【正文】 或堿）溶液進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)，以此模擬現(xiàn)實(shí)工程中機(jī)制砂混凝土在凍融循環(huán)及酸（或堿）腐蝕的雙重作用下性能的變化，即機(jī)制砂混凝土在凍融循環(huán)下的耐酸（或耐堿）性的變化。試驗(yàn)中每3個(gè)試件為一組，具體試驗(yàn)方法如下所述：(1)凍融循環(huán)+酸試驗(yàn)①配制濃度為5%的冰醋酸溶液。②將分別經(jīng)過(guò)5次、10次、15次、20次、25次凍融循環(huán)的各組機(jī)制砂混凝土試件取出，分別放入盛有濃度為5%的冰醋酸溶液的容器中浸泡；同時(shí)將一組未經(jīng)凍融循環(huán)的試件放入盛有濃度為5%的冰醋酸溶液的容器中浸泡；浸泡時(shí)液面高出試件頂面20mm。③試件浸泡達(dá)到設(shè)定時(shí)間后取出，用濕布擦除表面水分，測(cè)量其長(zhǎng)度及寬度尺寸并稱重，然后測(cè)試其動(dòng)彈性模量。④用液壓壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)定各組試件的抗壓強(qiáng)度。(2)凍融循環(huán)+堿試驗(yàn)①配制濃度為10%的NaCO3溶液。②將分別經(jīng)過(guò)5次、10次、15次、20次、25次凍融循環(huán)的各組機(jī)制砂混凝土試件取出，分別放入盛有濃度為10%的NaCO3溶液的容器中浸泡；同時(shí)將一組未經(jīng)凍融循環(huán)的試件放入盛有濃度為10%的NaCO3溶液的容器中浸泡；浸泡時(shí)液面高出試件頂面20mm。③試件浸泡達(dá)到設(shè)定時(shí)間后取出，用濕布擦除表面水分，測(cè)量其長(zhǎng)度及寬度尺寸并稱重，然后測(cè)試其動(dòng)彈性模量。④用液壓壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)定各組試件的抗壓強(qiáng)度。 混凝土動(dòng)彈性模量測(cè)定方法介紹動(dòng)彈性模量測(cè)定，目前主要用于檢驗(yàn)混凝土在各種因素作用下內(nèi)部結(jié)果的變化(破壞和增強(qiáng))情況，它是耐久性試驗(yàn)中的一個(gè)重要檢測(cè)手段。因此，一般都將它列入耐久性實(shí)驗(yàn)方法的范圍內(nèi)。動(dòng)彈性模量測(cè)定實(shí)際上就是測(cè)量試件的基振頻率，然后根據(jù)試件的質(zhì)量及外型尺寸計(jì)算出其動(dòng)彈性模量值。測(cè)量試件的基振頻率有兩種方法：一種是共振法，其原理是使試件在一個(gè)可調(diào)頻率的周期性外力作用下產(chǎn)生受迫振動(dòng)，如果這個(gè)外力的頻率等于試件的基振頻率，就會(huì)產(chǎn)生共振。另一種方法是敲擊法，其原理是試件受敲擊后所產(chǎn)生的復(fù)雜振動(dòng)狀態(tài)中基頻振動(dòng)具有較大的能量，并延續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)。在我國(guó)混凝土基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中，這兩種方法都允許用于混凝土動(dòng)彈性模量的測(cè)定。本研究所用動(dòng)彈儀的測(cè)量原理是采用共振法測(cè)定混凝土的動(dòng)彈性模，其具體操作方法如下：(1)測(cè)量動(dòng)彈性模量前試件先稱重，量好尺寸，然后放置在軟泡沫墊層上準(zhǔn)備試驗(yàn)。(2)使動(dòng)彈儀的兩個(gè)探頭均與試件表面垂直接觸。(3)根據(jù)試驗(yàn)前測(cè)得的值設(shè)置好試件的尺寸及重量，按測(cè)試鍵進(jìn)行測(cè)試。 試件制作時(shí)的注意事項(xiàng)(1)室內(nèi)環(huán)境：溫度(20177。5)℃，濕度大于50％。(2)配料要?jiǎng)蛸|(zhì)：從料堆運(yùn)到拌合盤上的料，要大于每盤配置量，并再次拌和均勻，用四分法稱取每盤配置用料量，余料鏟回料堆。