CNS 14794-2003 Method of test for length change of hydraulic-cement mortars exposed to a sulfate solution《水硬性水泥砂浆棒暴露于硫酸盐溶液中之长度变化试验法》.pdf

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1、 1 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 91.100.10 A339414794經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 92 年 11 月 18 日 年月日 (共 6 頁 )水硬性水泥砂漿棒暴露於硫酸鹽溶液中之長度變化試驗法 Method of test for length change of hydraulic-cement mortars exposed to a sulfate solution 1. 適用範圍 1.1 本標準規定浸泡於硫酸鹽溶液中水泥砂漿棒長度變化之測定方法。製作水泥砂漿棒所用之水泥砂漿，係依

2、 CNS 1010水硬性水泥墁料抗壓強度檢驗法（用50mm 或 2in.立方體試體）製備，在水泥砂漿棒浸泡於硫酸鹽溶液之前，須將其抗壓強度養護至 20.01.0MPa（ 3000150psi），至於水泥砂漿棒之抗壓強度，則以相同水泥砂漿所製作之立方體試體量測之。 1.2 本標準所採數值係以國際單位 (SI)制為準，括弧內所列數值僅供參考。 2. 意義與應用 2.1 本標準試驗法提供混凝土及水泥砂漿對硫酸鹽抵抗性之評估方法，而混凝土及水泥砂漿可以卜特蘭水泥、卜特蘭水泥與卜作嵐材料或爐碴粉之混合料，以及混合之水硬性水泥等產製，至於 CNS 9746卜特蘭水泥墁料暴露於硫酸鹽中之潛在膨脹檢驗法，則僅

3、適用於評估卜特蘭水泥之部分，而不適用於混合水泥、或卜特蘭水泥與卜作嵐材料或爐碴粉之混合料。 2.2 除另有指定外，用於本試 驗法之標準浸泡溶液，每 m3含有 352mole 之Na2SO4(50g/L)，其他的硫酸鹽溶液濃度，或其他的硫酸鹽，例如 MgSO4，可用於模擬欲探究之暴露環境。 3. 儀器設備 3.1 拌合機：符合 CNS 3655水硬性水泥可塑稠性水泥漿及墁料之機械拌合法之要求。 3.2 立方體試體模具：符合 CNS 1010 之要求者。 3.3 水泥砂漿棒模具：符合 CNS 14603硬固水泥砂漿及混凝土長度變化試驗法之規定。 3.4 長度比較測微器：符合 CNS 14603 之

4、要求。 3.5 容器：用於浸漬水泥砂漿棒試體之容器，可為塑膠、玻璃、陶瓷或金屬材質，容器內尚須包括支承棒體之附件，使水泥砂漿棒不致有端面或側面貼附於容器上。另外容器須具可封閉之蓋，以防硫酸鹽溶液之蒸發。 3.6 養護槽：可用於加速養護混凝土抗壓強度試體之養護槽。 4. 試藥及材料 4.1 試藥之純度：若所用任何試藥之純度足夠高，且其應用不致降低量測之準確度時，則美國製藥級 (USP)或技術級或同等之化學品即可採用。當所作試驗預期 2 CNS 14794, A 3394 將得之結果接近允收或拒收限值時，則建議使用試藥級之化學品，此類化學品須符合 CNS 或美國化學學會分析級試藥委員會之規定。 4

5、.2 水之純度：除另有指定外，須為符合 CNS 3699化學分析用水 A2 分析用水或以上等級之水。 4.3 硫酸鈉 (Na2SO4)：每次配製硫酸鹽溶液時，皆須以燒失量去查核硫酸鈉之含水量。若硫酸鹽之含水量均以燒失量查核過，且經適當修正以求得規定之硫酸鹽濃度，則任一無水或含結晶水之硫酸鈉皆可使用。 4.4 硫酸鹽溶液：每 L 硫酸鹽溶液須含有 50.0g 之 Na2SO4，配製時先使 50.0g 之Na2SO4溶於 900mL 之水中，然後再以蒸餾水或去離子水稀釋，以配得 1.0L 之溶液。 當日於使用前應攪拌溶液，加蓋後貯存於 23.01.7之溫度下。使用前須測定溶液之 pH 值，若 pH

