ГОСТ 1 0 0 6 0 — 2012 БЕТОНЫ Методы определения морозостойкости

1适用范围

本标准适用于重混凝土、细骨料混凝土、轻混凝土及密实硅酸盐混凝土，包括道路与机场道面混凝土、在矿物水（海水）环境中使用的混凝土结构，并规定了抗冻性的基准测定方法与加速测定方法。

本标准所述抗冻性测定方法适用于以下情况：

•混凝土配合比设计；

•新材料、新工艺的应用；

•混凝土制品及结构件的质量控制。

2规范性引用文件

本标准引用了下列跨国标准：

•GOST 577—68分度值0.01mm的钟表式指示器技术条件

•GOST 4233—77化学试剂氯化钠技术条件

•GOST 5632—72高合金钢、耐腐蚀钢、耐热钢及热强钢牌号

•GOST 8269.0—97建筑用致密岩石与工业废料制成的碎石和砾石物理力学性能试验方法

•GOST 10180-2012混凝土试件强度测定方法

•GOST 10181—2000混凝土拌合物试验方法

•GOST 10197—70测量头用支柱与支架技术条件

•GOST 11098—75带读数装置的卡钳技术条件

•GOST 18105—2010混凝土强度控制与评定规则

•GOST 22685—89混凝土试件成型模具技术条件

•GOST 23732—2011混凝土与砂浆用水技术条件

•GOST 24104-2001*实验室天平通用技术要求

•GOST 28570—90混凝土从结构中取样测定强度的方法

注：使用本标准时，建议通过国家技术规范与计量管理机构官方网站或当年发布的《国家标准》信息公告，确认引用标准的最新有效性。

*俄罗斯联邦境内适用GOST R 53228—2008标准。

若所引用的标准已被替代（修订），则在使用本标准时应遵循替代（修订）后的标准。若所引用的标准被废止且无替代标准，则本标准中引用该标准的相关条款在不涉及该引用的范围内仍然适用。

3术语和定义

本标准采用下列术语及其定义。

3.1矿化水

指溶解盐含量等于或大于5克/升的水。海水是矿化水的一种。

3.2混凝土抗冻性

指水饱和或盐溶液饱和状态下的混凝土，在经受多次冻融循环后，保持其外观（无裂缝、掉角、剥落等破坏迹象）、强度、质量及本标准附录A规定的其他技术指标不显著降低的能力。

3.3混凝土抗冻等级

表征混凝土抗冻性的指标，以采用基准方法试验时，试件所能承受的冻融循环次数表示。在该次数下，试件的各项性能指标保持在标准规定的限值内，且无外观破坏（裂缝、掉角、剥落）。