(3)稱料要準(zhǔn)確并詳細(xì)記錄，必須有人校核，并詳細(xì)記錄稱料過(guò)程。(4)拌合物出機(jī)后，應(yīng)人工強(qiáng)制均勻拌和3遍，再成型混凝土試件；成型試件時(shí)，必須均勻?qū)⒘先肽！?5)振搗成型：混凝土坍落度大于90 mm時(shí)，采用人工成型；混凝土坍落度小于90mm時(shí)，采用振動(dòng)臺(tái)成型。采用振動(dòng)棒成型，應(yīng)將混凝土振至表面出現(xiàn)乳狀水泥漿時(shí)為止，且應(yīng)邊振邊在試模周邊用小錘敲打5～6下，緩慢抽出振動(dòng)棒。(6)試件成型后，在室內(nèi)放置(24177。)h方可拆模、編號(hào)，再過(guò)(2177。)h后置于標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28天備用。(7)凍融循環(huán)試驗(yàn)所用的中心試件同其他試件一同制作，制作時(shí)注意其傳感器芯空一定達(dá)到21cm以上，否則傳感器不能完全插入中心試件。 結(jié)果計(jì)算本試驗(yàn)的結(jié)果計(jì)算主要是個(gè)分項(xiàng)試驗(yàn)中的質(zhì)量損失率計(jì)算和相對(duì)動(dòng)彈性模量的計(jì)算。(1)凍融循環(huán)試驗(yàn)①質(zhì)量損失率計(jì)算本試驗(yàn)試件的質(zhì)量損失率按下式計(jì)算： (41)式中 Wn—n次凍融循環(huán)后試件的質(zhì)量損失率； G0—凍融前的試件質(zhì)量； Gn—n次凍融循環(huán)后試件的質(zhì)量。最終Wn取三個(gè)試件計(jì)算結(jié)果的算術(shù)平均值，但當(dāng)三個(gè)試驗(yàn)結(jié)果中出現(xiàn)負(fù)值時(shí)，改負(fù)值為0，再取平均值。當(dāng)三個(gè)值中最大值或最小值超過(guò)中間值1%時(shí)，剔出此值，取其余兩值的平均值作為測(cè)定值；當(dāng)最大值與最小值與中間值的差均超過(guò)1%時(shí)，取中間值為測(cè)定值。②相對(duì)動(dòng)彈性模量試件的相對(duì)動(dòng)彈性模量計(jì)算公式如下： (42)式中 Pn—n次凍融循環(huán)后試件的相對(duì)動(dòng)彈性模量； f0—試件凍融循環(huán)前的自振頻率，Hz； fn—試件凍融n次循環(huán)后的自振頻率，Hz。各組試件Pn取三個(gè)試件試驗(yàn)結(jié)果的平均值為測(cè)定值。當(dāng)最大值或最小值之一與中間值之差超過(guò)中間值的20%時(shí)，剔除此值，取其余兩值的平均值作為測(cè)定值；當(dāng)最大值和最小值與中間值之差均超過(guò)中間值的20%時(shí)，則取中間值作為測(cè)定值。(2)凍融循環(huán)+酸（或堿）腐蝕復(fù)合作用試驗(yàn)本試驗(yàn)的質(zhì)量損失率計(jì)算、長(zhǎng)度膨脹率計(jì)算以及相對(duì)動(dòng)彈性模量結(jié)果計(jì)算與凍融循環(huán)試驗(yàn)計(jì)算的公式相同，只是將凍融循環(huán)試驗(yàn)相關(guān)計(jì)算公式中“凍融循環(huán)后”的各項(xiàng)參數(shù)改為“凍融循環(huán)+酸（或堿）腐蝕復(fù)合作用試驗(yàn)”后對(duì)應(yīng)的參數(shù)即可，此處不再重復(fù)。 試驗(yàn)數(shù)據(jù)(1) 凍融循環(huán)試驗(yàn)表41 凍融循環(huán)試驗(yàn) 凍融次數(shù)凍融前質(zhì)量(kg)凍融后質(zhì)量(kg)質(zhì)量損失率(%)相對(duì)動(dòng)彈模(%)抗壓強(qiáng)度(MPa)強(qiáng)度損失率(%)001000510152025從表41可以看出，混凝土在凍融循環(huán)前期（本試驗(yàn)為5次循環(huán)以前）的質(zhì)量損失為負(fù)值?？