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混凝土冻融试验
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混凝土冻融试验
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混凝土快速冻融试验机试验指导书
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1.1慢冻法适用于检验以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凝土
的抗冻性能。
1.2快冻法适用于测定混凝土试件在水冻水融条件下，以经受的快速冻融循环次数来表示的混凝凝
土抗冻性能。
《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GB/T)
3.1.1慢冻法混凝土抗冻性能试验应采用100mm×100mm×100mm立方体试件。
3.1.3慢冻法混凝土抗冻性能试验所用设备应符合下列定。
冻融试验箱应能使试件静止不动，并应通过气冻水融进行冻融循环。在满载运转的条件下，冷冻期
间冻融试验箱内空气温度保持在-20℃～-18℃的范围以内。融化期间冻融试验箱内浸泡混凝土试件的水温保持在的范围18℃～20℃以内。满载时冻融试验箱内各点温度极差不应超过2℃。
试件架应采用不锈钢或者其他耐腐蚀的材料制作，其尺寸应与冻融试验箱和所装试件相适应。
称量设备的最大量程应为20公斤，感量不应超过5克。
压力试验机精度至少为±1%，其量程应能使试件的预期破坏荷载值不小于全量程的20%也不大于
全量程的80%.试验机上下压板及试件之间可各垫以钢垫板，两承压面均应机械加工与试件接触的压板
或垫板的尺寸应大于试件承压面,其不平度应为每100毫米不超过0.02毫米.
温度传感器的温度检测范围不应小于（-20℃～20℃），测量精度应为±0.5℃。
3.1.4慢冻法试验步骤
1.在标准养护室内或同条件养护的冻融试验的试件应在养护龄期为24d时提前将试件从养护地点取
出，随后应将试件放在(20±2)℃水中浸泡，浸泡时水面应高出试件顶面（20~30）mm，在水中浸泡时
间应为4d，试件应在28d龄期时开始进行冻融试验。始终在水中养护的冻融试验的试件，当试件养护龄
期达到28d时，可直接进行后续试验，对此种情况，应在试验报告中予以说明。
2.当试件养护龄期达到28d时应及时取出冻融试验的试件，用湿布擦除表面水分后应对外观尺寸进
形测量，试件的外观尺寸应满足本指导书第3.1.1节的要求，应分别编号、称重，然后按编置入试件架内，
且试件架与试件的接触面积不宜超过试件底面的1/5。试件与箱体内壁之间应至少留有20mm的空隙。试
件架中各试件之间应至少保持30min的空隙。
3.冷冻时间应在冻融箱内温度降至-18℃时开始计算。每次从装完试件到温度降至-18℃所需的时间
应在（1.5~2.0）h内。冻融箱内温度在冷冻时应保持（-20~-18）℃。
4.每次冻融循环中试件的冷冻时间不应小于4h。
5.冻结结束后,应立即加入温度为（18~20）℃的水，使试件转入融化状态，加水时间不应超过10min。
控制系统应确保在30min内，水温不低于10℃，且在30min后水温能保持在（18~20）℃。冻融箱内的水
面应至少高出试件表面20mm。融化时间不应小于4h。融化完毕视为该次冻融循环结束，可进入下次冻
6.每25次循环宜对冻融试件进行一次外观检查。当出现严重破坏时，应立即进行称重。当一组试件
的平均质量损失率超过5%，可停止其冻融循环试验。
7.试件在达到本作业指导书3.1.2规定的冻融循环次数或施工方委托的冻融循环次数后，试件应称重
并进行外观检查，应详细记录试件表面破损、裂缝及边角损失情况。当试件表面破损严重时，应先用高
强石膏找平，然后应进行抗压强度试验。抗压强度试验应符合现行国家标准《普通混凝土力学性能试验
方法标准》GB/T50081的相关规定，可参考混凝土试块抗压的作业指导书。
8.当冻融循环因故中断且试件处于冷冻状态，直至恢复冻融试验为止，并应将故障原因及暂停时间
在试验结束中注明。当试件处在融化状态下因故中断时，中断时间不应超过两个冻融循环的时间。在整
个试验过程中，超过两个冻融循环时间的中断故障次数不得超过两次。
9.当部分试件由于失效破坏或者停止试验被取出时，应用空白试件填充空位。
10.对比试件应继续保持原有的养护条件，直到完成冻融循环后，与冻融试验的试件同时进行抗压
强度试验。
3.1.5结果评定
3.1.5.1当冻融循环出现下列三种情况之一时，可停止试验：
1.已达到规定的循环次数；
