用途:
混凝土抵抗氯离子渗透能力评价方法,简称电通量法。该方法对Ø100±1×50±2mm的混凝土试样两端施加60V的直流电压,通过检测6hrs内流过的电量大小来评价混凝土的渗透性。
执行标准
《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009
《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设[2005]160号
《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ275-2000
《水工混凝土试验规程》SL352-2006
客运专线高性能混凝土暂行技术条件》科技基[2005]101号
美国ASTM C1202
混凝土抵抗氯离子渗透能力评价方法,简称电通量法。该方法对Ø100±1×50±2mm的混凝土试样两端施加60V的直流电压,通过检测6hrs内流过的电量大小来评价混凝土的渗透性。
混凝土电通量测定仪人机界面友好;试验夹具设计既适合立方体也适合圆柱体混凝土试块,试样安装时间很短;测试采用耐腐蚀电极,可长期使用;全自动采集测控系统,测试结果十分精确。
性能参数:
1、工作电压:~220VAC,60VDC
2、电压精度:≤±0.1v
3、电流精度:≤±0.1mA
4、测试时间:6hrs
5、**彩页液晶触摸屏尺寸:7寸
6、真空度到0.098MPa时间:<4min
7、真空泵停起范围:-0.098MPa~-0.095MPa
8、真空泵启动间隔:>2hrs
9、测试通道:12通道
库仑法的优点是能快速大致反映一般混凝土的渗透性。同时也有很多缺点: (1)60V 电压易使溶液温度升高,试验数据受到干扰;(2)试验测试完成于离 子达到稳定迁移之前,即离子的扩散并没有达到稳定状态;(3)测量值是总体 离子运动的结果,而非只是氯离子运动。
澳大利亚 CSIRO(Australia’s Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization)对 ASTM C1202 进行了改进:将使用 3.0%NaCl溶液的 通电量扣除相同条件下使用养护水的通电量作为评价混凝土抗氯离子渗透能力 指标,克服了上述缺点(3),同时对评定标准做了相应调整。
2.3.2 电迁移技术
由于 RCPT 方法具有的以上缺点,电迁移技术于 20 世纪 90 年代逐渐发展起 来,现行北欧标准(NordTest NTBuild355)就是由挪威提出的稳态电迁移技术。 该方法与采用与库伦法类似的装置,但可用比库伦法更低(施加 12V 直流电压)的外加电场的方法进行加速,并与混凝土的孔隙率存在高度相关性。圆柱形混凝 土受测试件直径为 100mm,厚 50mm。测试指标除通过的电流外,还定期对上游 (负极)溶液中的氯离子浓度进行监测,直到浓度增长率达到稳态停止试验。
与氯离子浸泡法或扩散槽法相比,试验中氯离子在电场作用下进入混凝土的 速度增加,因此试验时间可大为缩短。但测试周期仍主要取决于混凝土质量,混 凝土越密实,测试周期越长。此法适用于渗透性较低的 HPC 的渗透性评价。
2.3.3 RCM 法