3.4混凝土抗冻等级F₁

对水饱和状态（道路与机场道面混凝土，以及在矿化水环境中使用的混凝土除外）的混凝土试件进行试验所确定的抗冻等级。

3.5混凝土抗冻等级F₂

对道路与机场道面混凝土，以及在矿化水环境中使用的混凝土试件，采用5%氯化钠水溶液饱和后试验所确定的抗冻等级。

3.6试验循环

指试件经历一次完整的冻结和融化过程。

3.7主要试件

指用于测定经受规定次数冻融循环后，本标准所规定的各项性能指标的试件。

3.8对比试件

指在主要试件开始试验前，用于测定本标准所规定的各项初始性能指标的试件。

3.9抗冻性测定

评估混凝土在性能指标保持在规定限值内、且试件无裂缝、掉角、剥落等外观破坏的前提下，所能承受的最大冻融循环次数。

3.10试件性能临界下降

在测定抗冻性过程中，试件性能指标下降至根据本标准应终止试验的数值。

4总则

4.1本标准规定了以下抗冻性测定方法：

•基准方法（多次冻融循环）：

•第一种方法：适用于除道路与机场道面混凝土，以及在矿化水环境中使用的结构混凝土之外的所有混凝土。

•第二种方法：适用于道路与机场道面混凝土，以及在矿化水环境中使用的结构混凝土。

•加速方法（多次冻融循环）：

•第二种方法：适用于除道路与机场道面混凝土、在矿化水环境中使用的结构混凝土，以及干表观密度等级低于D1500的轻混凝土之外的所有混凝土。

•第三种方法：适用于除干表观密度等级低于D1500的轻混凝土之外的所有混凝土。

在依据附录B确定转换系数，或所提议的方法已相对于基准方法进行标定的前提下，允许采用其他方法测定混凝土的抗冻等级。

从结构中取样的试件，其试验按附录A进行。

4.2在设计文件及施工文件中规定混凝土抗冻性要求时，应注明混凝土的抗冻等级F₁或F₂。

4.3根据所采用的试验方法和混凝土种类，抗冻性试验条件应符合表1的规定。

表1—抗冻性测定试验条件

表1—抗冻性测定试验条件

4.4混凝土抗冻性的测定应在混凝土达到设计龄期后进行。从混凝土及钢筋混凝土结构中取样制成的试件，应在设计龄期进行试验。若结构物实际使用年限超过设计龄期，则应注明混凝土的实际使用时间。

4.5试验所使用的测量器具、设备和装置，必须经过检验并处于完好状态。其技术性能应满足本标准的要求，并应按现行规范文件的规定进行周期检定和校准。

4.6试件应采用符合GOST 22685标准的模具制作。

4.7试件应按GOST 10180标准的规定，制作成抗压系列试件并进行抗压试验。每个系列的试件应从同一批混凝土拌合物中取样制作，并按GOST 10180标准规定的标准条件养护。系列试件的平均抗压强度及其变异系数，应根据5.2.4.2条对所有受检试件的试验结果进行评定。

4.8用于制作试件的混凝土拌合物，应按GOST 10181标准的规定进行取样。

4.9测定抗冻性所用试件的尺寸应符合表2的规定。

表2—抗冻性测定用试件尺寸

注：表中"第一种方法"、"第二种方法"指基准方法；"第三种方法"指加速方法。

4.10根据抗冻性测定方法的不同，所需试件数量应按表3的规定选取。

表3—试验所需试件数量（每批次最少数量）

*说明：当试验需进行至试件破坏时，主要试件数量应相应增加，以确保试验能够进行到最大循环次数，超过该次数后试件性能将出现临界下降和（或）出现裂缝、掉角、剥落等外观破坏。

4.10用于试验的试件不应有外观缺陷。在饱和前，同批次内各试件间的密度偏差不得超过30 kg/m³。

4.11试件质量的称量误差不得超过±0.1%。

4.12强度试验前的混凝土对比试件，以及冻结前的主要试件，应在(20±2)℃的温度下用水或5%氯化钠水溶液进行饱和。饱和步骤如下：将试件浸入水或氯化钠溶液中，液面高度为试件高度的1/3，保持24小时；随后将液面升至试件高度的2/3，再保持24小时；最后将试件完全浸没于水或溶液中48小时，液面应高出试件顶面至少20毫米。

4.13混凝土主要试件每日的试验循环次数不应少于1次。试验应连续进行。若试验被迫中断，试件应在不高于-10°C的温度下，存放于冷冻室或专用冷藏设备中：采用第一、第二种方法试验时，试件应用湿布覆盖以防止干燥；采用第三种方法试验时，试件应置于5%氯化钠水溶液中保存。