2.抗压强度损失率已达到25%；
3.质量损失率已达到5%。
3.1.5.1试验结果计算及处理应符合下列规定：
1.强度损失率应按下式进行计算：
?fc?fco?fcn?100
（3.1.5.1-1） fco
式中：?fc――N次冻融循环后的混凝土强度损失率（%），精确至0.1；
fco――对比用的一组混凝土试件的抗压强度测定值(MPa)，精确至0.1(MPa)；
fcn――经N次冻融循环后的一组混凝土试件抗压强度测定值(MPa)，精确至0.1(MPa)；
2. fco和fcn应以三个试件抗压强度试验结果的算术平均值作为测定值。当三个试件抗压强度最
大值或最小值与中间值之差超过中间值的15%时，应剔除此值，再取其余两值的算术平均值作为测定值；
当最大值和最小值均超过中间值的15%时，应取中间值作为测定值。
3.单个试件的质量损失率应按下式计算：
?Wni?W0i?Wni?100
(3.1.5.2-2) W0i
式中：?Wni――N次冻融循环后第ī个混凝土试件的质量损失率（%）,精确至0.01；
W0i――冻融循环试验前第i个混凝土试件的质量（g）；
Wni――N次冻融循环后第ī个混凝土试件的质量（g）。
4.一组试件的平均质量损失率应按下式计算：
?Wn??i?13?Wni
(3.1.5.3-3)
式中：?Wn――N次冻融循环后一组混凝土试件的平均质量损失率（%），精确至0.1。
5.每组试件的平均质量损失率应以三个试件的质量损失率试验结果的算术平均值作为测量值。
当某个试验结果出现负值，应取0，再取三个试件的算术平均值。当三个值中的最大值或最小值与中间
值之差超过1%时，应剔除此值，再取其余两值的算术平均值作为测量值；当最大值和最小值与中间值
之差均超过1%时，应取中间值作为测量值。
6.抗冻标号应以抗压强度损失率不超过25%或者质量损失率不超过5%时的最大冻融循环次数按
本作业指导书3.1.2确定。
3.2.1本试验采用100×100×400mm的棱柱体试件。混凝土试件每组3块，在试验过程中可连续使用，
除制作冻融试件外尚应制备同样形状尺寸，中心埋有热电偶的测温试件，制作测温试件所用混凝土的抗
冻性能应高于冻融试件。
3.2.2快冻法测定混凝土抗冻性能试验所用设备应符合下列规定
(1) 快速冻融装置：应在测温试件中埋设温度传感器外，尚应在冻融箱内防冻液中心、中心与任何
一个对角线的两端分别设有温度传感器。运行冻融的装置满载运转时冻融箱内各点温度的极差不得超过
(2) 试件盒：宜采用具有弹性的橡胶材料制作，其内表面底部应有半径为3mm橡胶突出部分。盒内
水面应至少能高出试件顶面5mm。试件盒横截面尺寸宜为净截面尺寸应为115×115mm,试件盒长度宜为
(3) 案秤：称量量程20kg，感量不应超过5g。
(4) 动弹性模量测定仪：共振法或敲击法动弹性模量测定仪。
(5) 温度传感器： 能在(20～-20)℃范围内测定试件中心温度。测量精度不低于±0.5℃。
3.2.4试验步骤
快冻法混凝土抗冻性能试验应按下列规定进行：
如无特殊规定，试件浸泡水中4天，试件应在28天龄期时开始冻融试验。冻融试验前四天应把试件
从养护地点取出，进行外观检查，然后在温度为(20±2)℃的水中浸泡(包括测温试件)。浸泡时水面至少
应高出试件顶面20 mm。始终在水中养护的试件，当试件养护龄期达到28d时，可直接进行后续试验。
对此种情况，应在试验报告中予以说明。[实用新型]一种混凝土快速冻融试验用热传导装置有效
申请/专利权人：;
公开/公告号：CNU
发明/设计人：;;;;;
公开/公告日：
主分类号：
搜索关键词：
【说明书】：
技术领域本实用新型涉及一种热传导装置，具体是一种混凝土快速冻融试验用热传导装置。背景技术混凝土快速冻融试验机是用于检验混凝土抗冻性能的试验设备，通过混凝土抗冻试件经受快速冻融循环的次数来表示混凝土的抗冻性能。混凝土的抗冻性能是评价混凝土长期耐久性指标的一个重要内容，尤其对于北方寒冷地区使用的混凝土而言，必须采取抗冻措施(普遍采用加气混凝土)，并进行试验验证。检测混凝土抗冻性能最常用的设备是混凝土快速冻融试验机，将成型好的混凝土抗冻试件放入混凝土快速冻融试验机进行冻融循环，通过检测冻融循环后混凝土抗冻试件的相对动弹性模量和质量损失来判断混凝土的抗冻能力。进行快速冻融试验的混凝土抗冻试件一般每做25次冻融循环后进行一次检测。当抗冻试件的相对动弹性模量下降至初始值的60％或质量损失率达5％时，即认为试件已达破坏。譬如某工程混凝土一组3个抗冻试件在混凝土快速冻融试验机中经过100次冻融循环之后，若3个试件的平均相对动弹性模量仍然大于等于60％，同时3个试件的平均质量损失小于5％，则认为该混凝土满足100次快速冻融要求，用F100表示，以此类推。