T 0579—2020 水泥混凝土抗氯離子滲透試驗方法（RCM 法） 

1 目的、適用范圍和引用標(biāo)準(zhǔn)

本方法規(guī)定了RCM 法測定硬化水泥混凝土抗氯離子滲透的試驗方法。

本方法適用于以測定氯離子在混凝土中非穩(wěn)態(tài)遷移的遷移系數(shù)來確定混凝土抗氯離子滲透性能，但不適用于鋼纖維混凝土抗氯離子滲透性能測試。

引用標(biāo)準(zhǔn)：

水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現(xiàn)場取樣方法（T 0551）

《混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)測定儀》（JG/T 262）

2 儀具與材料

2.1 化學(xué)試劑應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1） 溶劑采用蒸餾水或去離子水。

（2） 氫氧化鈉、氯化鈉、硝酸銀、氫氧化鈣均為化學(xué)純。

2.2 儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1） 切割試件的設(shè)備采用水冷式金剛石鋸或碳化硅鋸。

（2） 真空容器至少能夠容納 3 個試件。

（3） 真空泵能保持容器內(nèi)的氣壓處于 1~5kPa。

（4） RCM 試驗裝置（圖 T 0579-1）采用的有機(jī)硅橡膠套的內(nèi)徑和外徑應(yīng)分別為100mm和 115mm，長度為 150mm。夾具應(yīng)采用不銹鋼環(huán)箍，其直徑范圍為 105~115mm， 寬度為 20mm。陰極試驗槽可采用尺寸為 370mm×270mm×280mm 的塑料箱。陰極板應(yīng)采用厚度為0.5mm±0.1mm 、直徑不小于 100mm  的不銹鋼板。陽極板采用厚度為 0.5mm、直徑為98mm±1m m 的不銹鋼網(wǎng)或由硬塑料板制成的帶孔的不銹鋼板二支架應(yīng)。處于試件和陰極板之間的支架頭高度為 15~20mm。RCM 試驗裝置還應(yīng)符合現(xiàn)行《混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)測定儀》（JG/T 262）的規(guī)定。

圖 T 0579-1 RCM 試驗裝置示意圖

1-陽極板；2-陽極溶液；3-試件；4-陰極溶液；5-直流穩(wěn)壓電源；

6-有機(jī)硅橡膠套；7-環(huán)箍；8-陰極板；9-支架；10-陰極試驗槽；11-支撐頭

（5） 電源能穩(wěn)定提供 0~60V 的可調(diào)直流電，精度為±0.1V ，電流為 0~10A。

（6） 電表的精度為±0.1mA 。

（7） 溫度計或熱電偶的精度為±0.2℃ 。

（8） 噴霧器應(yīng)適合噴灑硝酸銀溶液。

（9） 游標(biāo)長尺的精度為±0.1mm 。

（10） 尺子的最小刻度為 1mm。

（11） 水砂紙的規(guī)格為 200~600 號。

（12） 細(xì)銼刀可為備用工具。

（13） 扭矩扳手的扭矩范圍為 20~100N·m，測量允許誤差為±5% 。

（14） 電吹風(fēng)的功率為 1 000~2 000W。

（15） 黃銅刷可為備用工具。

（16） 真空表或壓力計的精度為±665Pa，量程為 0~13 300Pa。

（17） 抽真空設(shè)備可由體積在 1 000mL 以上的燒杯、真空干燥器、真空泵、分液裝置、真空表等組合而成。

2.3 溶液和指示劑應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1） 陰極溶液為 10%質(zhì)量濃度的 NaCl 溶液，陽極溶液為 0.3mol/L 摩爾濃度的 NaOH溶液。溶液至少提前 24h 配制，并密封保存在溫度為 20~25℃的環(huán)境中。

（2） 顯色指示劑為 0.1mol/L 濃度的AgNO₃ 溶液。

（3） RCM 試驗所處的試驗室溫度應(yīng)控制在 20℃~25℃。

2.4 試件制作應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1） 試驗用試件應(yīng)采用直徑為φ100mm±1mm、高度為 50mm±2mm 的圓柱體試件。

（2） 在試驗室制作試件時，宜使用φ100mm×100mm 或φ100mm×200mm 試模。集料最大粒徑不宜大于 25mm。試件成型后應(yīng)立即用塑料薄膜覆蓋并移至標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室。試件應(yīng)在