4.14试验循环次数与混凝土抗冻等级之间的对应关系应按表4采用。

4.15本标准采用的主要混凝土参数与特性代号，在附录В中列出。

4.16试验结果应记入试验记录簿。试验记录格式见附录Г。

表4—试验循环次数与混凝土抗冻等级的对应关系

5、试验方法

5.1第一种方法（基准法）

注：第一种基准法试验，是将在水中饱和后的试件于空气中冻结（见图1），随后在水中融化（见表1）。

5.1.1试验设备与辅助装置

•混凝土试件制作、养护及强度试验设备：应符合ГОСТ10180标准。

•冷冻箱：应能实现并维持(-18±2)°C的冻结温度。冷冻箱有效工作空间内空气的温度不均匀性不得超过3°C。

•试件饱和用水槽：水温(20±2)°C。

•试件融解用水槽：配备可保持水温为(20±2)°C的装置。

•三角形截面垫木：高度50 mm。

•实验室天平：应符合ГОСТ24104标准，称量误差为±1 g。

•网状容器：用于放置主要试件。

•网架：用于在冷冻箱内放置试件。

•水：应符合ГОСТ23732标准，可溶性盐含量不超过2000 mg/l。

5.1.2试验准备

•5.1.2.1混凝土试件应使用符合ГОСТ22685标准的模具制作。

•5.1.2.2对比试件和主要试件应按4.12条规定进行水饱和。

5.1.3试验步骤

•5.1.3.1从水中取出饱水的对比试件，用湿布擦净表面水分，然后按ГОСТ10180标准进行抗压试验，并根据5.2.4.2条处理结果。按公式(4)计算组内变异系数。若试件组内强度变异系数超过9%，则该组试件作废，应重新制作一组试件进行试验。

•5.1.3.2从水中取出饱水的主要试件，用湿布擦净表面水分，放入冷冻箱内的容器中或置于箱内网架上。试件之间、试件与容器壁之间、以及试件与上方网架之间的距离不应小于20 mm。启动冷冻箱并降温。当箱内温度达到-16°C时，视为冻结开始。

•5.1.3.3测定混凝土试件抗压、抗弯及抗冲击强度所需的冻融循环次数，应按表4规定选取。

表5—试件试验制度

表5—试件试验制度

5.1.3.6试件融解水槽中的水，应每经过100次冻融循环后更换。

5.1.3.7主要试件在经过规定次数的冻融循环后，从水中取出，用湿布擦净表面水分，并按5.1.3.1条进行抗压试验。

5.1.3.8在试验过程中，若试件出现裂缝、掉角、和/或边角剥落，应立即终止试验。

5.1.3.9试验结果的处理按5.2.4条进行。

5.2第二种方法（基准法）

注：第二种基准法试验，是将在氯化钠溶液中饱和后的试件于空气中冻结，随后在氯化钠溶液中融化（见表1）。

5.2.1试验设备与辅助装置

试验设备与辅助装置：同5.1.1条。

氯化钠：应符合ГОСТ4233标准。

5.2.2试验准备

5.2.2.1混凝土试件应使用符合ГОСТ22685标准的模具制作。

5.2.2.2主要试件和对比试件在试验前，应按4.12条规定用5%氯化钠水溶液进行饱和。

5.2.2.3从溶液中取出对比试件，用湿布擦净，称重，并按5.1.3.1条进行抗压试验。饱和后的主要试件，按表5规定的制度进行冻融试验。

5.2.3试验步骤

5.2.3.1主要试件按5.1.3.2条放入冷冻箱。当箱内温度达到-16°C时，视为冻结开始。

5.2.3.2测定混凝土试件抗压、抗弯及抗冲击强度所需的冻融循环次数，应按表4规定选取。

5.2.3.3试件融解水槽中的氯化钠水溶液，应每经过100次冻融循环后更换。

5.2.3.4主要试件在经过规定次数的冻融循环后，进行外观检查。用硬质尼龙刷清除从试件上剥离的材料。将试件用湿布擦净，称重，然后进行抗压试验。

5.2.3.5试验结果的处理按5.2.4条进行。

5.2.4试验结果处理

5.2.4.1按公式(1)计算试件质量变化Δm（%）：

Δm=(m-m₁)/m₁×100%(1)

