T0581-2020水泥混凝土碳化試驗方法

1目的、適用范圍和引用標準

本方法規定了硬化后水泥混凝土碳化的試驗方法。

本方法適用于測定在一定濃度的二氧化碳氣體介質中混凝土試件的碳化程度。

引用標準：

《混凝土碳化試驗箱》（JG/T247）

2儀具與材料

2.1碳化箱：應符合現行《混凝土碳化試驗箱》（JG/T247）的規定，并采用帶有密封蓋的密閉容器，容器的容積至少為預定進行試驗的試件體積的兩倍。碳化箱內應有架空試件的支架、二氧化碳引入口、分析取樣用的氣體導出口、箱內氣體對流循環裝置，為保持箱內恒溫恒濕所需的設施以及溫度濕度監測裝置。宜在碳化箱上設玻璃觀察口，對箱內的溫度進行讀數。

2.2氣體分析儀：應能分析箱內二氧化碳濃度，并應精確至±1%。

2.3二氧化碳供氣裝置：氣瓶、壓力表和流量計。

3試件制備

3.1本方法應采用棱柱體混凝土試件，以3塊為一組，棱柱體的長寬比不小于3。

3.2無棱柱體試件時，也可用立方體試件，其數量應相應增加。

3.3試件應在28d齡期進行碳化試驗，摻有摻合料的混凝土可根據其特性決定碳化前的養護齡期。碳化試驗的試件采用標準養護，試件應在試驗前2d從標準養護室取出，然后在60℃下烘48h。

3.4經烘干處理后的試件，除應留下一個或相對的兩個側面外，其余表面應采用加熱的石蠟予以密封，然后在暴露側面上沿長度方向用鉛筆以10mm間距畫出平行線，作為預定碳化深度的測量點。

4試驗步驟

4.1將密封處理的試件放在碳化箱內的支架上，各試件之間的間距不小于50mm。

4.2試件放入碳化箱后，將碳化箱密封，密封可采用機械方法或油封，但不得采用水封。開動箱內氣體對流裝置，徐徐充入二氧化碳，并測定箱內的二氧化碳濃度；逐步調節二氧化碳的流量，使箱內的二氧化碳濃度保持在20%±3%。在整個試驗期間應采取去濕措施，使箱內的相對濕度控制在70%±5%，溫度控制在20℃±2℃的。

4.3碳化試驗開始后，每隔一定時間對箱內的二氧化碳濃度、溫度及濕度作一次測定。在前2d每隔2h測定一次，以后每隔4h測定一次。試驗中應根據所測得的二氧化碳濃度、溫度及濕度隨時調節這些參數。可用干燥硅膠去濕，也可采用其他更有效的方法去濕。

4.4應在碳化到了3d、7d、14d和28d時，分別取出試件，破型測定碳化深度。棱柱體試件應通過在壓力試驗機上的劈裂法或用干鋸法從一端開始破型。每次切除的厚度為試件寬度的一半，切后應用石蠟將破型后試件的切斷面封好，再放入箱內繼續碳化，直到下一個試驗期。當采用立方體試件時，應在試件中部劈開，立方體試件只作一次檢驗，劈開測試碳化深度后不得再重復使用。

4.5將切除所得的試件部分刷去斷面上殘存的粉末，然后噴上（或滴上）濃度為1%的酚酞酒精溶液（酒精溶液含20%的蒸餾水）。約經30s后，按原先標畫的每10mm一個量點用鋼板尺測出各點碳化深度。當測點處的碳化分界線上剛好嵌有粗集料顆粒時，可取該顆粒兩側處碳化深度的算術平均值作為該點的深度值，精確至0.1mm。

5結果計算

混凝土在各試驗齡期時的平均碳化深度，按式（T0581-1）計算：

（T0581-1）

式中：dt——試件碳化t（d）后的平均碳化深度（mm）；

di——各測點的碳化深度（mm）；

n——測點總數。

以3個試件碳化28d的碳化深度算術平均值作為該組混凝土試件碳化測定值，結果精確至0.1mm。

6試驗報告

試驗報告應包括下列內容：

（1）原材料的品種、規格和產地；

（2）儀器設備的名稱、型號及編號；

（3）環境溫度和濕度；

（4）各測點的碳化深度；id

（5）試件碳化t（d）后的平均碳化深度；td

（6）要說明的其他內容。

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準》（GB/T50082-2009）編制。混凝土抗碳化能力是耐久性的一個重要指標，尤其在評定大氣條件下混凝土對鋼筋的保護作用（混凝土的護筋性能）時起著關鍵作用。

過去用立方體試件進行碳化試驗，每個試件只能使用一次。現在不少單位都采用棱柱體試件，棱柱體試件碳化試驗到一定齡期時從一段劈開試件測定碳化深度，然后用石蠟封頭后還可以繼續進行碳化試驗。這樣，由于在同一個試件上測量得到各齡期的碳化深度值，消除了因試件不同而形成的誤差。實際操作時立方體試件使用更為方便，更容易得到，所以本方法規定也容許使用立方體試件，但因為立方體試件只能使用一次，因此其數量應按試驗要求予以增加。

碳化試驗后，混凝土斷面上碳化層的界限是很不規則的，為了防止測量過程中人為因素的影響，標準規定在試驗前即應畫線，畫線平行于時間長度方向，間距為10mm，定出測定位置，碳化到規定齡期破型后就按照預定的測定測量碳化深度。

由于溫度、濕度和二氧化碳的濃度對碳化結果影響很大，故本方法規定應經常檢測碳化試驗設備的溫度、濕度和二氧化碳的濃度的變化情況。目前的碳化設備可自動調節溫度和二氧化碳濃度等條件，但對濕度還應進行人工干預。目前，一般采用硅膠作干燥劑來調控濕度，也可用其他更好的方法來控制濕度。