赡茉蚴莾鋈谘h(huán)次數(shù)很少時(shí)混凝土的剝蝕十分微弱，但內(nèi)部依然產(chǎn)生了部分微小裂縫致使其吸水率增加，并且此時(shí)所增吸水的質(zhì)量大于混凝土剝蝕所損失的質(zhì)量，從而導(dǎo)致混凝土試件的質(zhì)量增大；但隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，混凝土的剝蝕越來(lái)越嚴(yán)重，其因剝蝕而損失的質(zhì)量要比吸水所增加的質(zhì)量要大的多并最終導(dǎo)致了混凝土質(zhì)量的減小。隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加混凝土試件的動(dòng)彈性模量和抗壓強(qiáng)度值均逐漸降低。當(dāng)凍融循環(huán)進(jìn)行到第25次時(shí)，%，%，%，動(dòng)彈性模量和抗壓強(qiáng)度出現(xiàn)了明顯下降。因此，凍融循環(huán)對(duì)混凝土的強(qiáng)度和動(dòng)彈性模量有明顯影響，且隨凍融次數(shù)的增加其影響逐漸增大，而質(zhì)量雖然也有所減小但并不明顯。根據(jù)表41可以繪出凍融循環(huán)次數(shù)與本研究所用機(jī)制砂混凝土試件的質(zhì)量損失、相對(duì)動(dòng)彈性模量以及抗壓強(qiáng)度損失之間的關(guān)系，如下列各圖所示：圖48 質(zhì)量損失與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系圖49 相對(duì)動(dòng)彈性模量與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系圖410 抗壓強(qiáng)度損失與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系另外，凍融循環(huán)對(duì)本文所用機(jī)制砂混凝土的影響還可以從其表面現(xiàn)象上看出，隨凍融次數(shù)增加其表面剝蝕越來(lái)越嚴(yán)重。凍融5次后，表面有部分機(jī)制砂被剝蝕；凍融10次后，表面有較多的機(jī)制砂被剝蝕；凍融25次后，表面有大量機(jī)制砂被剝蝕并有少許碎石露出表面。不同凍融循環(huán)次數(shù)后混凝土的剝蝕情況對(duì)比如下圖： (a)凍融前混凝土表面 (b凍融25次后混凝土表面圖411 凍融后混凝土表面剝蝕情況對(duì)比(2)凍融循環(huán)+酸腐蝕試驗(yàn)表42 凍融循環(huán)+酸腐蝕試驗(yàn) 凍融次數(shù)凍融前質(zhì)量(kg)凍融后質(zhì)量(kg)質(zhì)量損失率(%)相對(duì)動(dòng)彈模(%)抗壓強(qiáng)度(MPa)強(qiáng)度損失率(%)損失率疊加（%）0次（無(wú)腐蝕）0100000次+酸腐蝕5次+酸腐蝕10次+酸腐蝕15次+酸腐蝕20次+酸腐蝕25次+酸腐蝕由表42可知，混凝土經(jīng)凍融后在酸環(huán)境中的質(zhì)量、相對(duì)動(dòng)彈性模量、抗壓強(qiáng)度均有較明顯下降，并隨凍融次數(shù)的增加而逐漸降低，即在凍融循環(huán)條件下，機(jī)制砂混凝土的耐酸性明顯減弱，且經(jīng)受的凍融次數(shù)越多其耐酸性的降低越明顯。對(duì)比分析表41和表42中的數(shù)據(jù)可知，混凝土經(jīng)凍融循環(huán)后，在酸性環(huán)境中的質(zhì)量、相對(duì)動(dòng)彈性模量、抗壓強(qiáng)度的下降并非等于凍融循環(huán)和酸腐蝕分別單獨(dú)作用時(shí)各種性能下降量的簡(jiǎn)單疊加，而是當(dāng)兩者都作用于混凝土?xí)r其性能的下降要明顯大于單獨(dú)作用時(shí)性能下降量的疊加。如當(dāng)凍融循環(huán)（25次）和酸腐蝕單獨(dú)作用時(shí)，%、%，%；而實(shí)際測(cè)得當(dāng)經(jīng)過(guò)凍融循環(huán)（15次）%，比疊加值要大。因此，可以說(shuō)明凍融循環(huán)對(duì)酸腐蝕有一定的促進(jìn)作用。