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添加剂对磷酸钾镁水泥抗冻性能的影响
图2.5 立方体试块
图2.6 棱柱体试块
图2.7 水浴锅
2.2.3 MKPC基复合材料抗冻融侵蚀试验方案及评价指标
A. MKPC基复合材料抗冻融侵蚀试验方案
本次试验参考《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082-2009，研究了添加不同矿物掺合料、化学添加剂等对磷酸钾镁水泥基复合材料抗冻融侵蚀性能的影响。
根据本章提供的每个配方所需要的材料制作试块。抗冻融侵蚀所需的试块的尺寸为：立方体：30 mm × 30 mm × 30 mm ，棱柱体：40 mm × 40 mm × 160 mm，每个配方需制作的试块组数如下表2.10。
表2.10 快速冻融试验所需不同构件的组数 M1 M2 M3 海水冻融 (0.5% Na2SO4 + 2.5% Nacl） 立方体 试块 8组 8组 8组 棱柱体 试块 2组 2组 2组 氯化钠溶液冻融 （3.5% Nacl） 立方体 试块 8组 8组 8组 9
水冻融 （H2O） 立方体试块 8组 8组 8组 棱柱体 试块 1组 1组 1组 棱柱体 试块 1组 1组 1组 盐城工学院本科生毕业论文 2015
M4 M5 M6 合计 8组 8组 8组 48组 2组 2组 2组 12组 8组 8组 8组 48组 1组 1组 1组 6组 8组 8组 8组 48组 1组 1组 1组 6组 注释： 立方体试块每组4个小试块，棱柱体试块每组3个小试块。
表2.11 海水浸泡所需的试块组数 名称 所需组数 立方体 棱柱体 M1 3 1 M2 3 1 M3 3 1 M4 3 1 M5 3 1 M6 3 1 表2.12 氯化钠浸泡所需的试块组数 名称 所需组数 立方体 棱柱体 M1 3 1 M2 3 1 M3 3 1 M4 3 1 M5 3 1 M6 3 1 表2.13 水浸泡所需的试块组数 名称 所需组数 立方体 棱柱体 M1 3 1 M2 3 1 M3 3 1 M4 3 1 M5 3 1 M6 3 1 表2.14 不同循环次数所需的试块组数 循环次数 组数 立方体 棱柱体 长期基准 1 1 0次 1 1 100次 1 1 150次 1 1 200次 1 1 250次 1 1 300次 1 1 注：长期基准是用来测量质量变化，另外编号。
本次试验具体操作步骤如下：
a. 试件制作和试件养护，见本章2.2.2。
b. 试块强度的测试：每个配方需要测一组（4个小立方体 + 3个棱柱体）养护28 d的强度以及留一组试块在试验最后结束时测其强度，强度采用无锡建仪仪器机械有限公司提供的YAW-300B全自动压力试验机（图2.8）进行测试。每次测试强度前应先在温度为50 ℃的烘箱（图2.9）内烘24 h。
c. 快速冻融试验。本次实验采用由北京耐恒科技有限公司提供的冻融设备试验箱（图2.10）。试块在海水、氯化钠、水三种溶液中进行快速冻融，即冻和融不断交替进行，首先所有试块在不同溶液下进行快速冻融，在溶液中冻2.5 h，然后再解冻1.5 h，一个循环所需要的时间为4 h。在规定的循环次数结束后，每次冻融循环结束后，都要对试块进行试块表面观察并拍照、试块质量称量以及试块抗压强度的测试。在测试质量、抗压强度之前，应对所有要测试的试块进行烘干，具体方法为：在温度为50 ℃烘箱中烘24 h然后拿出来冷却至常温。测完之后对每组具有代表性的
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立方体试块进行留样，以备后面进行微观结构分析。
d. 微观分析。采用由美国FEI公司提供的扫描电子显微镜（SEM，图2.11）对实验结束后的留样试块进行微观结构扫描分析。具体方法如下：每次测试完强度后，对进行留样的试块进行切割，选取试块中心的一小块进行电镜扫描。在扫描前对试块要充分烘干，在温度为50 ℃烘48 h，然后送至电镜扫描实验室，对试块进行镀金膜处理，在材料表面形成一层导电膜，再用导电胶将混凝土试样粘结在样品座上，即可放在扫描电镜中观察，并选择合适的微观照片。
图2.8 压力机
图2.9 烘箱
图2.10 冻融设备试验箱
图2.11 SEM电镜扫描
B.MKPC基复合材料抗冻融试验的评价指标
研究MKPC基复合材料的抗冻性能采用以下几种评价指标：质量损失率、抗压腐蚀系数及外观变化。
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a. 长期浸泡和快速冻融试验的试块均采用以下公式来计算试件的质量损失，其计算公式：
KW错误！未找到引用源。：N次冻融循环质量损失率。
Wn：为N次冻融循环混凝土试件质量的平均值，单位g，精确至0.1 g。 W0：冻融循环前混凝土试件质量的平均值，单位g，精确至0.1 g。 b. 立方体的抗压强度腐蚀系数应按下列公式计算：
FcnK??100% fFco Kf：抗压腐蚀系数。
错误！未找到引用源。cn：为N次冻融循环后混凝土试件的抗压强度平均值（MPa），精确至0.1 MPa。 Fco：为0次冻融循环混凝土试件的抗压强度平均值（MPa），精确至0.1 MPa。 c. 外观变化：
外观变化通过拍照对比分析得出。
Wo?WnK? ? 100 % wWo3 结果与讨论
3.1 MKPC基复合材料在水冻融环境中抗冻性能的研究
3.1.1 矿物掺合料对MKPC基复合材料抗水冻融性能的影响 A.质量损失
图3.1为不同尺寸的MKPC基复合材料试块在水冻融环境中不同冻融循环次数下的质量损失率图。图（a）为MKPC基复合材料立方体（30 mm × 30 mm × 30 mm）试块的质量损失率图，从图（a）可以看出，随着冻融循环次数的增加，立方体试块M1～M4的质量损失均逐渐增大，经过300次的水冻融循环后，M1～M4试块的质量损失率分别为6.52%、6.38%、3.67%和4.61%，此外从图中可以看出，M1～M4试块的质量损失的增长趋势基本一致，在冻融循环前250次其呈线性增长且增长速度比较缓慢，此后增长速度迅速，但是在整个水冻融循环过程中，M3、M4试块的质量损失较之M1、M2试块的质量损失要小。图（b）为MKPC基复合材料棱柱体（40 mm × 40 mm × 160 mm）试块的质量损失率图，从图中同样可以看出随着冻融循环次数的增加，棱柱体试块M1～M4的质量损失均逐渐增加，经过300次的冻融循环后其质量损失率分别为5.52%、6.56%、1.76%和2.09%，其中M1、M2试块的质量损失随着冻融循环次数的增加其质量损失的变化趋势基本一致，且质量损失相对较大，而M3、M4试块随着冻融循环次数的增加，在冻融循环250次之前其质量损失呈线性增长且增长速度缓慢，此后质量损失速度略微变快但相对M1、M2试块的质量损失要小很多。图3.1表明，在水冻融环境中，添加矿物掺合料的MKPC基
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