混凝土氯离子电通量与扩散系数的关系
混凝土
氯离子电通量与扩散系数关系的初步探讨
摘要：
混凝土氯离子电通量与扩散系数是评价混凝土抗氯离子渗透性能的两个参数，确定两者之间的相关性的研究资料还不是太多，某工程工程监理处中心试验室通过工程中的试验数据进行探讨分析，得出了氯离子电通量与扩散系数两者之间的关系。
关键词：海工混凝土电通量扩散系数渗透性
1引言
某工程位于，具有高盐、多雾地段特点。海洋环境是混凝土结构所处的最恶劣的外部环境之一：海水中的化学成分能够引起混凝土的溶蚀破坏以及碱骨料反应；在冬季，寒冷的自然环境还可能引起混凝土结构的冻融破坏；海浪、海水中的悬浮物会对混凝土结构造成磨损和冲击；海风、海水中的氯离子能引起混凝土钢筋的锈蚀等，严重的危及着混凝土结构的耐久性和使用寿命。在海洋环境的这些不利因素中，氯离子的侵入混凝土内部引起钢筋锈蚀，是导致混凝土结构耐久性失效的重要原因。如何快速、准确测量混凝土抗氯离子渗透的性能是每个混凝土试验人员所必须面对的一个重要课题。
某工程工程中，测量氯离子渗透性能的方法是《海港工程混凝土结构防腐技术规范》JTJ275——2000附录：混凝土抗氯离子渗透性标准试验方法——电量法和《公路工程混凝土结构防腐技术规范》JTG/T B07-01——2006附录：混凝土氯离子扩散系数快速测定法——RCM法。
如果能够找出两种试验方法的试验结果的相互关系，我们就可以通过混凝土氯离子电通量知道氯离子的扩散系数；亦或者通过氯离子的扩散系数知道混凝土氯离子电通量，从而将会大大减少试验的工作量，节约人力、物力和时间，有着十分重要的意义。为此，我们以C35承台混凝土氯离子电通量和氯离子的扩散系数的试验数据进行探讨。
2原材料
粉煤灰：潍坊电厂的一级粉煤灰。
精品资料
青岛8.1 390 558 113.0 155.2 160.4
3混凝土配合比
部位水泥矿粉粉煤灰砂子5-10 10-20 水减水剂
承台189 158 103 755 198 802 144 4.5
测量混凝土抗氯离子渗透的方法有自然扩散法、电量法、RCM法、极限电压法和电导法。传统的测量混凝土氯离子扩散系数的方法是自然扩散法，又称盐溶液浸泡法。该方法试验过程繁琐，影响试验结果的因素较多，并且周期长，无法测定早期氯离子扩散系数，在实际工程中缺少使用价值。极限电压法、电导法、电量法、RCM法的测量结果用来表示混凝土抗氯离子侵入性方法简便、直观。对于混凝土配合比的筛选和质量控制，电量法、RCM法是切实可行的。这里我们介绍在某工程工程中用的两种方法：电量法和RCM法。
图1 图2
4.1混凝土抗氯离子渗透性标准试验法——电量法
电量法是依据美国标准ASTMC1202的快速电量法：氯离子在直流电压作用下，通过混凝土试件向正极移动，测量流过的电荷量，用以间接反映混凝土抗氯离子渗透的能力。其步骤是：1）制作φ95×51mm的混凝土试件，养护到龄期，擦干表面水分，进行真空度133Pa下真空饱水3h；然后注入蒸馏水浸泡1h后恢复常压浸泡16～20h；2)取出试件，擦干表面水分安装试件。3）在正极注入0.3M 的NaOH 溶液，在负极注入3％的NaCl溶液；4）在20～23℃的流动水槽中，放入试件。开启电源，加60v的直流电压，开始试验。5）记录电流，直至6h停止。做时间－电流的关系曲线，积分求出6h内的电量，即电通量。电通量法是间接反映混凝土抗氯离子渗透能力的一种方法。仪器设备装置如上图1所示。
4.2混凝土氯离子扩散系数快速测定法——RCM法
RCM法是唐路平教授提出的用以测定混凝土中氯离子非稳定状态迁移的扩散系数的一种方法。其原理是：跨过试件的轴向施加外部电势迫使负极的氯离子向试样中迁移，经一定时间（9—96h）后将试样沿轴向劈开，在劈开面上喷显色剂，测量显色深度代入公式计算氯离子扩散系数，依据氯离子扩散系数评定混凝土的抗氯离子渗透性。试验仪器如上图2所示。
5试验数据：
我们在某工程工程建设中，对混凝土电通量与氯离子扩散系数做了大量的试验。下表是C35承台
28天电通量（库
伦）
28天氯离子扩散
系数（×10-
12m2/s）
56天电通量
（库伦）
56天氯离子扩散系
数（×10-12m2/s）
（×10-12m2/s）
C35
2054 12.683 219 1.97
272 3.9185 1193 3.08