24h±2h 內(nèi)拆模，然后浸沒于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室的水池中。

（3） 試件的養(yǎng)護(hù)齡期宜為 28d，也可采用試驗所需其他養(yǎng)護(hù)齡期。

（4） 應(yīng)在抗氯離子滲透試驗前 7d 加上成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的試件。當(dāng)使用φ100mm×100mm 試件時，應(yīng)從試件中部切取高度為 50mm±2mm 的圓柱體作為試驗用試件，并將靠近澆筑面的試件端面作為暴露于氯離子溶液中的測試面。當(dāng)使用φ100mm×200mm 試件時，應(yīng)先將試件從正中間切成相同尺寸的兩部分φ100mm×100mm ，然后從兩部分中各切取一個高度為50mm±2mm 的試件，并將第一次的切口面作為暴露于氯離子溶液中的測試面。

（5） 試件加工后采用水砂紙和細(xì)銼刀打磨光滑。

（6） 加工好的試件應(yīng)繼續(xù)浸沒于水中養(yǎng)護(hù)至試驗齡期。

3 試驗步驟

3.1 RCM 法試驗應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

（1） 首先將試件從養(yǎng)護(hù)池中取出來，并將試件表面的碎屑刷洗干凈。擦干試件表面多余的水分。然后采用游標(biāo)卡尺測量試件的直徑和高度，精確至 0.1mm。將試件在飽和面干狀態(tài)下置于真空容器中進(jìn)行真空處理。在 5min 內(nèi)將真空容器內(nèi)的氣壓減少至 1~5 kPa，并保持該真空度 3h，然后在真空泵仍然運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，將用蒸餾水配制的飽和氫氧化鈣溶液注入容器，溶液高度應(yīng)保證將試件浸沒。在試件浸沒 1h 后恢復(fù)常壓，并繼續(xù)浸泡 18h±2h 。

（2） 試件安裝在 RCM  試驗裝置前應(yīng)采用電吹風(fēng)冷風(fēng)檔吹干，表面干凈，無油污、灰砂和水珠。

（3） RCM 試驗裝置的試驗槽在試驗前應(yīng)用室溫涼開水沖洗干凈。

（4） 試件和RCM 試驗裝置（圖 T 0579-1）準(zhǔn)備好以后，將試件裝入橡膠套內(nèi)的底部， 在與試件齊高的橡膠套外側(cè)安裝兩個不銹鋼環(huán)箍（圖 T 0579-2），每個箍高度為 20mm，并擰緊環(huán)箍上的螺栓至扭矩 30N·m±2N ·m，使試件的圓柱側(cè)面處于密封狀態(tài)。當(dāng)試件的圓柱曲面可能有造成液體滲漏的缺陷時，以密封劑保持其密封性。

圖 T 0579-2 不銹鋼環(huán)箍（尺寸單位：mm）

     （5） 將裝有試件的橡膠套安裝到試驗槽中，并安裝好陽極板。然后在橡膠套中注入約300mL 濃度為 0.3mol/L 的 NaOH 溶液，并使陽極板和試件表面均浸沒于溶液中。在陰極試

驗槽中注入 12L 質(zhì)量濃度為 10%的NaCl 溶液，并使其液面與橡膠套中的 NaOH 溶液的液面齊平。

（6）試件安裝完成后，將電源的陽極（又稱正極）用導(dǎo)線連至橡膠套中陽極板，并將陰極（又稱負(fù)極）用導(dǎo)線連至試驗槽中的陰極板。

3.2 電遷移試驗應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

（1） 首先打開電源，將電壓調(diào)整到 30V±2V ，并記錄通過每個試件的初始電流。

（2） 后續(xù)試驗施加的電壓（表 T 0579-1 第二列）應(yīng)根據(jù)施加 30V 電壓時測量得到的 初始電流值所處的范圍（表 T 0579-1 第一列）決定。根據(jù)實際施加的電壓，記錄新的初始電流。按新的初始電流值所處的范圍（表 T 0579-1 第三列），確定試驗持續(xù)的時間（表 T 0579-1第四列）。

（3）按溫度計或電熱偶的顯示讀數(shù)，記錄每一個試件的陽極溶液的初始溫度。

表 T 0579-1 初始電流、電壓與試驗時間的關(guān)系

（4） 試驗結(jié)束時，測定陽極溶液的最終溫度和最終電流。

（5） 試驗結(jié)束后及時排除試驗溶液。用黃銅刷清除試驗槽的結(jié)垢或沉淀物，并用飲用水和洗滌劑將試驗槽和橡膠套沖洗干凈，然后用電吹風(fēng)的冷風(fēng)檔吹干。

3.3 氯離子滲透深度測定應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

（1）試驗結(jié)束后，及時斷開電源。

（2） 斷開電源后，將試件從橡膠套中取出，并立即用自來水將試件表面沖洗干凈，然后擦去試件表面多余水分。

（3） 試件表面沖洗干凈后，在壓力試驗機(jī)上沿軸向?qū)⒃嚰蓛蓚€半圓柱體，并在劈開的試件斷面立即噴涂濃度為 0.1mol/L 的 AgNO₃ 溶液顯色指示劑。