6、 落在 6.0 8.0 之範圍外，則應捨棄此批溶液。在貯存容器中之硫酸鹽溶液，對水泥砂漿棒之容積比例，須為 40.5 容積之溶液比 1 容積之水泥砂漿棒 (1)。 註 (1) 一支水泥砂漿棒之容積可取為 184mL。 4.5 材料 4.5.1 級配標準砂：依 CNS 13515標準砂之規定。 4.5.2 不銹鋼鑲嵌標釘：依 CNS 14603 之規定。 5. 水泥砂漿之製備 5.1 依 CNS 1010 所述步驟拌製水泥砂漿，即質量比為 1 份之水泥對 2.75 份之級配標準砂，而水灰比對所有非輸氣之卜特蘭水泥須為 0.485；對所有輸氣之卜特蘭水泥則須為 0.460。又對非輸氣的卜特蘭飛灰水

7、泥及卜特蘭高爐水泥之水灰比應為 0.485。另外對卜特蘭水泥與卜作嵐材料或爐碴粉之混合料，水灰比之選定須為其所得之流動度，須為卜特蘭水泥砂漿於 w/c 0.485 時所得流動度之5 範圍以內者。 6. 試體模具 依 CNS 14603 之規定準備試體模具，惟模具之內表面須以脫模劑塗覆，若脫模劑可充當分隔材，不影響水泥之凝結，且不會留下任何殘渣而阻礙水分滲入試體，則此脫模劑即為合格可被採用。 備考： TFE碳氟膠帶可符合脫模劑之要求。 7. 試驗步驟 7.1 試體之模製及初始養護 依 CNS 14603 模製水泥砂漿棒試體；而依 CNS 1010 模製立方體試體，為測試一種水泥，一組試體將包括

8、6 支水泥砂漿棒，及高達 21 只之立方體試體 (2)，試體模製完成後，立即將模具頂面以硬質之鋼板、玻璃板或塑膠板密封成使其具有水密性，再將試體連同模具置入水溫控制在 353之養護水槽內212123 小時。 將密封之試體模具置放於養護水槽時，須使水泥砂漿棒灌注時之底面向下，即 3 CNS 14794, A 3394 以水泥砂漿棒灌注時相同的相對位向置放之。於212123 小時，由水槽中取出試模，並將試體由模內脫出。 註 (2) 當強度成長速率之重要資訊不可得時，則一組包括 21 只立方體之試體，將依所述程序測試之；但當強度成長速率之資訊可得時， 則可調整試體之數量，而製作較少量之立方體試體，試

9、體量僅需確認水泥砂漿到達 20.01.0MPa(3000150psi)抗壓強度之時間即可。 7.2 後續之養護及試驗之準備 試體脫模後，除兩只待壓之立方體試體 外，將所有的水泥砂漿棒及立方體試體，貯存於溫度控制在 23.02之飽和石灰水養護槽內。待試之兩只試體其上以濕布覆蓋使放冷至室溫後，依 CNS 1010 之規定測試其抗壓強度，若此兩只立方體試體之平均強度為 20MPa(2850psi)或更高時，則依 CNS 14603 中量測長度變化節次之規定，觀測並記錄長度比較測微器之讀數，且將所有之水泥砂漿棒置入硫酸鹽溶液中。若該兩只試體之平均強度未達 20MPa，則將脫模後之立方體試體及水泥砂漿棒

10、貯存於養護水槽內，並逐步測試其餘試體之強度。 由最初 2 只立方體試體之強度，預估試體之抗壓強度何 時將至少可達 20MPa，驗證預估之時間，且於強度達至少 20MPa 時，量測並記錄水泥砂漿棒長度比較測微器之讀值，並將所有之水泥砂漿棒置入硫酸鹽溶液中 (3)，而此一長度量測之讀值則定為初始長度。又試體貯存及試驗之溫度，均須控制在 232。 註 (3) 若於 24 小時齡期時之抗壓強度小於 20MPa(2850psi)，且不可能於同一天內額外再增試強度，或不太可能於當日獲得超出 20.0MPa 之強度時，但於次日一早，試驗所得之強度值卻超出 21MPa，則無需重做一盤試驗。 7.3 長度變化之