混凝土快速冻融试验机一次冻融循环历时一般2.5小时～4.0小时，试件中心温度上下限一般分别控制在-17℃±2℃和6℃±2℃。混凝土抗冻试件的尺寸为100mm×100mm×400mm。试验前，混凝土抗冻试件放入橡胶做的试件盒中，试件盒呈方形桶状，比混凝土抗冻试件略大，上面开口。再将试件盒放入冻融试验箱的冷却液中，盒中再加入适量的水(比试件略高)，然后进行冻融试验。试验过程中，试件盒的底面和四周与冷却液相接触，因此混凝土抗冻试件的底部和四周能有比较完善的、满足要求的冻融循环环境。试件盒开口部位只能与箱内空气接触，试件顶部由于空气传热慢，该处的冻融循环温度往往达不到设计要求，有时甚至不能形成有效的冻融循环。因此会有一个很明显的现象：溶解过程中，试件中心温度已达到1℃以上，试件顶部的冰却都没有融化，顶部的冰与试件还冻结在一起，甚至试件中心温度达到6℃±2℃的冻融转化温度时，试件顶部的冰还没完全融化，依然有冰块冻结在试件的顶部。这样造成的后果是混凝土抗冻试件的冻融破坏不均衡，上端的冻融破坏情况明显不如其他部位。例如可以明显观察到有的试件中下端的冻融剥落已很明显而试件顶部还比较完好。对于这种情况，现有的解决方法是试验过程中通过翻转试件来解决冻融破坏不均的问题，即每次检测完后将混凝土抗冻试件上下颠倒，再放入设备中进行冻融破坏试验。这种方法实质并没有解决问题，只是从表像看试件上下剥蚀破坏平衡了，但即使如此，对循环次数少、重量损失大的试件效果也很不明显。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种混凝土快速冻融试验用热传导装置，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种混凝土快速冻融试验用热传导装置，包括传热片、提手、主体和橡胶膜，所述主体的下表面粘结有一层橡胶膜，橡胶膜设置在混凝土抗冻试件的上表面，且混凝土抗冻试件置于试件盒内，所述主体的上表面连接传热片的一端，传热片的另一端置于试件盒外部的冷却液中。作为本实用新型进一步的方案：所述橡胶膜的大小与混凝土抗冻试件的上端面大小一致，橡胶膜尺寸大小为100mm×100mm。作为本实用新型进一步的方案：所述主体和传热片均为铜材料。作为本实用新型进一步的方案：所述橡胶膜的厚度为0.1mm～1.5mm。作为本实用新型进一步的方案：所述橡胶膜的表面有若干突起，突起高度为1.0mm～3.0mm。作为本实用新型进一步的方案：所述主体的上表面设置提手。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过主体、橡胶膜和传热片构成的热传导装置本体，以保证混凝土抗冻试件的上表面部位能够与其余几个表面部位保持近乎相同的冷热循环环境，使得热量比较均匀的同时传递到抗冻试件的各个表面，避免混凝土抗冻试件的上表面部位没有冻融循环或冻融循环温度不满足的情况。附图说明图1为本实用新型的结构示意图。图中：混凝土抗冻试件1、试件盒2、传热片3、提手4、主体5、介质水6、冷却液7、橡胶膜8。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。请参阅图1，本实用新型实施例中，一种混凝土快速冻融试验用热传导装置，包括传热片3、提手4、主体5和橡胶膜8，所述主体5的下表面粘结有一层橡胶膜8，橡胶膜8设置在混凝土抗冻试件1的上表面，且混凝土抗冻试件1置于试件盒2内，所述橡胶膜8的大小与混凝土抗冻试件1的上端面大小一致，橡胶膜8尺寸大小为100mm×100mm，所述主体5的上表面连接传热片3的一端，传热片3的另一端置于试件盒2外部的冷却液7中，使用时，主体5、橡胶膜8和传热片3构成的热传导装置本体放置在试件盒2内的混凝土抗冻试件1上，橡胶膜8与混凝土抗冻试件1的上表面接触。所述主体5和传热片3均为铜材料(或其他热的良导体)。所述橡胶膜8的厚度为0.1mm～1.5mm，且橡胶膜的表面有若干突起，突起高度为1.0mm～3.0mm。所述主体5的上表面设置提手4，以便于取放橡胶膜8。所述混凝土抗冻试件1的体积小于试件盒2的容积，从而使得混凝土抗冻试件1和试件盒2之间产生空隙，以便于填充介质水6。本实用新型的工作原理是：通过主体5、橡胶膜8和传热片3构成的热传导装置本体，以保证混凝土抗冻试件1的上表面部位能够与其余几个表面部位保持近乎相同的冷热循环环境，使得热量比较均匀的同时传递到抗冻试件的各个表面，避免混凝土抗冻试件的上表面部位没有冻融循环或冻融循环温度不满足的情况。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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