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T0579-2020水泥混凝土抗氯离子渗透试验方法（RCM法）

关键字: T0579-2020水泥混凝土抗氯离子渗透试验方法（RCM法）日期: 2021-6-6 10:27:09 点击 13773 次

JTG 3420-2020《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》---- 5 硬化水泥混凝土性能试验/5.4 耐久性/T0579-2020水泥混凝土抗氯离子渗透试验方法（RCM法）

T0579-2020水泥混凝土抗氯离子渗透试验方法（RCM法）

1 目的、适用范围和引用标准
本方法规定了RCM法测定硬化水泥混凝土抗氯离子渗透的试验方法。
本方法适用于以测定氯离子在混凝土中非稳态迁移的迁移系数来确定混凝土抗氯离子渗透性能，但不适用于钢纤维混凝土抗氯离子渗透性能测试。
引用标准：
水泥混凝土试件制作与硬化水泥混凝土现场取样方法（T0551）
《混凝土氯离子扩散系数测定仪》（JG/T 262）
2 仪具与材料
2.1 化学试剂应符合下列规定：
（1）溶剂采用蒸馏水或去离子水。
（2）氢氧化钠、氯化钠、硝酸银、氢氧化钙均为化学纯。
2.2 仪器设备应符合下列规定：
（1）切割试件的设备采用水冷式金刚石锯或碳化硅锯。
（2）真空容器至少能够容纳3个试件。
（3）真空泵能保持容器内的气压处于1~5kPa。
（4）RCM试验装置（图T0579-1）采用的有机硅橡胶套的内径和外径应分别为100mm和115mm，长度为150mm。夹具应采用不锈钢环箍，其直径范围为105~115mm，宽度为20mm。阴极试验槽可采用尺寸为370mm×270mm×280mm的塑料箱。阴极板应采用厚度为0.5mm±0.1mm、直径不小于100mm的不锈钢板。阳极板采用厚度为0.5mm、直径为98mm±1mm的不锈钢网或由硬塑料板制成的带孔的不锈钢板二支架应。处于试件和阴极板之间的支架头高度为15~20mm。RCM试验装置还应符合现行《混凝土氯离子扩散系数测定仪》（JG/T 262）的规定。
图T 0579-1 RCM 试验装置示意图
1-阳极板；2-阳极溶液；3-试件；4-阴极溶液；5-直流稳压电源；6-有机硅橡胶套；7-环箍；8-阴极板；9-支架；10-阴极试验槽；11-支撑头
（5）电源能稳定提供0~60V的可调直流电，精度为±0.1V，电流为0~10A。
（6）电表的精度为±0.1mA。
（7）温度计或热电偶的精度为±0.2℃。
（8）喷雾器应适合喷洒硝酸银溶液。
（9）游标长尺的精度为±0.1mm。
（10）尺子的最小刻度为1mm。
（11）水砂纸的规格为200~600号。
（12）细锉刀可为备用工具。
（13）扭矩扳手的扭矩范围为20~100N·m，测量允许误差为±5%。
（14）电吹风的功率为1000~2000W。
（15）黄铜刷可为备用工具。
（16）真空表或压力计的精度为±665Pa，量程为0~13300Pa。
（17）抽真空设备可由体积在1000mL以上的烧杯、真空干燥器、真空泵、分液装置、真空表等组合而成。
2.3 溶液和指示剂应符合下列规定：
（1）阴极溶液为10%质量浓度的NaCl溶液，阳极溶液为0.3mol/L摩尔浓度的NaOH溶液。溶液至少提前24h配制，并密封保存在温度为20~25℃的环境中。