11、量測 於水泥砂漿棒置入硫酸鹽溶液後 1、 2、 3、 4、 8、 13 及 15 週時，依 CNS 14603使用長度比較測微器測定其長度變化。於第 15 週時須審視試驗結果之數據，若所發生之長度變化為輕微、逐步及均勻之變化， 則後續之測定應於第 4、 6、9 及 12 個月時進行。當試體之膨脹量在試驗中任一期間變化快速時，則須調整讀取長度變化之間隔時間，使其短至可觀察並報告出水泥砂漿棒之膨脹行為。 7.3.1 水泥砂漿棒長度變化之量測細節 (1) 清潔水泥砂漿棒下端鑲嵌標釘將嵌入之長度比較測微器底座之套環孔，因此一套環孔會聚集水及砂粒，故於每次讀取讀值後須予清潔。讀取並記錄參考棒之長度比較測

12、微器讀值，每次由養護水槽中取出一支水泥砂漿棒，擦拭標釘，將水泥砂漿棒夾入長度比較測微器，讀取並記錄其讀值，將水泥砂漿棒浸回養護槽，並清潔比較測微器之底座。取出第二支水泥砂漿棒，依前述方式處置之，於記錄完比較測微器讀值後，將第二支水泥砂漿棒浸回養護水槽，清潔比較測微器底座之套環孔，持續此一操作，直至讀取完所有水泥砂漿棒之讀值並予記錄，回浸試體入槽，每次更替間均清潔比較測微器底座之套環孔。 在讀取最後一支水泥砂漿棒 之讀值並清潔套環孔後，夾上參考棒，讀取 4 CNS 14794, A 3394 並記錄測微錶所顯示之讀值。 (2) 依據水泥砂漿所 作立方體試體之強度，於水泥砂漿初次準備浸泡於硫酸鹽溶

13、液中，或在 水泥砂漿棒由原貯存之硫酸鹽溶液中取出作長度變化量測完成後，試體之貯存須置入新配、且已知 pH 在 6 8 間之硫酸鹽溶液中，後續在讀取長度變化讀值時，均須依上述方式進行。 於初次讀取參考棒讀值前， 以及每一支水泥砂漿棒讀取讀值後，均須清潔長度比較測微器底部之支 承座，記錄參考棒及水泥砂漿棒之讀值，而在最後一支水泥砂漿棒之讀值讀取後，必須再讀取並記錄參 考棒之讀值。水泥砂漿棒在夾上比較 測微器前，對水泥砂漿棒僅能擦乾標釘之部分 (4)。 在讀取每一支水泥砂漿棒之 讀值後，先將其回浸於原有溶液中，於更換新配溶液前，以清水沖洗容 器乙次，倒出沖洗水及殘渣，更換容器中支承水泥砂漿棒之框架，

14、以新配且已知 pH 在 6 8 間之硫酸鹽溶液注入容器中浸没試體，且將容器之頂蓋密封。 註 (4) 侷限只可 擦乾標釘部分而不能擦乾棒體之目的，在防止水泥砂漿棒之乾燥收 縮。若先只將標釘擦乾，於長度比較測微器上夾入水泥砂漿棒，讀 取測微錶上之讀值，然後以乾布小心擦拭棒體，曾經觀測到水泥砂 漿棒會有可量得之收縮量，因此，擦乾之動作應予侷限至最少。 7.3.2 試體在長度變化量測後之檢視 ：當水泥砂漿棒之長度變化行為不尋常，或所作試驗係研究探討計畫之一 部分時，則須於長度變化量測後，將試體置於平台表面上測試其翹曲情形 ，使水泥砂漿棒之端部向下彎曲，而量測其翹高部分之最大值。同時檢查 試體是否有龜裂

15、情況，若有，記述其位置及型式；另外，尚須注意試體表 面是否有沈積物、斑點雜色、滲出物等，並說明其性質、厚度及型式。 7.4 量測時間之許可差 本標準第 7.3 節中所指稱之時間，其許可差為 2%。 8. 計算 8.1 依下式計算任一齡期時試體之長度變化： 100LLLLgix= 式內， L =於 X 齡期時試體之長度變化， %。 Lx=於 X 齡期時，試體之長度比較測微器讀值於該齡期參考棒之長度比較測微器讀值。 Li=試體之長度比較測微器初始讀值參考棒於相同時間之長度比較測微器讀值。 Lg=標稱之有效標距，或可採用 250mm。 8.2 對每一支水泥砂漿棒，計算其長度變化值至最近之 0.001