482 4.9491 591 2.30
398 4.5358 1207 3.12
1259 8.7719 638 2.34
1978 12.309 1135 3.05
258 3.847 864 2.74
496 5.018 1084 2.95
混凝土碱.氯离子含量计算 2.计算公式: 於碱含量二水泥带碱含量X重量+掺合料带入有效碱含量X重量+外加剂带入碱含量X重量 氯离子含量系指其占水泥（含替代水泥量的矿物掺合料）用量的百分率。 於氯离子含量=（水泥中氯含量X重量?水中氯含量+掺合料中氯含量X重量+外加剂中入氯含量X重量）m水泥用量（指全部胶凝材料总用量） 3.结论: 於碱含量:0?07 kg/ m3 腔氯含量:0.002%
根据三昆凝土碱含量限值标准工（CECS53——93 ）规定，该批混凝土碱含
量符合要求; 根据混凝土M 昆凝土结构设计规范工（GB50010——2002 \ s 预拌混凝土 > （GB/T14902——2003 ）规定，该批混凝土氯离子含量符合要求。 混凝土碱.氯离子含量计算 1.强度等级:C20 2.计算公式: 腔碱含量二水泥带碱含量x 重量+掺合料带入有效碱含量x 重量+外加剂带 入碱含量X 重量 氯离子含量系指其占水泥（含替代水泥量的矿物掺合料）用量的百分率。 碗氯离子含量=（水泥中氯含量X 重量?水中氯含量+掺合料中氯含量X 重 量+外加剂中入氯含量X 重量）一水泥用量（指全部胶凝材料总用量） 备注 总碱量含量为 3kg/m3o 录离子含量为 1%
3.结论: 於碱含量:0.003 kg/ m3腔氯含量:0.0000046% 根据三昆凝土碱含量限值标准工(CECS53——93 )规定，该批混凝土碱含量符合要求； 根据混凝土M昆凝土结构设计规范n ( GB50010——2002 )、s预拌混凝土> (GB/T14902—2003 )规定，该批混凝土氯离子含量符合要求。 混凝土碱.氯离子含量计算 2.计算公式: 於碱含量二水泥带碱含量x重量+掺合料带入有效碱含量x重量+外加剂带 入碱含量X重量
混凝土电通量测定步骤 在规定的56d试验龄期前，对预留的试块进行钻芯制作，试件直径为95~102mm，厚度为51±3mm，试验时以三块试件为一组。 1、将试件暴露于空气中至表面干燥，以硅橡胶或树脂密封材料涂于试件侧面，必要时填补涂层中的孔道以保证试件侧面完全密封。 2、测试前应进行真空饱水。将试件放入1000ml烧杯中，然后一起放入真空干燥器中，启动真空泵，数分钟内真空度达133pa以下，保持真空3小时后，维持这一真空度并注入足够的蒸馏水，直到淹没试件。试件浸泡1小时后恢复常压，再继续浸泡18±2h。 3、从水中取试件，抹掉多余水分，将试件安装于试验槽内，用橡胶密封环或其它密封，并用螺杆将两试验槽和试件夹紧，以确保不会渗漏，然后将
试验装置放在20～23℃的流动水槽中,其水面宜低于装置顶面5mm,试验应在20～25℃恒温室内进行. 4、将浓度为3.0%的氯化钠和0.3mol/L 的氢化纳溶液分别注入试件两侧的试验槽中，注入氯化钠溶液的试验槽内的铜网连接电源负极，注入氢化纳溶液的试验槽中的铜网连接电源正极。 5、接通电源，对上述两铜网施加60V 直流恒电压，并记录电流初始读数Io，通电并保持试验槽中充满溶液。开始时每隔5min记录一次电流值，当电流值变化不大时，每隔10min记录有次电流值，当电流变化很小时，每隔30min记录一次电流值，直至通电6h。 6、绘制电流与时间的关系图，将各点数数据以光滑曲线联系起来，对曲线作面积积分，或按梯形法进行面积积分，即可得到试验6h通过的电量。 7、取同组3个试件通过的电量的平均值，作为该组试件的电流量
混凝土电通量测定步骤 在规定的56d试验龄期前，对预留的试块进行钻芯制作，试件直径为95~102mm，厚度为51±3mm，试验时以三块试件为一组。 8、将试件暴露于空气中至表面干燥，以硅橡胶或树脂密封材料涂于试件侧面，必要时填补涂层中的孔道以保证试件侧面完全密封。 9、测试前应进行真空饱水。将试件放入1000ml烧杯中，然后一起放入真空干燥器中，启动真空泵，数分钟内真空度达133pa以下，保持真空3小时后，维持这一真空度并注入足够的蒸馏水，直到淹没试件。试件浸泡1小时后恢复常压，再继续浸泡18±2h。
