ASTM C642 硬化混凝土的密度、吸收率和空隙率的标准试验方法

美国材料与试验协会 (ASTM) 制定的“ASTM C642 硬化混凝土密度、吸收率和空隙率标准试验方法”描述了一种测定硬化混凝土密度、吸收率和空隙率的试验方法。该试验方法有助于获取混凝土质量与体积转换所需的数据。它可用于确定混凝土是否符合规范，并展示混凝土内部不同位置的差异。

尽可能将试样由多个独立的混凝土块组成，每个块都应单独进行测试。独立块可以是任意形状或尺寸的圆柱体、芯体或梁，但每个块的体积应不少于350立方厘米（或对于正常重量的混凝土，约为800克），并且每个块都应无可见的裂纹、裂缝或破边。

标准中规定了如下程序：

• 烘干质量：测定各部分的质量，并将其放入100°C至110°C的烘箱中干燥至少24小时。从烘箱中取出每个样品后，让其在干燥空气中（最好在干燥器中）冷却至20至25°C，然后测定其质量。如果样品在第一次测定质量时相对干燥，且第二次测定质量与第一次测定质量接近，则认为样品干燥。

如果样品在首次测定质量时是湿的，则将其放入烘箱中进行第二次24小时的干燥，然后再次测定其质量。如果第三次测定值控制第二次测定值，则认为样品干燥。如有任何疑问，则每隔24小时再次干燥样品，直至获得质量控制值。如果两次连续质量值之间的差异超过最低值的0,5%，则将样品放回烘箱进行额外的24小时干燥，并重复此过程，直至任意两个连续值之间的差异小于最低值的0,5%。

• 浸没后饱和质量：样品经最终干燥、冷却和质量测定后，浸入约21°C的水中至少48小时，直至表面干燥样品每隔24小时连续两次测量质量，其质量增幅小于较大值的0,5%。用毛巾擦干样品表面水分，然后测定质量。
• 煮沸后饱和质量：将按上述方法处理的样品放入合适的容器中，加水煮沸5小时。通过至少14小时的自然散热，使其最终温度冷却至20至25°C。用毛巾擦去表面水分，然后测定样品质量。
• 浸没表观质量：将样品浸没并煮沸后，用金属丝悬挂，测定其在水中的表观质量。

使用确定的质量值，根据标准中给出的公式进行以下计算：

• 浸泡后吸收率
• 浸泡煮沸后的吸收率
• 干容重
• 浸泡后体积密度
• 浸泡和煮沸后的体积密度
• 表观密度
• 渗透孔隙体积（空隙）百分比

简而言之，ASTM C642 是一项广泛使用的标准，它提供了确定硬化混凝土基本物理特性（例如密度、吸水率和渗透孔隙体积）的标准化程序。这些特性是混凝土质量、耐久性以及抵抗冻融循环、水渗透和化学侵蚀等环境损害的重要指标。

该标准旨在评估混凝土样品的吸水程度。这反映了其孔隙率及其在恶劣环境下的潜在耐久性。该测试方法适用于标准形状和尺寸的硬化混凝土样品，例如圆柱体或芯体，常用于质量控制和耐久性评估。

本标准的基本测试参数为：

• 密度（体积密度、表观密度和烘干密度）：测量混凝土单位体积的质量，包括和不包括透水孔隙。
• 吸收率：表示混凝土浸入水中时重量增加的百分比，代表通过毛细孔吸收的水量。
• 透水孔隙体积：表示混凝土中由相互连通的孔隙组成、可吸收水或其他液体的部分。

较高的吸收率和空隙率通常会导致较低的耐久性。该标准用于比较不同的混凝土配合比或养护方法，确保材料满足项目特定或规范要求的性能水平。所述方法对于优化混凝土配合比和外加剂以提高耐久性和性能具有重要意义。

ASTM C642 标准之所以重要，原因如下：

• 混凝土耐久性由以下指标决定：吸水率和空隙率与混凝土在恶劣环境下（例如冻融、海洋或化学物质暴露区域）的性能直接相关。吸水率高通常意味着渗透性强，这会导致氯化物或硫酸盐等有害物质进入，从而导致腐蚀或劣化。
• 辅助材料选择和配合比设计：该标准通过比较不同混凝土配合比的测试结果，帮助工程师优化配合比设计，以满足特定的耐久性要求。它尤其适用于需要低渗透性混凝土的项目（例如水坝、桥梁、水库）。
• 有助于预测长期性能：通过该测试确定的孔隙率和密度是预测使用寿命和维护需求的有效指标。它有助于预测由于内部水分流动而导致的开裂、收缩或强度损失等问题。
• 支持质量控制和保证：用于常规生产测试，以确保一致性和符合规格。为混凝土批次的验收提供可衡量的基准。
• 评估固化和压实的效果：适当的固化和压实可减少空隙并增加密度。
• 对于暴露在水中的基础设施而言，这一点至关重要：在隧道、海洋结构、污水处理设施和停车场中，混凝土经常暴露在潮湿环境中。该标准确保材料具有低渗透性，并能抵抗水相关的损害。
• 标准要求：许多国家和国际建筑规范和混凝土规范都参考此标准进行耐久性评估。

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