T 0580—2020 水泥混凝土抗氯離子滲透試驗(yàn)方法（電通量法）

1 目的、適用范圍和引用標(biāo)準(zhǔn)

本方法規(guī)定了電通量法測(cè)定水泥混凝土抗氯離子滲透性的試驗(yàn)方法。

本方法適用于測(cè)定以通過(guò)混凝土試件的電通量為指標(biāo)來(lái)確定混凝土抗氯離子滲透性能， 不適用于摻有亞硝酸鹽和鋼纖維等良導(dǎo)電材料的混凝土抗氯離子滲透試驗(yàn)。

引用標(biāo)準(zhǔn)：

《混凝土氯離子電通量測(cè)定儀》（JG/T 261）

水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現(xiàn)場(chǎng)取樣方法（T 0551）

2 儀具與材料

2.1 電通量試驗(yàn)裝置：如圖 T 0580-1 所示，應(yīng)符合現(xiàn)行《混凝土氯離子電通量測(cè)定儀》（JG/T 261）的規(guī)定。

圖 T 0580-1 電通量試驗(yàn)裝置示意圖

 1-直流穩(wěn)壓電源；2-試驗(yàn)槽；3-銅電極；4-混凝土試件；5-3.0% NaCl 溶液；6-0.3mol/L NaOH溶液；

7-標(biāo)準(zhǔn)電阻；8-直流數(shù)字式電壓表；9-試件墊圈（硫化橡膠墊或硅橡膠墊）

2.2 儀器設(shè)備和化學(xué)試劑應(yīng)符合下列要求：

    （1） 直流穩(wěn)壓電源的電壓范圍為 0~80V，電流范圍為 0~10A，并能穩(wěn)定輸出 60V 直流電壓，精度為±0.1V 。

   （2） 耐熱塑料或耐熱有機(jī)玻璃試驗(yàn)槽（圖T 0580-2）的邊長(zhǎng)為 150mm，總厚度不小于51mm。試驗(yàn)槽中心的兩個(gè)槽的直徑分別為 89mm 和 112mm。兩個(gè)槽的深度分別為 41mm 和6.4mm。在試驗(yàn)槽的一邊開(kāi)有直徑為 10mm 的注液孔。

 圖 T 0580-2 試驗(yàn)槽示意圖（尺寸單位：mm）

（3） 紫銅墊板寬度為 12mm±2mm ，厚度為 0.50mm±0.05mm ；銅網(wǎng)孔徑為 0.95mm 或20 目。

（4） 標(biāo)準(zhǔn)電阻精度為±0.1% ；直流數(shù)字電流表量程為 0~20A，精度為±0.1% 。

（5） 真空泵和真空表應(yīng)符合 T 0579 的規(guī)定。

（6） 真空容器的內(nèi)徑不小于 250mm，并能至少容納 3 個(gè)試件。

（7） 陰極溶液應(yīng)用化學(xué)純?cè)噭┡渲频馁|(zhì)量濃度為 3.0%的NaCl 溶液。

（8） 陽(yáng)極溶液應(yīng)采用化學(xué)純?cè)噭┡渲频哪枬舛葹?/span> 0.3mol/L 的 NaOH 溶液，

（9） 密封材料應(yīng)采用硅膠或樹(shù)脂等密封材料。

（10） 硫化橡膠墊或硅橡膠墊的外徑為 100mm、內(nèi)徑為 75mm、厚度為 6mm。

（11） 切割試件的設(shè)備應(yīng)采用水冷式金剛鋸或碳化硅鋸。

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

（13） 溫度計(jì)的量程為 0~120℃，精度為 1℃。

（14） 電吹風(fēng)的功率為 1 000W~2 000W。

3 試驗(yàn)步驟

3.1 電通量試驗(yàn)應(yīng)采用直徑為φ100mm±1mm ，高度為 50mm±2mm 的圓柱體試件，試件的制作、養(yǎng)護(hù)應(yīng)符合 T 0579 的規(guī)定。當(dāng)試件表面有涂料等附加材料時(shí)，預(yù)先去除，且試樣內(nèi)不得含有鋼筋等良導(dǎo)電材料。在試件移送試驗(yàn)室前，避免凍傷或其他物理傷害。