混凝土中氯离子浓度预测的研究现状 【摘要】氯离子侵蚀是混凝土结构耐久性研究的重要内容,可以为钢筋锈蚀、寿命预测等提供理论支持。本文就Fick第二定律的适用性、氯离子结合理论的应用和海水耐蚀剂的作用等问题展开讨论。 【关键词】：混凝土耐久性氯腐蚀Fick定律结合理论耐蚀剂 国内外对基于氯离子传输的混凝土耐久寿命模型进行了大量的研究，成果主要集中于应用Fick第二扩散定律来预测饱和混凝土的氯离子扩散使钢筋锈蚀的使用寿命。自从Collepardi[65]于1972年提出了基于Fick第二定律计算氯离子扩散系数的方法，Fick第二定律被普遍应用于混凝土中氯离子扩散的研究中。Fick 定律虽然得到了比较广泛的应用，但它是基于以下假定提出的：①材料必须是均质的；②氯离子不与材料发生反应；③材料的氯离子扩散系数必须恒定；④不考虑荷载引起的裂缝。 事实上以上假设并不确切，首先，从氯离子侵蚀诱导钢筋锈蚀影响钢筋混凝土结构耐久性出发，研究的关键是保护层范围内的氯离子扩散，而在这一范围内，由于边界效应，混凝土的骨料分布是不均匀的[66]；其次，混凝土对氯离子具有一定的结合能力，氯离子可以同水化生成物结合生成复盐或进入凝胶结构或被混凝土的内部孔隙物理吸附；再者，扩散系数D是用来反映混凝土对氯化物侵蚀抵抗能力的参数，在常规的Fick扩散方程中假定D为常量，这与实际情况并不吻合。由于混凝土是一种水硬性材料，其水化过程需要经过很长时间才能完成，随着混凝土的不断水化，其内部结构越来越密实，因此氯离子扩散系数D是一个随时间、氯离子浓度等条件变化的参数。实际上，不仅Fick定律的理论假设与实际混凝土材料相差甚远,而且其数学解也与实际混凝土的试验结果相差较大 [67]。尽管Fick定律可以用来预测使用寿命，但至今仍没有建立完整的理论体系 [68]，一些学者已对Fick第二定律的合法性提出了质疑。 实际应用中，氯离子在混凝土中的渗透性一般通过加速试验确定，这些加速试验主要应用压力、浓度梯度或电学方法等测定氯离子的扩散性能[69]。很多研究者从影响氯离子扩散系数的因素出发，试验研究了结构[70-75]、环境[76-79]、养护条件[80-83]、水泥与掺合料[75,84-94]、荷载[95-98]等因素对扩散系数的影响情况，定性、定量的得到了一些研究成果。 已有的研究成果显示，环境的氯离子浓度对氯离子向混凝土中扩散有影响，不同的环境条件，氯离子浓度具有一定的差异。氯离子侵蚀钢筋混凝土的环境可以分为海洋环境（浸没区、潮汐区、浪溅区、大气区）、除冰盐环境和盐湖地区及工业环境等情况。2002年出版的日本土木学会混凝土标准提出近海大气区的混凝土表面氯离子浓度（用混凝土质量比表示）为：浪溅区0.65%，岸线附近0.45%，离海岸距离0.1km处0.225%，0.25km处0.15%，0.5km处0.1%，1km 处0.075%。而美国ACI365委员会开发的一个用于使用寿命设计的计算程序中，取海上和近海盐雾区的混凝土表面氯离子浓度值为：潮汐浪溅区为瞬时到定值
混凝土碱含量、氯离子含量计算书 1.计算依据： 1.1《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015） 1.2《混凝土碱含量限值标准》 1.3陕西国华锦界煤电工程混凝土设计强度等级最高的为空冷柱混凝土C50(配合比编号：HNTPB-2015-11)，除氧煤仓间框架混凝土C45(配合比编号：BPCC/HNTPB-2015-09)，汽机基座上部结构(配合比编号：C35HNTPB-2015-16)，统计如下： 1.4设计要求：混凝土结构的环境类别为二、b类，碱含量限值为3 kg/m3（每立方米混凝土碱含量）、氯离子含量限值为0.2%（占水泥用量）。 1.5水泥、外加剂材质证明、砂石复试 1.6混凝土各组份碱含量及氯离子含量 2.碱含量计算
