·1606 工程科学学报，第38卷，第11期 研究，包括加速碳化、氯离子渗透和快速冻融循环试 验.试验方法分别简述如下. (1)加速碳化试验.依据GB/T50082一2009《普 通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中加速 碳化试验的规定，试件养护至规定龄期后，开始碳 化试验，加速碳化箱内中C02体积分数为20%，控制温 度为(20±2)℃，相对湿度为70%.待试件碳化至7、 14和28d时，取出相应试件，按照标准规定的方法测 定混凝土的碳化深度.首先用压力试验机将试件劈 开，每次劈开厚度应为试件宽度的一半，将试件剩余部 232 分的切段面封好后继续放入碳化箱至下一试验期.然 1一阳极板：2一阳极溶液：3一试件：4一阴极溶液：5一直流稳压电 后，对劈除部分的表面进行清理，去除残存的粉末，并 源：6一有机硅橡胶套：7一环箍：8一阴极板：9一支架：10一阴极试 立即喷上1%酚酞乙醇浓液，约30s后，按每10mm 验槽 个测量点测出断面各点的碳化深度.当测点处的碳化 图3RCM氯离子扩散系数试验测试装置示意图 Fig.3 RCM test equipment to measure the chloride diffusion coeffi- 分界线上刚好嵌有粗骨料颗粒时，可取该颗粒两侧处 cient 碳化深度的平均值作为该点的碳化深度，最后取所有 测点的平均值作为该试件的碳化深度. 计，以纤维频数与相同间距为依据作图，得到五种不同 (2)氯离子渗透试验.依据GB/T50082一2009 搅拌方式下纤维的分散情况，结果如图4所示.图中 《谱通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中 纤维比例分组的序号1~10各组代表的纤维比例依次 混凝土氯离子扩散系数快速测法(rapid chloride migra- 为0-0.01、0.01≈0.02、0.02~0.03、0.03-0.04、 tion,RCM),对混凝土的氯离子渗透性能进行试验测 0.05≈0.06、0.06-0.07、0.07-0.08、0.08≈0.09、 定和评价.首先将圆柱体试件表面刷洗洁净，将试件 0.09~0.1及0.1以上 在饱和面干状态下置于真空容器中进行真空饱水处 由结果可以发现：第一种搅拌方式纤维分布主要 理，然后将试件安装至RCM试验装置中，如图3所示， 集中在0.01~0.02和0.02~0.03之间，这两个间距 确保试件的圆柱曲面密封性良好.试件安装完成后， 之间的纤维比例占纤维总数的30%和32%，0.01以下 在橡胶套中注入约300mL浓度为0.3molL-的NaOH 占12%，而0.04以上则整体比例更小：第二种搅拌方 溶液：在阴极试验槽内注入12L质量分数为10%的 式的纤维分散比例主要集中在0.02~0.03之间，占纤 NaCl溶液，并使其液面与NaOH溶液的液面齐平.最 维总量的31%，0.01~0.02和0.03~0.04则分别占 后，将电源的阳极用导线连至橡胶筒中的阳极板，将阴 17%和22%，而两端的纤维分散比较少：第三种搅拌 极连至试验槽中的阴极板.试验结束后，测定氯离子 方式的纤维分散主要集中在0.02~0.03和0.03~ 的渗透深度，然后计算得到混凝土的非稳态氯离子扩 0.04之间，占总量的26%和25%，其次为0.01~0.02 散系数 和0.04~0.05之间，0.01以下和0.06以上的纤维分 (3)冻融循环试验.依据GB/T50082一2009《普 散较少，此种搅拌方式下纤维分散更为均匀，检测到的 通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，试件 纤维更多：第四种搅拌方式的纤维分散主要集中在 成型后放入标准养护室养护，到达试验龄期前4d将 0.02~0.03和0.03~0.04之间，占纤维总量的29% 试件取出放入(20±3)℃的水中浸泡.试验前将试件 和25%，0.01以下的纤维所占比例较大，而0.05以上 从水中取出，擦去表面水后测量自振频率，并称取质 纤维比例较少，此种搅拌方式纤维分散比较离散，各组 量，作为评定抗冻性的起始值.试验采用快速冻融法. 均未占很大的比例：第五种搅拌方式的纤维分散与第 每次冻融循环约为2.5h,试件中心的温度要严格控制 三种搅拌方式类似，主要集中在0.02~0.03和0.03~ 在(-17±2)℃和(8±2)℃之间.在每50次冻融循环 0.04之间，占纤维总量的25%和20.7%，纤维分布集 后，测定试件的质量变化和相对动弹性模量的变化，进 中在0.01~0.06之间，0.01以下和0.06以上的基本 而评价其抗冻性能 可以忽略，此种搅拌方式纤维分散比较好，两端的极值 情况都很少 2试验结果与讨论 搅拌方式对纤维分散有一定的影响，纤维分散基 2.1搅拌方式对纤维分散度的影响 本符合统计分布中正态分布的类型.除第一种搅拌方 根据图像处理得出的直接数据，对纤维比例（纤 式得到的均值偏小外，其余基本一致，五种搅拌方式下 维面积与整张图片面积的比值)按间距为0.01进行统 低含量的纤维分布差别小，高含量的分散差别较大，第工程科学学报，第 38 卷，第 11 期 研究，包括加速碳化、氯离子渗透和快速冻融循环试 验． 试验方法分别简述如下． ( 1) 加速碳化试验． 