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T0580-2020水泥混凝土抗氯离子渗透试验方法（电通量法）

关键字: T0580-2020水泥混凝土抗氯离子渗透试验方法（电通量法）日期: 2021-6-6 10:23:16 点击 12903 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/T0580-2020水泥混凝土抗氯离子渗透试验方法（电通量法）

T0580-2020水泥混凝土抗氯离子渗透试验方法（电通量法）

1 目的、适用范围和引用标准
本方法规定了电通量法测定水泥混凝土抗氯离子渗透性的试验方法。
本方法适用于测定以通过混凝土试件的电通量为指标来确定混凝土抗氯离子渗透性能，不适用于掺有亚硝酸盐和钢纤维等良导电材料的混凝土抗氯离子渗透试验。
引用标准：
《混凝土氯离子电通量测定仪》（JG/T 261）
水泥混凝土试件制作与硬化水泥混凝土现场取样方法（T0551）
2 仪具与材料
2.1 电通量试验装置：如图T0580-1所示，应符合现行《混凝土氯离子电通量测定仪》（JG/T 261）的规定。图T0580-1电通量试验装置示意图
1-直流稳压电源；2-试验槽；3-铜电极；4-混凝土试件；5-3.0%NaCl溶液；6-0.3mol/L NaOH溶液；7-标准电阻；8-直流数字式电压表；9-试件垫圈（硫化橡胶垫或硅橡胶垫）
2.2 仪器设备和化学试剂应符合下列要求：
（1）直流稳压电源的电压范围为0~80V，电流范围为0~10A，并能稳定输出60V直流电压，精度为±0.1V。
（2）耐热塑料或耐热有机玻璃试验槽（图T0580-2）的边长为150mm，总厚度不小于51mm。试验槽中心的两个槽的直径分别为89mm和112mm。两个槽的深度分别为41mm和6.4mm。在试验槽的一边开有直径为10mm的注液孔。
图T0580-2 试验槽示意图（尺寸单位：mm）
（3）紫铜垫板宽度为12mm±2mm，厚度为0.50mm±0.05mm；铜网孔径为0.95mm或20目。
（4）标准电阻精度为±0.1%；直流数字电流表量程为0~20A，精度为±0.1%。
（5）真空泵和真空表应符合T0579的规定。
（6）真空容器的内径不小于250mm，并能至少容纳3个试件。
（7）阴极溶液应用化学纯试剂配制的质量浓度为3.0%的NaCl溶液。
（8）阳极溶液应采用化学纯试剂配制的摩尔浓度为0.3mol/L的NaOH溶液，
（9）密封材料应采用硅胶或树脂等密封材料。
（10）硫化橡胶垫或硅橡胶垫的外径为100mm、内径为75mm、厚度为6mm。
（11）切割试件的设备应采用水冷式金刚锯或碳化硅锯。
（12）抽真空设备可由烧杯（体积在1000mL以上）、真空干燥器、真空泵、分液装置，真空表等组合而成。
（13）温度计的量程为0~120℃，精度为1℃。
（14）电吹风的功率为1000W~2000W。
3 试验步骤
3.1 电通量试验应采用直径为φ100mm±1mm，高度为50mm±2mm的圆柱体试件，试件的制作、养护应符合T0579的规定。当试件表面有涂料等附加材料时，预先去除，且试样内不得含有钢筋等良导电材料。在试件移送试验室前，避免冻伤或其他物理伤害。
3.2 电通量试验宜在试件养护到28d龄期进行。对于掺有大掺量矿物掺合料的混凝土，可在56d龄期进行试验。先将养护到规定龄期的试件暴露于空气中至表面干燥，并以硅胶或树脂密封材料涂刷试件圆柱侧面，填补涂层中的孔洞。
3.3 电通量试验前将试件进行真空饱水。先将试件放入真空容器中，然后启动真空泵，并在5min内将真空容器中的绝对压强减少至1~5kPa；保持该真空度3h，然后在真空泵仍然运转的情况下，注入足够的蒸馏水或去离子水，直至淹没试件；在试件浸没1h后恢复常压，并继续浸泡18h±2h。
3.4 真空饱水结束后，从水中取出试件，抹掉多余水分，并保持试件所处环境的相对湿度在95%以上。将试件安装于试验槽内，并采用螺杆将两试验槽和端面装有硫化橡胶垫的试件夹紧。试件安装好以后，采用蒸馏水或其他有效方式检查试件和试验槽之间的密封性能。
3.5 检查试件和试验槽之间的密封性后，将质量浓度为3.0%的NaCl溶液和摩尔浓度为0.3mol/L的NaOH溶液分别注入试件两侧的试验槽中，注入NaOH溶液的试验槽内的铜网应连接电源负极，注入NaOH溶液的试验槽中的铜网应连接电源正极。
3.6 在正确连接电源线后，应在保持试验槽中充满溶液的情况下接通电源，并对上述两铜网施加60V±0.1V的直流恒电压，且记录电流初始读数I0。开始时每隔5min记录一次电流值，当电流值变化不大时，可间隔10min记录一次电流值；当电流变化很小时，每隔30min记录一次电流值，直至通电6h。