RCM 法(Rapid Chloride Migration Test),也称 CTH(Chalmers理工大学 的瑞典文缩写)快速法,最早由唐路平提出,后被定为北欧标准(NordTest NTBuild492),德国 ibac-test 采用的 RCM 法也是以此为依据的,ibac-test 为欧 盟资助的有关混凝土结构耐久性的联合研究项目 DuraCrete 所采用,作为一种快 速测定氯离子扩散系数的标准试验方法,并已被采纳为瑞士标准 SIA262/1。试 验室制作或结构取芯的混凝土试件骨料粒径不大于 25mm(一般不宜大于 20mm),用于定量评价混凝土抵抗氯离子扩散的能力。当试件从试验室制作或 实际混凝土结构中取芯时,应先切割成标准尺寸,再在标准养护水池中浸泡 4d, 然后才可以进行试验。试验时间的长短取决于初始电流的大小,如表 2 所示。试 验装置如图 4 所示。试验数据可以用于氯离子侵蚀环境耐久混凝土的配合比设计 和混凝土质量检验的评定依据,也可按 DuraCrete 提出的方法用于结构使用寿命 的评估。
用途:用于评价混凝土抗氯离子扩散的能力。
执行标准
《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009
《混凝土结构耐久性设计与施工指南》CCES-01-2004
《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTG/TB07-01-2006
《水工混凝土试验规程》SL352-2006
欧洲NTBuild492标准
技术参数:
1、工作电压:~220VAC,10~60VDC(国标)或30VDC(行标)
2、测量时间:6~96 hrs(国标)或4-168hrs(行标)
3、电流精度:≤±0.1mA
4、电压精度:≤±0.1V
5、**温度测量范围:0-100℃
6、**温度测量精度:0.1℃
7、**液晶屏尺寸:七寸彩色触摸屏
8、真空度到0.098MPa时间:<4min
9、真空泵停起范围:-0.098MPa~-0.095MPa
10、真空泵启动间隔:>2hrs
11、测试通道:6通道、9通道
RCM 法虽然简单实用且测得的氯离子扩散系数与高浓度盐溶液浸泡法 (NordTest NTBuild443)结果高度线性相关,但并没有从根本上解决库伦法试验 中存在的问题。此外,由于 RCM 法对于已受氯盐侵蚀和碳化影响的混凝土试件 无法进行试验测量,S.Lay等人对 RCM 法做了改进(称为 RIM 法):改用碘化 物作为阴极溶液渗透离子、碘酸盐-淀粉乙酸作为指示剂。RIM 法克服了内部 氯盐和碳化的干扰影响,可用于现场结构取芯混凝土试件的抗氯离子渗透性测 量。
2.3.4 电阻(导)率法
电阻技术是用来评价氯离子在混凝土中渗透能力的另外一种方法。电阻是物 质对电的抵抗力,电导率与电阻率相反。最初是采用普通直流电测量混凝土电阻, 再根据 Nernst-Plank 或 Nernst-Einstein 方程计算氯离子扩散系数,所用电压通常 为 10V 或更低,且测试时间很短。但由于孔溶液离子的类型和浓度(或强度) 不同,导致测试结果不能很好地反映其与氯离子渗透性的关系,为此通常采用已 知电导率的溶液将预测混凝土进行预饱和(饱盐或饱水),使得测试结果可比性 大大提高,称为直流饱盐电阻(率)试验方法。
无论是采用饱水还是饱盐的方法,只要是采用直流电方法测量电阻,就存在 极化问题,直流极化在很多情况下对测试结果的影响非常较大。测试结果与所加 的直流电压有关,电压越高,直流极化程度越大,电压越低,试验结果误差越大, 所以普通直流方法难以得到准确的结果。而 交 流 电 引起扩散的浓度梯度由电极反 应本身产生,且产生的浓度差很小,不会对整个测量系统产生大的扰动。为了解 决直流极化和混凝土孔溶液离子浓度(或强度)的差别问题,采用饱盐交流电阻 (率)法(如中国水利部门行业标准——DL/T 5150-2001 中的“混凝土抗氯离子渗 透快速试验”)来测试混凝土抗氯离子渗透性或间接反映混凝土的抗氯离子渗透 性,该法可基本上解决因离子强度不同引起的问题。