3.2 電通量試驗(yàn)宜在試件養(yǎng)護(hù)到 28d 齡期進(jìn)行。對(duì)于摻有大摻量礦物摻合料的混凝土， 可在 56d 齡期進(jìn)行試驗(yàn)。先將養(yǎng)護(hù)到規(guī)定齡期的試件暴露于空氣中至表面干燥，并以硅膠或樹(shù)脂密封材料涂刷試件圓柱側(cè)面，填補(bǔ)涂層中的孔洞。

             3.3 電通量試驗(yàn)前將試件進(jìn)行真空飽水。先將試件放入真空容器中，然后啟動(dòng)真空泵，并在 5min 內(nèi)將真空容器中的絕對(duì)壓強(qiáng)減少至 1~5kPa；保持該真空度 3h，然后在真空泵仍然運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，注入足夠的蒸餾水或去離子水，直至淹沒(méi)試件；在試件浸沒(méi) 1h 后恢復(fù)常壓，并繼續(xù)浸泡 18h±2h 。

3.4 真空飽水結(jié)束后，從水中取出試件，抹掉多余水分，并保持試件所處環(huán)境的相對(duì)濕度在 95%以上。將試件安裝于試驗(yàn)槽內(nèi)，并采用螺桿將兩試驗(yàn)槽和端面裝有硫化橡膠墊的試件夾緊。試件安裝好以后，采用蒸餾水或其他有效方式檢查試件和試驗(yàn)槽之間的密封性能。

3.5 檢查試件和試驗(yàn)槽之間的密封性后，將質(zhì)量濃度為 3.0%的NaCl 溶液和摩爾濃度為0.3mol/L 的 NaOH 溶液分別注入試件兩側(cè)的試驗(yàn)槽中，注入 NaOH 溶液的試驗(yàn)槽內(nèi)的銅網(wǎng)應(yīng)連接電源負(fù)極，注入NaOH 溶液的試驗(yàn)槽中的銅網(wǎng)應(yīng)連接電源正極。

3.6 在正確連接電源線后，應(yīng)在保持試驗(yàn)槽中充滿(mǎn)溶液的情況下接通電源，并對(duì)上述兩銅網(wǎng)施加 60V±0.1V 的直流恒電壓，且記錄電流初始讀數(shù) I₀。開(kāi)始時(shí)每隔 5min 記錄一次電流值，當(dāng)電流值變化不大時(shí)，可間隔 10min 記錄一次電流值；當(dāng)電流變化很小時(shí)，每隔 30min 記錄一次電流值，直至通電 6h。

3.7 當(dāng)采用自動(dòng)采集數(shù)據(jù)的裝置時(shí)，記錄電流的時(shí)間間隔可設(shè)定為 5~10min。電流測(cè)量值精確至±0.5mA 。試驗(yàn)過(guò)程中宜同時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)槽中溶液的溫度。

3.8 試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)排出試驗(yàn)溶液，并用涼開(kāi)水和洗滌劑沖洗試驗(yàn)槽 60s 以上，然后用蒸餾水洗凈并用電吹風(fēng)冷風(fēng)檔吹干。

3.9 試驗(yàn)在 20~25℃的室內(nèi)進(jìn)行。

4 結(jié)果計(jì)算

4.1 試驗(yàn)過(guò)程中或試驗(yàn)結(jié)束后，繪制電流與時(shí)間的關(guān)系圖。將各點(diǎn)數(shù)據(jù)以光滑曲線連接起來(lái)，對(duì)曲線作面積積分，或按梯形法進(jìn)行面積積分，得到試驗(yàn) 6h 通過(guò)的電通量。

