混凝土碱骨料试验箱用于砂石骨料膨胀特性的方法

2025/04/16 13:35 I 阅读：64

混凝土碱骨料试验箱用于砂石骨料膨胀特性的方法

一、前言：

混凝土碱骨料试验箱评估骨料潜在膨胀特性的基本原理是基于碱骨料反应的发生条件和机理。活性骨料中的某些成分（如活性二氧化硅、活性碳酸盐等）在碱性溶液中会发生化学反应，生成具有膨胀性的产物。这些产物在混凝土内部产生膨胀应力，当膨胀应力超过混凝土的抗拉强度时，就会导致混凝土开裂。通过将骨料制成一定规格的试件，放入混凝土碱骨料试验箱中，在规定的温度和碱性溶液中进行养护，定期测量试件的长度变化，从而计算出骨料的膨胀率，以此来评估骨料的潜在膨胀特性。

二、试验设备

（一）混凝土碱骨料试验箱

混凝土碱骨料试验箱应具备以下功能和技术参数：

1、控温范围：室温～100℃(可调)

2、水泵功率：40w

3、控温精度：±0.2℃

4、电 压：380±10V

5、控时范围：1～144000min(100天)

6、频 率：50±1Hz

7、控时精度：±1min

8、加热功率：6kw

9、溶液搅拌功能：能够使碱性溶液均匀分布，确保试件各部位受到相同的碱性环境作用。

10、试件放置架：能够方便地放置和取出试件，且不影响溶液的流动和温度分布。

11、容积：根据试验需求，选择合适容积的试验箱，一般应能容纳至少 6 个试件同时进行试验。

（二）其他设备和工具

天平：精度为 0.01g，用于称量骨料和水泥等材料。

量筒：精度为 1mL，用于量取碱性溶液和水。

游标卡尺：精度为 0.02mm，用于测量试件的尺寸。

千分表：精度为 0.001mm，用于测量试件的长度变化。

搅拌机：用于搅拌混凝土拌合物，确保材料混合均匀。

模具：用于制作试件，模具的尺寸应符合试验要求，一般为 100mm×100mm×400mm 的棱柱体模具。

三、试验步骤

试件制备

骨料准备：选取代表性的骨料样品，经破碎、筛分后，选取粒径为 5mm～20mm 的骨料颗粒。将骨料样品用蒸馏水清洗干净，去除表面的泥土、杂质和有机物，然后在 105℃～110℃的烘箱中烘干至恒重，冷却后备用。

水泥选择：选用符合国家标准的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其碱含量（以 Na₂O 当量计）应不低于 0.6%。

混凝土配合比设计：根据试验要求，设计混凝土配合比。一般情况下，水泥用量为 400kg/m³，水灰比为 0.45，砂率为 30%～35%。将水泥、砂、骨料和水按照配合比称量后，倒入搅拌机中搅拌均匀，制成混凝土拌合物。

试件成型：将混凝土拌合物倒入模具中，轻轻振捣，使拌合物密实，然后刮去表面多余的拌合物，抹平。将模具放入标准养护室（温度 20℃±2℃，相对湿度≥95%）中养护 24h 后，脱模，将试件放入清水中养护至规定的龄期（一般为 28d）。

试验前准备

碱性溶液配制：常用的碱性溶液为 1mol/L 的氢氧化钠溶液。称取 40g 氢氧化钠（分析纯），溶于适量蒸馏水中，搅拌均匀后，定容至 1000mL，制成 1mol/L 的氢氧化钠溶液。

试件处理：将养护好的试件取出，用湿布擦拭表面，去除表面的浮浆和杂质。然后用游标卡尺测量试件的长度、宽度和高度，记录初始尺寸。

试验箱调试：打开混凝土碱骨料试验箱，设置温度为 80℃，湿度为 95%，启动溶液搅拌功能，使试验箱内的温度和湿度达到设定值，并保持稳定。

试验过程

试件浸泡：将处理好的试件放入试验箱的试件放置架上，倒入配制好的碱性溶液，使溶液液面高出试件顶面至少 20mm。

温度和湿度控制：在试验过程中，严格控制试验箱内的温度和湿度，确保温度保持在 80℃±1℃，湿度保持在 95%±5%。

长度测量：从试件浸泡开始，每隔一定时间（一般为 3d、7d、14d、28d、56d、90d 等）取出试件，用湿布擦拭表面，然后用千分表测量试件的长度变化。测量时，应在试件的两个相对侧面上分别测量，取平均值作为试件的长度变化值。

溶液更换：为了保持碱性溶液的浓度稳定，每隔一定时间（一般为 28d）更换一次碱性溶液。更换溶液时，应将旧溶液排出，用蒸馏水清洗试件和试验箱内部，然后倒入新配制的碱性溶液。

四、数据记录参考：