（2）显色指示剂为0.1mol/L浓度的AgNO3溶液。
（3）RCM试验所处的试验室温度应控制在20℃~25℃。
2. 4试件制作应符合下列规定：
（1）试验用试件应采用直径为φ100mm±1mm、高度为50mm±2mm的圆柱体试件。
（2）在试验室制作试件时，宜使用φ100mm×100mm或φ100mm×200mm试模。集料最大粒径不宜大于25mm。试件成型后应立即用塑料薄膜覆盖并移至标准养护室。试件应在24h±2h内拆模，然后浸没于标准养护室的水池中。
（3）试件的养护龄期宜为28d，也可采用试验所需其他养护龄期。
（4）应在抗氯离子渗透试验前7d加上成标准尺寸的试件。当使用φ100mm×100mm试件时，应从试件中部切取高度为50mm±2mm的圆柱体作为试验用试件，并将靠近浇筑面的试件端面作为暴露于氯离子溶液中的测试面。当使用φ100mm×200mm试件时，应先将试件从正中间切成相同尺寸的两部分φ100mm×100mm，然后从两部分中各切取一个高度为50mm±2mm的试件，并将第一次的切口面作为暴露于氯离子溶液中的测试面。
（5）试件加工后采用水砂纸和细锉刀打磨光滑。
（6）加工好的试件应继续浸没于水中养护至试验龄期。
3 试验步骤
3.1 RCM法试验应按下列步骤进行：
（1）首先将试件从养护池中取出来，并将试件表面的碎屑刷洗干净。擦干试件表面多余的水分。然后采用游标卡尺测量试件的直径和高度，精确至0.1mm。将试件在饱和面干状态下置于真空容器中进行真空处理。在5min内将真空容器内的气压减少至1~5 kPa，并保持该真空度3h，然后在真空泵仍然运转的情况下，将用蒸馏水配制的饱和氢氧化钙溶液注入容器，溶液高度应保证将试件浸没。在试件浸没1h后恢复常压，并继续浸泡18h±2h。
（2）试件安装在RCM试验装置前应采用电吹风冷风档吹干，表面干净，无油污、灰砂和水珠。
（3）RCM试验装置的试验槽在试验前应用室温凉开水冲洗干净。
（4）试件和RCM试验装置（图T0579-1）准备好以后，将试件装入橡胶套内的底部，在与试件齐高的橡胶套外侧安装两个不锈钢环箍（图T0579-2），每个箍高度为20mm，并拧紧环箍上的螺栓至扭矩30N·m±2N·m，使试件的圆柱侧面处于密封状态。当试件的圆柱曲面可能有造成液体渗漏的缺陷时，以密封剂保持其密封性。
图T 0579-2 不锈钢环箍（尺寸单位：mm）
（5）将装有试件的橡胶套安装到试验槽中，并安装好阳极板。然后在橡胶套中注入约300mL浓度为0.3mol/L的NaOH溶液，并使阳极板和试件表面均浸没于溶液中。在阴极试验槽中注入12L质量浓度为10%的NaCl溶液，并使其液面与橡胶套中的NaOH溶液的液面齐平。
（6）试件安装完成后，将电源的阳极（又称正极）用导线连至橡胶套中阳极板，并将阴极（又称负极）用导线连至试验槽中的阴极板。
3.2 电迁移试验应按下列步骤进行：
（1）首先打开电源，将电压调整到30V±2V，并记录通过每个试件的初始电流。
（2）后续试验施加的电压（表T0579-1第二列）应根据施加30V电压时测量得到的初始电流值所处的范围（表T0579-1第一列）决定。根据实际施加的电压，记录新的初始电流。按新的初始电流值所处的范围（表T0579-1第三列），确定试验持续的时间（表T0579-1第四列）。
（3）按温度计或电热偶的显示读数，记录每一个试件的阳极溶液的初始温度。
表T0579-1 初始电流、电压与试验时间的关系初始电流I30V

