🏗️ 粗骨料的抗冻性——10 个循环：在水下冻至 −17.5 °C 并在约 20 °C 的水浴中融化
三句话速览
把用水浸透的单粒级骨料试样经受 10 个冻融循环：在水下冷却至 −17。该检测依据 PN-EN 1367-1:2007；适用范围：粒径 4 mm 至 63 mm 的骨料。整个程序共 8 个步骤（合计约 1 天）；主要用于：用于受冻融作用混凝土（暴露等级 XF1—XF4）的骨料适用性判定、路面和桥梁混凝土骨料的选择、道路工程中骨料的验收试验。
要点速览
- 标准: PN-EN 1367-1:2007
- 类别: 建筑
- 操作步骤数: 8
- 各步骤合计时间: 1 天
- 适用范围: 粒径 4 mm 至 63 mm 的骨料
- 循环次数: 10 个冻融循环
- 冻结温度: −17.5 °C ± 2.5 °C，在水下达到
概述
该标准规定了一种试验方法，用以了解骨料在反复冻融作用下的表现。结果可用于评定骨料对这种形式风化作用的抵抗力。该试验用于粒径 4 mm 至 63 mm 的骨料。标准指出，骨料中由冻结引起的应力，除其他因素外还取决于水饱和的程度和冷却的速度。
骨料的抗冻性直接关系到混凝土的耐久性。使用抗冻骨料是为了得到能抵抗冻融侵蚀作用的混凝土，对应于 XF1 至 XF4 各暴露等级。在路面混凝土中，由于道路冬季养护所用的除冰剂，还要使用在有盐存在时也抗冻的骨料——这项试验由同一系列的第 6 部分另行描述，其结果以符号 FEC 表示。按第 1 部分确定的抗冻性以符号 F 表示。
试验由两部分组成：在大气压下浸润并在水中存放以达到完全饱和，以及在水下经受冻结作用。
方法原理
把事先在大气压下用水浸透的单粒级骨料试样经受十个冻融循环。一个循环是：把骨料在水下冷却至 −17.5 °C，然后在温度约 20 °C 的水浴中融化。循环结束后检查骨料的变化：裂纹的产生、质量损失，以及在适当时强度的变化。质量损失按试验前后质量之差与初始质量之比计算，以百分数表示，其中初始质量为三个烘干试样的总质量，最终质量为这些试样留在规定筛上的总质量。
应用领域
- 用于受冻融作用混凝土（暴露等级 XF1—XF4）的骨料适用性判定
- 路面和桥梁混凝土骨料的选择
- 道路工程中骨料的验收试验
- 骨料生产者处的工厂生产控制
- 新料源骨料适用性的评定
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 适用范围 | 粒径 4 mm 至 63 mm 的骨料 |
| 循环次数 | 10 个冻融循环 |
| 冻结温度 | −17.5 °C ± 2.5 °C，在水下达到 |
| 融化 | 在温度约 20 °C 的水浴中，直至试样达到 20 °C ± 3 °C |
| 预先浸润 | 在温度 20 °C ± 5 °C 的蒸馏水或去离子水中 24 h ± 1 h |
| 试样质量 | 推荐粒级 8/16 mm，质量 2000 g ± 5 %；也允许 4/8 mm——1000 g ± 5 %，16/32 mm——4000 g ± 5 %，32/63 mm——6000 g ± 5 % |
| 试样数量 | 每次测定三个试样 |
| 称量精度 | 16 mm 以下骨料到 ±0.2 g，16 mm 以上到 ±0.5 g；天平精度 ±0.1 g |
| 烘干 | 在 110 °C ± 5 °C 下烘至恒重 |
| 单个循环的时间 | 一个完整的冻融循环在 24 小时内完成 |
| 结果的标记 | 符号 F（按第 1 部分的抗冻性）；有盐存在时的抗冻性以符号 FEC 表示，并按第 6 部分检验 |
标准
- 标准编号
- PN-EN 1367-1:2007
- 标准名称（波兰语）
- Badania właściwości cieplnych i odporności kruszyw na działanie czynników atmosferycznych — Część 1: Oznaczanie mrozoodporności
- 标准名称（英语）
- Tests for thermal and weathering properties of aggregates — Part 1: Determination of resistance to freezing and thawing
分步操作程序
-
试样的制备
在除去超粒径和欠粒径颗粒之后，由取自单粒级骨料的样品缩分制备三个骨料试样。推荐粒级为 8/16 mm，质量 2000 g ± 5 %；也允许 4/8 mm——质量 1000 g ± 5 %，16/32 mm——质量 4000 g ± 5 %，以及 32/63 mm——质量 6000 g ± 5 %。
-