清华大学路新瀛教授提出的 NEL 法实际是一种饱盐直流电导率法。若将混 凝土看作是固体电解质,那么根据 Nernst-Einstein 方程:带电离子在混凝土中的 扩散系数与其偏电导有关,基于此关系建立了混凝土渗透性快速评价方法—— NEL 法。受测混凝土试件尺寸为 100mm×100mm×50mm 或Φ100mm×50mm,用 4mol/L 的 NaCl溶液真空饱盐,使之成为线性元件,然后擦去表面盐水并置于 试样夹具上Φ50mm 的两个紫铜电极之间,在直流低电压下对饱盐试件进行测 定,再由 Nernst-Einstein 方程推算出氯离子在混凝土中的扩散系数。与其它电阻 (率)法一样,NEL 法测量时间短,采用小电压可大大减少电极反应的不良影 响,解决了 Nernst-Einstein 方程中离子迁移系数难以确定的问题,适用于评价高 性能混凝土的渗透性。但此法采用低电压测量直流电阻仍然存在极化问题,并且 假定氯离子迁移数为 1,这与实际情况相差较远。同时,该法采用高浓度的 NaCl 溶液浸泡试件,与 Nernst-Einstein 方程的假定和适用条件相差甚远。
总的来说,电阻技术测试时间短、操作简单、施加电压小,可避免混凝土被 加热。但也存在不足之处:(1)溶液进入混凝土前后是相同的假设并不正确, 主要原因是混凝土孔液中包含的离子是多样的(主要是碱性氢氧化物),当混凝 土干燥后,这些离子会沉淀,当溶液进入混凝土时,这些沉淀离子会溶于溶液中, 从而影响溶液的电导率;(2)离子的迁移很难达到稳定状态;(3)电阻技术还 是基于电测方法,对导电性大的混凝土不适用;(4)无法解决阻抗的弥散效应。
2.3.5 交流阻抗谱法
尽管交流饱盐(水)电阻(导)率法解决了极化和离子强度引起的问题,但 仍无法解决阻抗的弥散效应。若氯离子在混凝土中的输移过程主要受扩散控制, 那么按 Fick 定律,利用电化学方法可测量交流阻抗谱,据此计算出氯离子扩散 系数——交流阻抗谱法。此法基于一个可逆的电化学氧化还原反应产生的氯离子 浓度梯度下的扩散作用、通过在低频下对扩散阻抗的测定来求得,是一种简单的 试验方法。交流阻抗谱法所应用的氯离子浓度梯度是由其自身反应所产生的,由 于正弦交流信号的振幅很小,因此在电极附近反应物的消耗和生成物的积累也很 小,故其所引起扩散的浓度梯度亦较小,扩散是纯线性的。从测得的交流阻抗谱 图上,可以比较精确地确定混凝土本身的电阻(率),从而使测试结果能够准确地 反映混凝土的真实导电情况。同样,为了消除混凝土试件之间的孔溶液离子强度 或浓度的差别,应先将试件进行饱盐(水),然后再测试其交流阻抗。
饱盐交流阻抗谱法解决了阻抗的弥散效应,但仍存在许多缺点:(1)溶液 中有其他离子存在时,氯离子扩散系数计算公式需要修正;(2)在水头或荷载 作用下,要 考 虑 渗透和扩散的协同作用,使 得 氯 离 子 的 扩散性测试更加复杂;( 2 ) 从 测 得 的 数值来看,交流阻抗谱方法所测得的值略小于化学分析方法。
2.3.6 压力渗透法
除了用电加速离子在混凝土中的扩散方法外,另外一种加速氯离子渗入混凝土的方法是施力于含氯离子的溶液(混凝土的一面)。这种方法的原理是含有氯 离子的溶液靠对流和扩散的作用浸入混凝土。
水压法测定氯离子在混凝土中的扩散类似于压力水的渗透性。方法为:混凝 土试件预先用水预饱和,然后放在试验装置上,试验必须保证装置四周完全密封, 以免泄漏。将含有氯离子的溶液注入装置然后加压。加压至规定的时间后,取出 混凝土试件测定氯离子渗透深度及含量。
压力渗透法不受混凝土导电性影响,可真实反映氯离子在混凝土中的实际输 移过程。但是对试验仪器的要求较高:保证在较大的荷载加压作用下不发生 NaCl 溶液泄漏,特别是对于高强高性能混凝土。此外,目前关于压力渗透法与浸泡法 或其它试验方法的对比试验数据很少。返回搜狐,查看更多