值之比大于20%時(shí)，應(yīng)重新對中試件后重復(fù)試驗(yàn)。如果無法使其減少到低于20%，則此實(shí)驗(yàn)無效。 
7）在確認(rèn)試件對中符合規(guī)定時(shí)，以與加荷速度相同的速度卸荷至基準(zhǔn)應(yīng)力0.5mpa，恒載60s；然后用相同的加荷和卸荷速度以及60s的保持恒載至少進(jìn)行兩次反復(fù)預(yù)壓。在最后一次預(yù)壓完成后，在基準(zhǔn)應(yīng)力0.5mpa遲何60s并在以后的30s內(nèi)記錄每一測點(diǎn)的變形讀數(shù)；再用同樣的加荷速度加荷至初始荷載值，持何60s并在以后的30s內(nèi)記錄每一測點(diǎn)的變形讀數(shù)。 
8）卸除變形測量儀，以同樣的速度加荷至破壞，記錄破壞荷載。如果試件的抗壓強(qiáng)度與軸心抗壓強(qiáng)度之差超過軸心抗壓強(qiáng)度的20%時(shí)，則應(yīng)在報(bào)告中注明。 
b 試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算及確定 
1）混凝土彈性模量應(yīng)按下式計(jì)算： 

          Ec＝（Fa－Fo）/A×(L/Δn) 

式中   Ec——混凝土彈性模量，mpa 
      Fa——應(yīng)力為1/3軸心抗壓強(qiáng)度時(shí)的荷載，N 
      Fo——應(yīng)力為0.5mpa時(shí)的初始荷載，N 
      A——試件承壓面積，mm² 
      L——測量標(biāo)距，mm 

                   Δn＝εa－εo 

式中  Δn——最后一次從Fo加荷至Fa時(shí)試件兩側(cè)變形的平均值，mm 
      εa——Fa時(shí)試件兩側(cè)變形的平均值，mm 
      εo——Fo時(shí)試件兩側(cè)變形的平均值，mm 
      混凝土受壓彈性模量計(jì)算精確至100mpa； 
　　2）彈性模量按3個(gè)試件測值的算術(shù)平均值計(jì)算。如果其中有一個(gè)試件的軸心抗壓強(qiáng)度值與用以確定檢驗(yàn)控制荷載的軸心抗壓強(qiáng)度值相差超過后者的20%時(shí)，則彈性模量值按另兩個(gè)試件測值的算數(shù)平均值計(jì)算；如果有兩個(gè)試件超過上述規(guī)定時(shí)，則此次試驗(yàn)無效。 

(7) 混凝土收縮試驗(yàn) 

a  試驗(yàn)步驟： 
   1）測定代表某一混凝土收縮性能地特征值時(shí)，試件應(yīng)在3天齡期從標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室取出并立即移入恒溫恒濕室測定其初始長度，此后至少應(yīng)按一下規(guī)定的時(shí)間間隔測量其變形讀數(shù)： 
1、3、7、14、28、45、60、90、120、150、180天。 
　　測定混凝土在某一具體條件下的相對收縮值時(shí)（包括在徐變試驗(yàn)時(shí)的混凝土收縮變形測定）應(yīng)按要求的條件安排試驗(yàn)，對非標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件如需移入恒溫恒濕室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，應(yīng)先在該室內(nèi)預(yù)置4h，再測其初始值，以使他們具有相同的溫度基準(zhǔn)。測量時(shí)并應(yīng)記下試件的初始干濕狀態(tài)。 
2）測量前應(yīng)先用標(biāo)準(zhǔn)桿校正儀表的零點(diǎn)，并應(yīng)在半天的測定過程中至少再復(fù)核1～2次，如復(fù)核時(shí)發(fā)現(xiàn)零點(diǎn)與原值的偏差超過±0.01mm，調(diào)零后應(yīng)重新測定。 
3）試件每次在收縮儀上放置的位置、方向均應(yīng)保持一致。為此，試件上應(yīng)標(biāo)明相應(yīng)記號。試件在放置及取出時(shí)間應(yīng)輕穩(wěn)仔細(xì)，勿使碰撞表架及表?xiàng)U，如發(fā)生碰撞，則應(yīng)取下試件，重新以標(biāo)準(zhǔn)桿復(fù)核零點(diǎn)。 
　　用接觸式引伸儀測定時(shí)，也應(yīng)注意使每次測量時(shí)試件與儀表保持同樣的方向性。每次讀數(shù)應(yīng)重復(fù)3次。 
4）試件在恒溫恒濕室內(nèi)放置在不吸水的擱架上，底面架空，其總支承面積不應(yīng)大于100乘截面邊長，每個(gè)試件之間應(yīng)至少留有30mm的間隙。 
5）需要測定混凝土自縮值的試件，在3天齡期時(shí)從標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室取出后應(yīng)立即密封處理，密封處理可采用金屬套或蠟封，采用金屬套時(shí)試件裝入后應(yīng)蓋嚴(yán)焊死，不得留有任何能使內(nèi)外濕度交換的縫隙，外露測頭的周圍也應(yīng)用石蠟反復(fù)封堵嚴(yán)實(shí)，采用蠟封時(shí)至少應(yīng)涂蠟3次，每次涂蠟前應(yīng)用浸蠟的紗布或蠟紙包裹嚴(yán)實(shí)，蠟封完畢后應(yīng)套以塑料袋加以保護(hù)。 
　　自縮試驗(yàn)期間，試件應(yīng)無重量變化，如在180天實(shí)驗(yàn)間隔期間重量變化超過10g，該試件的試驗(yàn)結(jié)果無效。 
b  混凝土收縮值應(yīng)按下式計(jì)算： 