依据 GB/T 50082—2009《普 通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中加速 碳化试验的规定［16］，试件养护至规定龄期后，开始碳 化试验，加速碳化箱内中 CO2体积分数为 20% ，控制温 度为( 20 ± 2) ℃，相对湿度为 70% ． 待试件碳化至 7、 14 和 28 d 时，取出相应试件，按照标准规定的方法测 定混凝土的碳化深度． 首先用压力试验机将试件劈 开，每次劈开厚度应为试件宽度的一半，将试件剩余部 分的切段面封好后继续放入碳化箱至下一试验期． 然 后，对劈除部分的表面进行清理，去除残存的粉末，并 立即喷上 1% 酚酞乙醇浓液，约 30 s 后，按每 10 mm 一 个测量点测出断面各点的碳化深度． 当测点处的碳化 分界线上刚好嵌有粗骨料颗粒时，可取该颗粒两侧处 碳化深度的平均值作为该点的碳化深度，最后取所有 测点的平均值作为该试件的碳化深度． ( 2) 氯离子渗透试验． 依据 GB/T 50082—2009 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中 混凝土氯离子扩散系数快速测法( rapid chloride migra￾tion，ＲCM) ，对混凝土的氯离子渗透性能进行试验测 定和评价． 首先将圆柱体试件表面刷洗洁净，将试件 在饱和面干状态下置于真空容器中进行真空饱水处 理，然后将试件安装至 ＲCM 试验装置中，如图 3 所示， 确保试件的圆柱曲面密封性良好． 试件安装完成后， 在橡胶套中注入约300 mL 浓度为0. 3 mol·L － 1 的 NaOH 溶液; 在阴极试验槽内注入 12 L 质量分数为 10% 的 NaCl 溶液，并使其液面与 NaOH 溶液的液面齐平． 最 后，将电源的阳极用导线连至橡胶筒中的阳极板，将阴 极连至试验槽中的阴极板． 试验结束后，测定氯离子 的渗透深度，然后计算得到混凝土的非稳态氯离子扩 散系数． ( 3) 冻融循环试验． 依据 GB/T 50082—2009《普 通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，试件 成型后放入标准养护室养护，到达试验龄期前 4 d 将 试件取出放入( 20 ± 3) ℃ 的水中浸泡． 试验前将试件 从水中取出，擦去表面水后测量自振频率，并称取质 量，作为评定抗冻性的起始值． 试验采用快速冻融法． 每次冻融循环约为 2. 5 h，试件中心的温度要严格控制 在( － 17 ± 2) ℃和( 8 ± 2) ℃之间． 在每 50 次冻融循环 后，测定试件的质量变化和相对动弹性模量的变化，进 而评价其抗冻性能． 2 试验结果与讨论 2. 1 搅拌方式对纤维分散度的影响 根据图像处理得出的直接数据，对纤维比例( 纤 维面积与整张图片面积的比值) 按间距为 0. 01 进行统 1—阳极板; 2—阳极溶液; 3—试件; 4—阴极溶液; 5—直流稳压电 源; 6—有机硅橡胶套; 7—环箍; 8—阴极板; 9—支架; 10—阴极试 验槽 图 3 ＲCM 氯离子扩散系数试验测试装置示意图 Fig． 3 ＲCM test equipment to measure the chloride diffusion coeffi￾cient 计，以纤维频数与相同间距为依据作图，得到五种不同 搅拌方式下纤维的分散情况，结果如图 4 所示． 图中 纤维比例分组的序号 1 ～ 10 各组代表的纤维比例依次 为 0 ～ 0. 01、0. 01 ～ 0. 02、0. 02 ～ 0. 03、0. 03 ～ 0. 04、 0. 05 ～ 0. 06、0. 06 ～ 0. 07、0. 07 ～ 0. 08、0. 08 ～ 0. 09、 0. 09 ～ 0. 1 及 0. 1 以上． 由结果可以发现: 第一种搅拌方式纤维分布主要 集中在 0. 01 ～ 0. 02 和 0. 02 ～ 0. 03 之间，这两个间距 之间的纤维比例占纤维总数的 30% 和32% ，0. 01 以下 占 12% ，而 0. 04 以上则整体比例更小; 第二种搅拌方 式的纤维分散比例主要集中在 0. 02 ～ 0. 03 之间，占纤 维总量的 31% ，0. 01 ～ 0. 02 和 0. 03 ～ 0. 04 则分别占 17% 和 22% ，而两端的纤维分散比较少; 第三种搅拌 方式的纤维 分 散 主 要 集 中 在 0. 02 ～ 0. 03 和 0. 03 ～ 0. 04 之间，占总量的 26% 和 25% ，其次为 0. 01 ～ 0. 02 和 0. 04 ～ 0. 05 之间，0. 01 以下和 0. 06 以上的纤维分 散较少，此种搅拌方式下纤维分散更为均匀，检测到的 纤维更多; 第四种搅拌方式的纤维分散主要集中在 0. 02 ～ 0. 03 和 0. 03 ～ 0. 04 之间，占纤维总量的 29% 和 25% ，0. 01 以下的纤维所占比例较大，而 0. 05 以上 纤维比例较少，此种搅拌方式纤维分散比较离散，各组 均未占很大的比例; 第五种搅拌方式的纤维分散与第 三种搅拌方式类似，主要集中在 0. 02 ～ 0. 03 和 0. 03 ～ 0. 04 之间，占纤维总量的 25% 和 20. 7% ，纤维分布集 中在 0. 01 ～ 0. 06 之间，0. 01 以下和 0. 06 以上的基本 可以忽略，此种搅拌方式纤维分散比较好，两端的极值 情况都很少． 搅拌方式对纤维分散有一定的影响，纤维分散基 本符合统计分布中正态分布的类型． 除第一种搅拌方 式得到的均值偏小外，其余基本一致，五种搅拌方式下 低含量的纤维分布差别小，高含量的分散差别较大，第 ·1606·