初始电流I30V （用30V电压）（mA）	施加的电压U （调整后）（V）	可能的新初始电流 I0（mA）	试验持续时间 t（h）
I0＜5	60	I0＜10	96
5≤I0＜10	60	10≤I0＜20	48
10≤I0＜15	60	20≤I0＜30	24
15≤I0＜20	50	25≤I0＜35	24
20≤I0＜30	40	25≤I0＜40	24
30≤I0＜40	35	35≤I0＜50	24
40≤I0＜60	30	40≤I0＜60	24
60≤I0＜90	25	50≤I0＜75	24
90≤I0＜120	20	60≤I0＜80	24
120≤I0＜180	15	60≤I0＜90	24
180≤I0＜360	10	60≤I0＜120	24
I0≥360	10	I0≥120	6

（4）试验结束时，测定阳极溶液的最终温度和最终电流。
（5）试验结束后及时排除试验溶液。用黄铜刷清除试验槽的结垢或沉淀物，并用饮用水和洗涤剂将试验槽和橡胶套冲洗干净，然后用电吹风的冷风档吹干。
3.3 氯离子渗透深度测定应按下列步骤进行：
（1）试验结束后，及时断开电源。
（2）断开电源后，将试件从橡胶套中取出，并立即用自来水将试件表面冲洗干净，然后擦去试件表面多余水分。
（3）试件表面冲洗干净后，在压力试验机上沿轴向将试件劈成两个半圆柱体，并在劈开的试件断面立即喷涂浓度为0.1mol/L的AgNO3溶液显色指示剂。
（4）指示剂喷洒约15min后，沿试件直径断面将其分成10等份，并用防水笔描出渗透轮廓线。
（5）根据观察到的明显的颜色变化，测量显色分界线（图T0579-3）离试件底面的距离，精确至0.1mm。
图 T0579-3 显色分界线位置编号1-试件边缘部分；2-尺子；A-测量范围；L-试件高度
（6）当某测点被集料阻挡时，可将此测点位置移动到最近未被集料阻挡的位置进行测
量，当某测点数据不能得到时，只要总测点数多于5 个，可忽略此测点。
（7）当某测点位置有1 个明显的缺陷，使该点测量值远大于各测点的平均值时，可忽
略此测点数据，但应将这种情况在试验记录和报告中注明。
4 结果计算
4.1 水泥混凝土的非稳态氯离子迁移系数，按式（T 0579-1）计算：
式中： R C M D ——水泥混凝土的非稳态氯离子迁移系数（m2/s）；
U ——所用电压的绝对值（V）；
T ——阳极溶液的初始温度和结束温度的平均值（℃）；
L ——试件厚度（mm），精确到0.1mm；
d X ——氯离子渗透深度的平均值（mm），精确到0.1mm；
t——试验持续时间（h）。
结果计算精确至1.0×10-13m2/s。
4.2 以3个试样的氯离子迁移系数的算术平均值作为该组试件的氯离子迁移系数测定值，结果精确至1.0×10-13m2/s。当3 个试件测量值中的最大值或最小值与中间值之差超过中间值的15%时，应剔除此值，再取其余两值的平均值作为测定值；当最大值和最小值均超过中间值的15%时，重新试验。
5 试验报告
试验报告应包括下列内容：
（1）原材料的品种、规格和产地；
（2）仪器设备的名称、型号及编号；
（3）环境温度和湿度；
（4）混凝土的非稳态氯离子迁移系数RCM D ；
（5）所用电压绝对值U ；
（6）阳极溶液的初始温度和结束温度的平均值T；
（7）试件厚度L；
（8）氯离子渗透深度的平均值d X ；
（9）试验持续时间t；
（10）要说明的其他内容。

条文说明

   本方法参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T 50082—2009）编制。
   氯离子扩散系数快速测定的RCM法，其依据是瑞典L.P.Tang（唐路平）在1998年提出的氯离子电迁移快速试验方法（CTH法）及其原理，测定混凝土中氯离子非稳态快速迁移的扩散系数，它简单、快速、可直接可靠地测算混凝土的氯离子扩散系数。北欧标准Nordtest NT Build 492和瑞士标准SIA262/1，也是根据L.P.Tang（唐路平）的CTH法修订的。
   这种非稳态迁移方法测量得到的氯离子扩散系数不能直接和用别的方法（如非稳态浸泡试验和稳态迁移试验方法）测量得到的氯离子扩散系数进行比较。
   进行抗氯离子渗透试验的龄期一般为28d。多数矿物掺合料都可以提高混凝土抗氯离子渗透能力，但是，掺矿渣粉或粉煤灰等掺合料时，由于它们的火山灰反应速率远低于硅粉，因此，该类混凝土进行RCM法试验时，其标准养护的龄期建议不少于56d或设计要求规定的试验龄期。
   浸泡试件用的是饱和氢氧化钙溶液，这与电通量法使用蒸馏水或去离子水作为浸泡溶液是不同的，操作时应注意这一点。

关键字：T0579-2020水泥混凝土抗氯离子渗透试验方法（RCM法）
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