16、%，且報告其平均值至 5 CNS 14794, A 3394 最近之 0.01%。 9. 報告 9.1 報告所用水泥之型別，若係採用混合材料 ，則須報告其識別及各組成所佔份量，且不論使用純水泥或混合材料，均須符合適用之標準。報告每一支水泥砂漿棒於浸入硫酸鹽溶液時之長度比較測微器初始讀值，而此一數值即為計算長度變化之基準。 報告個別水泥砂漿棒後續長度變化佔其基準數值之百分率至最近之 0.001%；若為平均值則報告長度變化百分率至最近之 0.01%，於試驗終了，尚需評論試體之外觀狀況。 對每份水泥砂漿棒於特定齡期之平均長度變化報告中，須報告水泥砂漿棒之數目 n，長度變化之標準差及變異係數。於任一齡

17、期，須有至少 3 天水泥砂漿棒之數據，以組成該齡期有效的試驗。視餘存試體數之多寡，長度變化數值之最大許可全距，不得超出表 1 所列以百分率表示之長度變化數值。 表 1 長度變化數值之最大許可全距， % 餘存試體數目 混合水泥 卜特蘭水泥 3 0.034 0.010 4 0.037 0.011 5 0.039 0.012 6 0.041 0.012 9.2 報告任何與本標準試驗步驟有差異之部分，當其與硫酸鹽溶液之組成、濃度、溫度、水泥砂漿之配比、齡期或成熟度，以及類似因子等有相關時。 10. 精密度與偏差 10.1 本標準試驗法之精密度係藉共同試 驗結果予以評估，且發現其隨研究所用水泥型別之不同

18、而變化，因此以下依水泥型別，分別陳述其精密度： 10.1.1 混合水泥：當膨脹量介於 0.04 0.07%之間時，單一操作者之標準差為0.010%，因此同一操作者對相同之混合水泥，所作兩次正確 試驗之結果，彼此間之差異不得超出 0.028%。多個實驗室間，當膨脹量為 0.04 0.07%時，其標準差經統計分析為 0.020%，因此兩個不同之實驗室，對相同之混合水泥 (IP 或 IS 型 )，所作兩次正確試驗之結果，彼此間之差異不得超過 0.056%。 10.1.2 卜特蘭第型水泥：當膨脹量為 0.04 0.07%時，單一操作者之標準差經統計分析為 0.005%，因此同一操作者對相同之水泥，所作

19、兩次正確操作，試驗之結果彼此間 之差異不得超過 0.014%。當膨脹量在 0.04 0.07%之間，多個實驗室間之標準差為 0.020%，因此於兩個不同之實驗室，對相同之水泥所作兩次正確試驗之結果，彼此間之差異不得超過 0.056%。 10.1.3 卜特蘭第型水泥：當膨脹量在 0.04 0.07%之間時，經求得之單一操作 6 CNS 14794, A 3394 者標準差為 0.003%，因此由相同操作者對相同之水泥，所作兩次正確試驗之結果，彼此間之差異不得超過 0.009%。多個實驗室間，當膨脹量在0.04 0.07%之間時，經求得之標準差為 0.010%，因此於兩個不同之實驗室，對相同水泥所作兩次正確試驗之結果，彼此間之差異 不得超過0.028%。 10.2 偏差 由於本標準試驗法之 步驟，並無可接受之參考物質適用於測定其偏差，故無有關偏差之說明。 引用標準： CNS 1010 水硬性水泥墁料抗壓強度檢驗法（用 50mm 或 2in.立方體試體） CNS 3655 水硬性水泥可塑稠性水泥漿及墁料之機械拌合法 CNS 3699 化學分析用水 CNS 9746 卜特蘭水泥墁料暴露於硫酸鹽中之潛在膨脹檢驗法 CNS 13515 標準砂 CNS 14603 硬固水泥砂漿及混凝土長度變化試驗法