3.7 当采用自动采集数据的装置时，记录电流的时间间隔可设定为5~10min。电流测量值精确至±0.5mA。试验过程中宜同时监测试验槽中溶液的温度。
3.8 试验结束后，应及时排出试验溶液，并用凉开水和洗涤剂冲洗试验槽60s以上，然后用蒸馏水洗净并用电吹风冷风档吹干。
3.9 试验在20~25℃的室内进行。
4 结果计算
4.1 试验过程中或试验结束后，绘制电流与时间的关系图。将各点数据以光滑曲线连接
起来，对曲线作面积积分，或按梯形法进行面积积分，得到试验6h 通过的电通量。
4.2 每个试件的总电通量，按式（T 0580-1）计算：
  0 30 60 90 270 300 330 360 Q  900 I  2I  2I  2I ……+2I +2I  2I  I （T 0580-1）
式中： Q——通过试件的总电通量（C）；
      I₀  ——初始电流（A），精确到0.001A；
      I_t ——在t（min）时刻的电流（A），精确到0.001A。
4.3 计算得到的通过试件的总电通量应换算成直径为φ95mm 试件的电通量值，可按式（T 0580-2）计算：
        95
Q_s=Q_x×（------）²（T 0580-2）
           x
式中： Q_S ——通过直径为φ95mm 的试件的电通量（C）；
       Q_x ——通过直径为x（mm）的试件的电通量（C）；
       x ——试件的实际直径（mm）。
4.4 取3个试件电通量的算术平均值作为该组试件的电通量测定值，结果精确至1C。当3 个试件电通量中的最大值或最小值与中值的差值超过中值的15%时，应取其余两个试件的电通量的算术平均值作为该组试件的试验结果测定值。当最大值和最小值均超过中值的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）通过试件的总电通量Q；
（5）通过直径为95mm的试件的电通量QS ；
（6）试件电通量（平均值）；
（7）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。本方法根据美国材料试验协会(ASTM)推荐的混凝土抗氯离子渗透性试验方法ASTM C1202修改而成，该方法也可称直流电量法(或库仑电量法、导电量法)，是目前国际上应用最为广泛的混凝土抗氯离子渗透性的试验方法之一。国内外使用该方法积累了大量的宝贵数据和经验，实践证明，该方法对于大多数普通混凝土是适用的，而且与其他电测法有较好的相关性，在大多情况下，相同混凝土配合比的电通量测试结果与氯离子浸泡试验方法（如AASHTO T259）的测试结果之间具有很好的相关性。
   根据ASTM C1202的规定，对于已经利用本方法与长期氯离子浸泡试验方法之间已经建立相关性的各种混凝土，本方法均适用。
   本方法用于有表面经过处理的混凝土时，例如采用渗入型密封剂处理的混凝土，应谨慎分析试验结果，因为本方法测试某些该类混凝土时具有较低抗氯离子渗透性能，而采用90d氯离子浸泡试验方法测试对比混凝土板时，却表现出较高抗氯离子渗透性能。
   养护龄期对试验结果有重要影响，若大多数混凝土养护得当，随着龄期增加，其渗透性能显著降低，因此分析试验结果时应考虑试验龄期的影响。
   当混凝土中掺加亚硝酸钙时，本方法可能会导致错误结果。用本方法对掺加亚硝酸钙的混凝土和未掺加亚硝酸钙的对比混凝土进行测试，结果表明掺加亚硝酸钙的混凝上有更高库仑值，即具有更低的抗氯离子渗透性能。然而，长期氯离子浸泡试验表明掺加亚硝酸钙混凝土的抗氯离子渗透性能高于对比混凝土。
   影响混凝土抗氯离子渗透性的因素有水灰比、外加剂、龄期、集料种类、水化程度和养护方法等，采用本方法试验结果进行比较时，应注意这些因素的影响。
   《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T 50082—2009）中，基于电通量的混凝土抗渗透性评价见表T 0580-1。
   表T 0580-1混凝土库仑电量评定指标

6h导电量（C）	氯离子渗透性分类	可采用的典型混凝土种类
>4000	高	水胶比大于0.60的普通混凝土
2000～4000	中	中等水胶比（0.50～0.60）普通混凝土
1000～2000	低	低水胶比（0.40～0.50）普通混凝土
100～1000	非常低	低水胶比（＜0.38）含矿物微细粉混凝土
＜100	可忽略不计	低水胶比（＜0.30）含矿物微细粉混凝土

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