洗涤、烘干与称量
把试样洗净并清除附着的颗粒，在 110 °C ± 5 °C 下烘至恒重，冷却至环境温度后称量。对粒径 16 mm 以下的骨料称量精确到 ±0.2 g，16 mm 以上精确到 ±0.5 g。
-
浸润
把试样在容器中于 20 °C ± 5 °C 的蒸馏水或去离子水中，在大气压下存放 24 h ± 1 h。
-
放入低温箱
把装有试样的密闭容器放入低温箱，经受十个冻融循环。
-
降温至零度
在 150 min ± 60 min 内把温度由 20 °C ± 5 °C 降至 0 °C ± 1 °C，并把 0 °C ± 1 °C 保持 210 min ± 90 min。
-
冻结
在 150 min ± 60 min 内把温度由 0 °C ± 1 °C 降至 −17.5 °C ± 2.5 °C，并把 −17.5 °C ± 2.5 °C 至少保持 240 min。
-
融化
把试样在约 20 °C 的水中融化，直至试样温度达到 20 °C ± 3 °C。每一融化阶段结束后，把容器在 20 °C ± 3 °C 的水中最多放置 10 小时。每一个完整循环在 24 小时内完成。
-
评定与计算
十个循环之后评定骨料的宏观变化：细裂纹和裂缝的产生以及质量损失，必要时还有强度的变化。质量损失 F 按质量之差与初始质量之比以百分数计算，其中初始质量为三个烘干试样的总质量，最终质量为它们留在规定筛上的总质量。在检测报告中给出结果连同所检验的粒级。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 带空气循环的低温箱 | 立式或卧式，自动控制以保持标准图 1 的温度曲线；融化阶段试样的温度可用空气循环或浸没加以控制 | — |
| 带强制空气循环的烘箱 | 容量足够，能在 110 °C ± 5 °C 下调节 | — |
| 天平 | 精度 ±0.1 g，量程足够 | — |
| 试样容器 | 可封闭，用于浸润和在循环期间存放试样 | — |
| 试验筛 | 制备试样时用于除去超粒径和欠粒径颗粒，并用于测定试验后的筛余 | — |
| 按 EN 932-5 的通用器具 | 除另有规定外，全部仪器均满足该标准的通用要求 | — |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 蒸馏水或去离子水 | — | 循环之前浸润试样的介质，温度 20 °C ± 5 °C |
职业健康与安全
- 低温箱在 −17.5 °C 下工作——取出容器时须戴防冻伤手套
- 盛有水和数公斤骨料的容器——搬运时小心，有淹湿工作台的风险
- 加热到 110 °C 的烘箱——戴保温手套，用坩埚钳取出容器
- 经过循环的骨料有时已开裂且边缘锋利——筛分和称量时戴手套
- 洗涤和筛分时产生的矿物粉尘——保护呼吸道，湿法作业
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN 1367-1:2007 — 《Tests for thermal and weathering properties of aggregates — Part 1: Determination of resistance to freezing and thawing》。
该方法的原理是什么？
把事先在大气压下用水浸透的单粒级骨料试样经受十个冻融循环。一个循环是：把骨料在水下冷却至 −17.
测量范围和准确度是多少？
适用范围：粒径 4 mm 至 63 mm 的骨料；循环次数：10 个冻融循环；冻结温度：−17.5 °C ± 2.5 °C，在水下达到；融化：在温度约 20 °C 的水浴中，直至试样达到 20 °C ± 3 °C。
完成检测需要多长时间？
各步骤所列时间合计约为 1 天。整个程序共 8 个步骤。
需要哪些设备？
带空气循环的低温箱、带强制空气循环的烘箱、天平、试样容器、试验筛、按 EN 932-5 的通用器具。
该检测用于哪些场景？
用于受冻融作用混凝土（暴露等级 XF1—XF4）的骨料适用性判定；路面和桥梁混凝土骨料的选择；道路工程中骨料的验收试验；骨料生产者处的工厂生产控制；新料源骨料适用性的评定。
需要采取哪些安全防护措施？
低温箱在 −17.5 °C 下工作——取出容器时须戴防冻伤手套；盛有水和数公斤骨料的容器——搬运时小心，有淹湿工作台的风险；加热到 110 °C 的烘箱——戴保温手套，用坩埚钳取出容器；经过循环的骨料有时已开裂且边缘锋利——筛分和称量时戴手套；洗涤和筛分时产生的矿物粉尘——保护呼吸道，湿法作业。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN 1367-1。