4.2 每個(gè)試件的總電通量，按式（T 0580-1）計(jì)算：

       Q = 900 ( I0  + 2I30  + 2I60  + 2I90  +……+2I270+2I300  + 2I330  + I360 )     （T 0580-1）

  式中： Q ——通過(guò)試件的總電通量（C）；

 I0 ——初始電流（A），精確到 0.001A；

 It ——在 t（min）時(shí)刻的電流（A），精確到 0.001A。

            4.3 計(jì)算得到的通過(guò)試件的總電通量應(yīng)換算成直徑為φ95mm 試件的電通量值，可按式（T 0580-2）計(jì)算：

                 （T 0580-2）

式中：

      QS ——通過(guò)直徑為φ95mm 的試件的電通量（C）；

QX ——通過(guò)直徑為 x （mm）的試件的電通量（C）；

  x ——試件的實(shí)際直徑（mm）。

   4.4 取 3 個(gè)試件電通量的算術(shù)平均值作為該組試件的電通量測(cè)定值，結(jié)果精確至 1C。當(dāng) 3 個(gè)試件電通量中的最大值或最小值與中值的差值超過(guò)中值的 15%時(shí)，應(yīng)取其余兩個(gè)試件的電通量的算術(shù)平均值作為該組試件的試驗(yàn)結(jié)果測(cè)定值。當(dāng)最大值和最小值均超過(guò)中值的15%時(shí)，重新試驗(yàn)。

5 試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)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(chēng)、型號(hào)及編號(hào)；

（3） 環(huán)境溫度和濕度；

（4） 通過(guò)試件的總電通量 Q；

（5） 通過(guò)直徑為 95mm 的試件的電通量QS ；

（6） 試件電通量（平均值）；

（7） 要說(shuō)明的其他內(nèi)容。

條文說(shuō)明

本方法參照《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50082—2009）編制。本方法根據(jù)美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)推薦的混凝土抗氯離子滲透性試驗(yàn)方法 ASTM C1202 修改而成，該方法也可稱(chēng)直流電量法(或庫(kù)侖電量法、導(dǎo)電量法)，是目前國(guó)際上應(yīng)用最為廣泛的混凝土抗氯離子滲透性的試驗(yàn)方法之一。國(guó)內(nèi)外使用該方法積累了大量的寶貴數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，實(shí)踐證明，該方法對(duì)于大多數(shù)普通混凝土是適用的，而且與其他電測(cè)法有較好的相關(guān)性，在大多情況下，相同混凝土配合比的電通量測(cè)試結(jié)果與氯離子浸泡試驗(yàn)方法（如 AASHTO T259）的測(cè)試結(jié)果之間具有很好的相關(guān)性。

根據(jù) ASTM C1202 的規(guī)定，對(duì)于已經(jīng)利用本方法與長(zhǎng)期氯離子浸泡試驗(yàn)方法之間已經(jīng)建立相關(guān)性的各種混凝土，本方法均適用。

本方法用于有表面經(jīng)過(guò)處理的混凝土?xí)r，例如采用滲入型密封劑處理的混凝土，應(yīng)謹(jǐn)慎分析試驗(yàn)結(jié)果， 因?yàn)楸痉椒y(cè)試某些該類(lèi)混凝土?xí)r具有較低抗氯離子滲透性能，而采用 90d 氯離子浸泡試驗(yàn)方法測(cè)試對(duì)比混凝土板時(shí)，卻表現(xiàn)出較高抗氯離子滲透性能。

養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有重要影響，若大多數(shù)混凝土養(yǎng)護(hù)得當(dāng)，隨著齡期增加，其滲透性能顯著降低， 因此分析試驗(yàn)結(jié)果時(shí)應(yīng)考慮試驗(yàn)齡期的影響。

當(dāng)混凝土中摻加亞硝酸鈣時(shí)，本方法可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果。用本方法對(duì)摻加亞硝酸鈣的混凝土和未摻加亞硝酸鈣的對(duì)比混凝土進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明摻加亞硝酸鈣的混凝上有更高庫(kù)侖值，即具有更低的抗氯離子滲透性能。然而，長(zhǎng)期氯離子浸泡試驗(yàn)表明摻加亞硝酸鈣混凝土的抗氯離子滲透性能高于對(duì)比混凝土。影響混凝土抗氯離子滲透性的因素有水灰比、外加劑、齡期、集料種類(lèi)、水化程度和養(yǎng)護(hù)方法等，采用本方法試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較時(shí)，應(yīng)注意這些因素的影響。《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50082—2009）中，基于電通量的混凝土抗?jié)B透性評(píng)價(jià)見(jiàn)表 T 0580-1。

表 T 0580-1  混凝土庫(kù)侖電量評(píng)定指標(biāo)