分析其原因可能是，在未經(jīng)凍融循環(huán)時(shí)，混凝土內(nèi)部微裂縫很少，酸溶液難以進(jìn)入混凝土內(nèi)部，其腐蝕作用較弱；而當(dāng)混凝土受凍融后，其內(nèi)部的裂縫逐漸發(fā)展增多，促進(jìn)了酸溶液進(jìn)入混凝土內(nèi)，從而促進(jìn)了酸腐蝕效果增強(qiáng)；并且凍融次數(shù)越多混凝土內(nèi)部的微裂縫越多，酸溶液越容易進(jìn)入混凝土內(nèi)，凍融對(duì)酸腐蝕的促進(jìn)作用也就越強(qiáng)、越明顯。根據(jù)表42中數(shù)據(jù)，可以繪出本研究所用機(jī)制砂混凝土在同等酸環(huán)境下其質(zhì)量損失、相對(duì)動(dòng)彈性模量以及抗壓強(qiáng)度損失隨凍融次數(shù)變化的關(guān)系，即凍融循環(huán)對(duì)機(jī)制砂混凝土耐酸性的影響，如以下各圖所示：圖412 酸環(huán)境下質(zhì)量損失與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系圖413 酸環(huán)境下相對(duì)動(dòng)彈性模量與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系 圖414 酸環(huán)境下抗壓強(qiáng)度損失與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系圖415 凍融循環(huán)+酸環(huán)境下抗壓強(qiáng)度損失、單獨(dú)酸性環(huán)境疊加單獨(dú)凍融循環(huán)抗壓強(qiáng)度損失與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系(3) 凍融循環(huán)+堿腐蝕試驗(yàn)表43 凍融循環(huán)+堿腐蝕試驗(yàn) 凍融次數(shù)凍融前質(zhì)量(kg)凍融后質(zhì)量(kg)質(zhì)量損失率(%)相對(duì)動(dòng)彈模(%)抗壓強(qiáng)度(MPa)強(qiáng)度損失率(%)疊加損失率（%）0次（無(wú)腐蝕）0100000次+堿腐蝕5次+堿腐蝕10次+堿腐蝕15次+堿腐蝕20次+堿腐蝕21次+堿腐蝕由表43可知，混凝土經(jīng)凍融后在堿性環(huán)境中的質(zhì)量、相對(duì)動(dòng)彈性模量、抗壓強(qiáng)度均有較明顯下降，并隨凍融次數(shù)的增加而逐漸降低，即在凍融循環(huán)條件下，機(jī)制砂混凝土的耐堿性明顯減弱，且經(jīng)受的凍融次數(shù)越多其耐堿性的降低越明顯。對(duì)比分析表41和表43中的數(shù)據(jù)可知，混凝土經(jīng)凍融循環(huán)后，在堿性環(huán)境中的質(zhì)量、相對(duì)動(dòng)彈性模量、抗壓強(qiáng)度的下降并非等于凍融循環(huán)和堿腐蝕分別單獨(dú)作用時(shí)各種性能下降量的簡(jiǎn)單疊加，而是當(dāng)兩者都作用于混凝土?xí)r其性能的下降要明顯大于單獨(dú)作用時(shí)性能下降量的疊加，這與混凝土經(jīng)凍融循環(huán)后，在酸性環(huán)境中的情況類似。如當(dāng)凍融循環(huán)（25次）和堿腐蝕單獨(dú)作用時(shí)，%、%，%；而實(shí)際測(cè)得當(dāng)經(jīng)過(guò)凍融循環(huán)（15次）%，% 。因此，可以說(shuō)明凍融循環(huán)對(duì)堿腐蝕也存在一定的促進(jìn)作用。其原因也可能與凍融循環(huán)促進(jìn)酸腐蝕的機(jī)理相似，即在未經(jīng)凍融循環(huán)時(shí)，混凝土內(nèi)部微裂縫很少，堿溶液難以進(jìn)入混凝土內(nèi)部，其腐蝕作用較弱；而當(dāng)混凝土受凍融后，其內(nèi)部的裂縫發(fā)展增多，促進(jìn)了堿溶液進(jìn)入混凝土內(nèi)，從而促進(jìn)了堿腐蝕效果增強(qiáng)；并且凍融次數(shù)越多混凝土內(nèi)部的微裂縫越多，堿溶液越容易進(jìn)入混凝土內(nèi)，凍融對(duì)堿腐蝕的促進(jìn)作用也就越強(qiáng)、越明顯。