式中：

m——试件冻融前的质量，g；

m₂——试件冻融后的质量，g。

试件质量平均最大允许减少量不得超过2%。

5.2.4.2对比试件和主要试件的强度试验结果，按以下顺序进行处理：

按公式(2)计算平均强度值Xcp：

Xcp=∑xi/n

式中：

Xi——单个试件的强度，MPa；

n——试件数量。

按ГОСТ18105的公式(3)计算标准差σn：

σn=n−1∑i=1n(Xi−Xcp)2

或按公式(4)计算标准差（当n≤6时）：

σn=Wm/a

式中：

Wm——该组试件中单个强度值的极差，即最大与最小强度值之差，MPa；

a——系数，根据试件数量n由ГОСТ18105查得。

α—系数，取决于该组混凝土强度单值的数量，按表6取用。

表6—系数α

按公式(4)计算强度变异系数Vm：

Vm=σn/Xcp(4)

（其中，σ为标准差，m为平均强度）

5.2.4.3按公式(5)确定对比试件强度置信区间的下限Xminˊ，

Xminˊ=Xcpˊ−tβσnˊ(5)

冻融后主要试件的强度置信区间下限Xmin˝按以下公式计算

Xmin˝=Xcp˝−tβσn˝(6)

式中：

t——置信概率p=0.95时的t分布临界值，根据受检试件数量按表7取用。

表7—t分布临界值

若满足不等式(7)，则认为试件通过了抗冻性试验：

Xmin˝≥0.95Xminˊ(7)

5.2.4.4混凝土抗冻等级按表4根据满足以下条件的循环次数确定：保持不等式(7)成立，质量损失不超过2%，且试件无裂缝、掉角、边角剥落。对于表面有装饰要求的混凝土，以及公路和机场道面混凝土，不允许有表面剥落。试验结果处理示例见附录Д。

对于抗冻等级为F50及以下的轻混凝土，其试验结果评估标准为主要试件平均抗压强度的降低值。轻混凝土的平均抗压强度降低不应超过15%，且试件边角和表面不允许有剥落。

6抗冻性加速测定方法

6.1第二种方法（加速法）

6.1.1第二种加速法试验，是将在氯化钠溶液中饱和后的试件于空气中冻结，随后在氯化钠溶液中融化。

6.1.2按第二种方法进行的加速试验，其制度应符合表1、表5的规定，并按5.2.3条（分条款）执行。

6.2第三种方法（加速法）

注：采用第三种加速法试验时，试件的饱和、冻结和融化均使用氯化钠水溶液（见表1）。

6.2.1试验设备与辅助装置

试验设备与辅助装置：同5.2.1条。

冷冻箱：应能实现并维持空气温度为-(50±2)°C。冷冻箱有效工作空间内空气的温度不均匀性不得超过3°C。

6.2.1试验设备与辅助装置（续）

耐腐蚀材料容器：用于在氯化钠溶液中冻结单个试件。容器尺寸应确保试件各面与容器壁之间的间隙不小于10毫米。

6.2.2试验准备

试验准备按5.2.2条进行。

6.2.3试验步骤

6.2.3.1试验按5.2.3条进行，但存在以下区别：

将主要试件放入盛有5%氯化钠水溶液的容器中，容器加盖，然后置于冷冻箱内。容器之间、容器与冷冻箱内壁之间的距离不应小于50毫米。

将封闭的冷冻箱内温度降至-(50±2)°C，并在此温度下保持不少于2.5小时。

随后，在(1.5±0.5)小时内将箱内温度升至-10°C。

此后，将试件在(20±2)°C的5%氯化钠水溶液中融化：

尺寸为100×100×100毫米的试件，融化时间不少于2.5小时。

尺寸为150×150×150毫米的试件，融化时间不少于3.5小时。

6.2.3.2容器中的氯化钠水溶液应每经过20次循环后更换。

6.2.3.3在规定循环次数后，对主要试件进行外观检查。用硬质尼龙刷清除从试件上剥离的材料。将试件用湿布擦净，称重，然后进行抗压试验。

6.2.4试验结果处理

6.2.4.1试验结果处理按5.2.4条进行。

6.2.4.2混凝土抗冻等级按表4根据满足以下条件的循环次数确定：保持不等式(7)成立，试件质量损失不超过2%，且无裂缝、掉角、边角剥落。