                εst＝（Lo－Lt）/Lb 

式中：εst——試驗(yàn)期為t天的混凝土收縮值，t從測試初始長度時(shí)算起 

Lb——試件的測量標(biāo)距，用混凝土收縮儀測定時(shí)應(yīng)等于兩側(cè)頭內(nèi)側(cè)的距離，即等于混凝土試件的長度減去2倍側(cè)頭埋入深度，mm 
Lo——試件長度初始讀數(shù)，mm 
Lt——試件在試驗(yàn)期為t時(shí)測得長度讀數(shù)，mm 
作為相互比較的混凝土收縮值為不密封試件于3天齡期自標(biāo)注養(yǎng)護(hù)室移入恒溫恒濕室中放置180天所測得的收縮值。取3個(gè)試件值的算術(shù)平均值作為該混凝土的收縮值，計(jì)算精確到10×10-6。 

(8) 混凝土抗氯離子滲透性試驗(yàn) 

a 試驗(yàn)步驟 
1）從水中取出試片，抹掉表面多余的水分，然后將試片移至一密封罐或其他容器中，以維持試片在95％或更高的相對濕度。 
2）試件安裝 
   a．若使用分為兩半的試件電池盒，則密封膠應(yīng)準(zhǔn)備約20到40克。 
   b．低粘度的試件盒密封膠——若需用濾紙，將濾紙放置于施加電壓的電池盒內(nèi)的一個(gè)網(wǎng)板中央，見密封膠涂到盒旁的黃銅墊片上，小心的取走濾紙。壓放試片于網(wǎng)板上，將溢出試片與電池盒邊界多余的密封膠清除或磨平。 
   c．高粘度的試片盒密封膠——置試片于網(wǎng)板上，沿試片與電池盒的環(huán)形邊界環(huán)涂密封膠。 
   d．以非滲透性材料如橡膠或塑料片覆蓋試片的露出表面，將橡皮止水環(huán)放入試片盒內(nèi)的填塞孔中，以防止水分流動(dòng)，根據(jù)制造商的使用指南，讓密封膠固化。 
   e．對另外半個(gè)電池盒重復(fù)步驟b(或c)與d，完成后，試片在施加電壓用的電池盒內(nèi)。 
3）試片安裝（使用橡膠墊圈的方案）： 
   在每一個(gè)半個(gè)電池盒中，放置外徑為100mm、內(nèi)勁為75mm、厚度為6mm的硫化橡膠墊圈，然后放入試片，并將試驗(yàn)用的電池盒的兩半夾在一起以達(dá)到密封的目的。 
4）將3.0%的NaCl溶液注入包含著試片頂部端面的那半個(gè)電池盒內(nèi)與負(fù)極相連），而電池盒的另一側(cè)（與正極相連）則注入0.3N的NaOH溶液。 
5）將兩根導(dǎo)線分別連接在電池盒的香蕉型接線柱上，正確地接到福特表和數(shù)據(jù)讀出儀器上， 
6）試驗(yàn)期間，試片周圍的空氣溫度應(yīng)維持在20℃至25℃間。 
7）最少每隔30分鐘讀記一次電流，若以電壓表結(jié)合并聯(lián)電阻來讀出電流，使用適當(dāng)?shù)恼鬯阆禂?shù)將電流讀數(shù)折算成安培值。整個(gè)試驗(yàn)期間，必須保持每個(gè)半電池盒中始終充滿著適當(dāng)?shù)娜芤骸?nbsp;
8）取出試片，用自來水充分漂洗電池盒，剝除并丟去殘存的密封膠。 
b計(jì)算并解釋結(jié)果 
1）繪制電流對時(shí)間圖，以光滑曲線連接數(shù)據(jù)點(diǎn)，并對曲線下方的面積做積分得到試驗(yàn)6小時(shí)通過的電量。  

Q=900×（I0+2I30+2I60+···+2I300+2I330+I360） 

式中:Q=通過的電量（庫侖） 
     I0＝施加電壓后的即時(shí)電流（安培） 
     Ii＝施加電壓后第i分鐘的電流（安培）