綜合分析表4表42和表43中的數(shù)據(jù)還可以看出，普通環(huán)境下（水環(huán)境）凍融循環(huán)對(duì)機(jī)制砂混凝土各種性能的影響最小，堿環(huán)境次之，酸環(huán)境下凍融循環(huán)對(duì)機(jī)制砂混凝土性能的影響最大，所以在工程實(shí)踐中應(yīng)特別注意酸環(huán)境下機(jī)制砂混凝土的抗凍性，即要充分考慮凍融循環(huán)對(duì)機(jī)制砂混凝土耐酸性的減弱。根據(jù)表43中的數(shù)據(jù)，可繪出本研究所用機(jī)制砂混凝土在同等堿環(huán)境下其質(zhì)量損失、相對(duì)動(dòng)彈性模量以及抗壓強(qiáng)度損失隨凍融次數(shù)變化的關(guān)系，即凍融循環(huán)對(duì)機(jī)制砂混凝土耐堿性的影響，如以下各圖所示：圖416 堿環(huán)境下質(zhì)量損失與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系圖417 堿環(huán)境下相對(duì)動(dòng)彈性模量與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系圖418 堿環(huán)境下抗壓強(qiáng)度損失與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系圖419 凍融循環(huán)+堿環(huán)境下抗壓強(qiáng)度損失、單獨(dú)堿性環(huán)境疊加單獨(dú)凍融循環(huán)抗壓強(qiáng)度損失與凍融循環(huán)次數(shù)的關(guān)系(4) 三組試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表44 三組試驗(yàn)抗壓強(qiáng)度損失率 試驗(yàn)條件抗壓強(qiáng)度損失率(%)試驗(yàn)條件抗壓強(qiáng)度損失率(%)試驗(yàn)條件抗壓強(qiáng)度損失率(%)0次00次+酸腐蝕0次+堿腐蝕5次5次+酸腐蝕5次+堿腐蝕10次10次+酸腐蝕10次+堿腐蝕15次15次+酸腐蝕15次+堿腐蝕20次20次+酸腐蝕20次+堿腐蝕21次25次+酸腐蝕21次+堿腐蝕由表44可見(jiàn)同樣的凍融次數(shù)，酸環(huán)境的影響最大，堿性環(huán)境影響小。圖線如圖420圖420 三組試驗(yàn)抗壓強(qiáng)度損失率比較圖 本章小結(jié)本章通過(guò)凍融循環(huán)試驗(yàn)、抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、動(dòng)彈性模量測(cè)定試驗(yàn)、凍融循環(huán)+酸（或堿）腐蝕等一系列試驗(yàn)，主要得到了以下幾點(diǎn)結(jié)論：(1)機(jī)制砂混凝土經(jīng)凍融循環(huán)后，會(huì)產(chǎn)生由表及里的剝蝕，質(zhì)量、動(dòng)彈性模量、抗壓強(qiáng)度均會(huì)降低，并且隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加降低得越來(lái)越多。(2)混凝土經(jīng)凍融后在酸環(huán)境中的質(zhì)量、相對(duì)動(dòng)彈性模量、抗壓強(qiáng)度均有較明顯下降，并隨凍融次數(shù)的增加而逐漸降低，即在凍融循環(huán)條件下，機(jī)制砂混凝土的耐酸性明顯減弱，且經(jīng)受的凍融次數(shù)越多其耐酸性的降低越明顯。同時(shí)，凍融循環(huán)對(duì)酸腐蝕有一定的促進(jìn)作用，且隨凍融次數(shù)增加促進(jìn)作用越明顯。(3)混凝土經(jīng)凍融后在堿性環(huán)境中的質(zhì)量、相對(duì)動(dòng)彈性模量、抗壓強(qiáng)度均有較明顯下降，并隨凍融次數(shù)的增加而逐漸降低，即在凍融循環(huán)條件下，機(jī)制