（4） 指示劑噴灑約 15min 后，沿試件直徑斷面將其分成 10 等份，并用防水筆描出滲透輪廓線。

（5） 根據(jù)觀察到的明顯的顏色變化，測量顯色分界線（圖 T 0579-3）離試件底面的距離，精確至 0.1mm。

圖 T0579-3  顯色分界線位置編號

1-試件邊緣部分；2-尺子；A-測量范圍；L-試件高度

（6） 當(dāng)某測點被集料阻擋時，可將此測點位置移動到最近未被集料阻擋的位置進(jìn)行測量，當(dāng)某測點數(shù)據(jù)不能得到時，只要總測點數(shù)多于 5 個，可忽略此測點。

（7） 當(dāng)某測點位置有 1 個明顯的缺陷，使該點測量值遠(yuǎn)大于各測點的平均值時，可忽略此測點數(shù)據(jù)，但應(yīng)將這種情況在試驗記錄和報告中注明。

4 結(jié)果計算

4.1水泥混凝土的非穩(wěn)態(tài)氯離子遷移系數(shù)，按式（T 0579-1）計算：

        （T 0579-1）

   式中：   

                D ——水泥混凝土的非穩(wěn)態(tài)氯離子遷移系數(shù)（m²/s）；

                U ——所用電壓的絕對值（V）；

                T ——陽極溶液的初始溫度和結(jié)束溫度的平均值（℃）；

              L ——試件厚度（mm），精確到 0.1mm；

             Xd ——氯離子滲透深度的平均值（mm），精確到 0.1mm；

     t——試驗持續(xù)時間（h）。

   結(jié)果計算精確至 1.0×10 ^-13m²/s。

    4.2 以 3 個試樣的氯離子遷移系數(shù)的算術(shù)平均值作為該組試件的氯離子遷移系數(shù)測定值，結(jié)果精確至 1.0×10 ^-13m²/s。當(dāng) 3 個試件測量值中的最大值或最小值與中間值之差超過中間值的 15%時，應(yīng)剔除此值，再取其余兩值的平均值作為測定值；當(dāng)最大值和最小值均超過中間值的 15%時，重新試驗。

5 試驗報告

試驗報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：

（1） 原材料的品種、規(guī)格和產(chǎn)地；

（2） 儀器設(shè)備的名稱、型號及編號；

（3） 環(huán)境溫度和濕度；

（4） 混凝土的非穩(wěn)態(tài)氯離子遷移系數(shù) DRCM ；

（5） 所用電壓絕對值U ；

（6） 陽極溶液的初始溫度和結(jié)束溫度的平均值 T；

（7） 試件厚度 L；

（8） 氯離子滲透深度的平均值 Xd ；

（9） 試驗持續(xù)時間 t；

（10） 要說明的其他內(nèi)容。

條文說明

本方法參照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50082—2009）編制。

氯離子擴(kuò)散系數(shù)快速測定的 RCM 法，其依據(jù)是瑞典 L.P.Tang（唐路平）在 1998 年提出的氯離子電遷移快速試驗方法（CTH 法）及其原理，測定混凝土中氯離子非穩(wěn)態(tài)快速遷移的擴(kuò)散系數(shù)，它簡單、快速、可直接可靠地測算混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)。北歐標(biāo)準(zhǔn) Nordtest NT Build 492 和瑞士標(biāo)準(zhǔn) SIA262/1，也是根據(jù) L.P.Tang（唐路平）的 CTH 法修訂的。

這種非穩(wěn)態(tài)遷移方法測量得到的氯離子擴(kuò)散系數(shù)不能直接和用別的方法（如非穩(wěn)態(tài)浸泡試驗和穩(wěn)態(tài)遷移試驗方法）測量得到的氯離子擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行比較。

進(jìn)行抗氯離子滲透試驗的齡期一般為 28d。多數(shù)礦物摻合料都可以提高混凝土抗氯離子滲透能力，但是，摻礦渣粉或粉煤灰等摻合料時，由于它們的火山灰反應(yīng)速率遠(yuǎn)低于硅粉，因此，該類混凝土進(jìn)行 RCM 法試驗時，其標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的齡期建議不少于 56d 或設(shè)計要求規(guī)定的試驗齡期。

浸泡試件用的是飽和氫氧化鈣溶液，這與電通量法使用蒸餾水或去離子水作為浸泡溶液是不同的，操作時應(yīng)注意這一點。