2.1计算公式 混凝土碱含量A=Ac+Aca＋Aaw 水泥碱含量Ac=WcKc(kg/m3) Wc---水泥用量(kg/m3) Kc---水泥平均碱含量（%） 外加剂碱含量Aca=aWcWaKca(kg/m3) a---将钠或钾盐的重量折算成等当量Na2O重量的系数 Wa---外加剂掺量 Kca---外加剂中钠（钾）盐含量（%） 骨料引入混凝土碱含量Aaw＝Wa砂Pac砂＋Wa石Pac石 Pac---骨料中碱含量（％） Wa---骨料用量（kg/m3) 2.2单方混凝土碱含量 2.2.1空冷柱混凝土C50(配合比编号：HNTPB-2015-11) 混凝土配比： 水泥（P.O52.5):480kg; 砂：610kg; 石：1079kg; JF-9:11.5kg; A空冷柱C50=480×0.3%+11.5×3.64%+610×0.07%+1079×0.04%=2.72（kg/m3)＜3（kg/m3)。满足设计要求。 2.2.2除氧煤仓间框架混凝土C45(配合比编号：BPCC/HNTPB-2015-09)混凝土配比： 水泥（P.S42.5):478kg; 砂：606kg; 石:1098 kg; F-9:11.16 kg A除氧煤仓间框架C45=478×0.3%+11.16×3.64%+606×0.07%+1098×
评价高性能混凝土耐久性综合指标-抗氯离子渗透性及其研究现状 摘要：结合国内外高性能混凝土耐久性研究的现状，在近年来基于氯离子渗透的高性能混凝土耐久性预测模型，分析了将抗氯离子渗透性作为评价高性能混凝土耐久性的综合指标的可行性和必要性，对于制定高性能混凝土的耐久性设计规范具有参考意义。 关键词：高性能混凝土；耐久性；氯离子抗渗；综合指标 Aggregative indicator evaluating the durabil ity of HPC：Chloride ion resistance and present status BA Heng jing ，ZHA N G Wu man ，DEN G Hong wei (Civil Engineering Institute ，Harbin University of Technology ，Harbin 150006 ，China) Abstract ：Based on the prediction models and the domestic and foreign present status of the durability of HPC, the chloride ion resistance was used as an aggregative indicator to evaluate the durability of HPC. The importance and the feasibility were analyzed, which had significant reference for constituting standard of the durability of HPC. Key words ：HPC；durability ；chloride ion resistance ；aggregative indicator 1 引言 近年来，国内外土木工程界对高性能混凝土耐久性问题十分关注，作了大量的试验研究，工程技术人员对混凝土耐久性的认识程度也不断加深。我国新出台的混凝土结构设计规范中很多章节已经提出了具体的耐久性规定。同时，我国第一部《混凝土结构耐久性设计及施工指南》也在2003年底正式颁布实施，该指南为设计和施工人员提供了环境作用下混凝土结构耐久性设计与施工的基本要求。大量科研成果的取得和国家规范的实施将实现混凝土结构全功能设计的目标向前推进了坚实的一步。 然而，目前对于高性能混凝土耐久性的评定没有统一的指标和方法，对其抗冻性、抗化学侵蚀性、抗钢筋锈蚀性、抗碳化性、抗碱—集料反应性、抗磨耗性、抗火性等等的试验和评价，基本上仍沿用对普通混凝土的试验和检测方法。但是，由于低水灰比、以及高效减水剂和矿物掺合料的掺入，高性能混凝土的性能与普通混凝土的性能相比产生了较大的差异，因此，普通混凝土的一些试验和检测方法已不适用于高性能混凝土，更无法将耐久性指标融入到混凝土结构设计理论中。 我国规范一贯按承载力极限状态来设计结构构件，再按正常使用极限状态来校核构件的设计思想，这样就决定了高性能混凝土耐久性设计应在肯定原有结构设计理论的基础上补充耐久性方面的要求，使得所选用的混凝土材料在满足结构承载能力的同时也可以达到足够的耐久性，在工程选材的环节把好“耐久性”关，实现从源头上解决结构的耐久性问题。 因此，目前亟待解决问题是：创建一个高性能混凝土耐久性的综合评价指标，该指标能够将各种环境因素影响效应集于一身。将其作为指导高性能混凝土结构耐久性设计的统一标准，便可以消除混凝土耐久性参数众多，各参数之间相关性难于把握的客观制约，为实现完全规范化的混凝土结构耐久性设计奠定坚实的基础。 国内外学者[1～4 ]经过大量调查和研究表明：绝大多数高性能混凝土结构的破坏是由于氯离子侵入到混凝土钢筋表面，并达到一定临界浓度时引起的钢筋锈蚀所致；钢筋锈蚀使其
混凝土主要力学性能和氯离子扩散 系数实验 实验报告 学号： 2010010131 班号：结 02 实验日期： 2011.12.14 实验者：陈伟 同组人：吴一然 建筑材料第六次实验
一、实验目的 1.掌握混凝土主要力学性的测试方法。 2.学习用混凝土中氯离子扩散系数的方法 3.评定混凝土的渗透性。 二、实验原理 1.混凝土抗压强度实验原理 1)混凝土强度等级的概念： 混凝土的强度等级应按立方体抗压强度标准值划分。混凝土强度等级采用符号C与立方体抗压强度标准值（以N/ mm2 计）表示。 混凝土立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为150 mm的立方体试件,在28d龄期,用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值,强度低于该值的百分率不超过5% 。 2).试验依据标准: GB/T50081-2002 3).试验要求 混凝土强度等级≥C60，试件周围应设防崩裂罩。 4.6.1钢垫板的平面尺寸应不小于试件的承压面积，厚度应不小于25mm. 4.6.2钢垫板应机械加工，承压面的平面度公差为0.04 mm;表面硬度不小于55HRC; 硬化层厚度约为5 mm. 当压力试验机上、下压板不符合4.6.2条规定时,压力试验机上、下压板与试件之间应各垫以符合4.6.2条规定的钢垫板。 4）．加荷速度: ＜C30 0.30---0.50MPa/S ≥C30 0.50—0.80 MPa/S ≥C60 0.80—1.0 MPa/S
5）．换算系数：100×100×100 (mm) 0.95 150×150×150(mm) 1.00 200×200×200(mm) 1.05 当混凝土强度等级≥C60时,宜采用标准试件; 使用非标准试件时,尺寸换算系数应由实验确定。 单位:MPa N/ mm2 6）实验设备： (1) 压力实验机 精度（示值的相对误差）应为±1%，试件的破坏荷载应大于压力机全量程的20%，且小于全量程的80%左右。实验机上、下压板应有足够的刚度，其中的一块压板应带有球形支座，使压板与试件接触均衡。 (2) 钢尺 量程300mm，最小刻度1mm。 7）强度检验： 强度值得确定应符合下列规定：如两个测值与中间值相差均不超过15%，则以三个试件的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。三个测值中的最大值和最小值中如有一个与中间值得差值超过中间值的15%。则把最大及最小一并舍除，取中间值作为改组试件的抗压强度值。如两个测值与中间值相差均超过15%，则该组实验结果无效。 2.混凝土劈裂抗拉强度实验原理. 1.试件尺寸:100×100×100(mm) 2.龄期:14天 3.加载方式:见下图一 混凝土劈裂抗拉强度采用直径为150mm的钢制弧型垫条,其长度不短于试件边长.进行劈裂抗拉试验时在垫条与混凝土之间垫一厚3-4mm,宽度为10-20mm的三合板垫层.加荷速度:0.2-0.8Mpa/S(强度等级低的取0.2-0.5,高的取0.5-0.8Mpa/S)
混凝土中氯离子的危害及预防措施 我国新水泥标准中增加氯离子检验人手，分析了混凝土中氯离子的来源和带来途径。指出了氯离子对混凝土的影响和危害，提出了怎样才能避免混凝土中氯离子超标的几个措施，最后说明了有关各行业应研究怎样才能使混凝土中氯离子的含量最少。这应是有关的技术T 作者的一种责任。 引言 《通用硅酸盐水泥》报批稿，在2006年9月就已完成，随后经过若干次的建材生产与建一E使用的协商讨论，终于2007年底发布，国家标准 175—2007《通用硅酸盐水泥》于2008年6月1日实施，这个标准的正式实施，是我国水泥行业的大事，也是建筑施工行业的大事，它涉及到水泥产品的生产、流通、应用、科研与设计的各个方面。尤其是水泥生产企业，无论是产品品种的确定、配料方案的设计、化学分析及物理检验仪器设备的购置、校验、使用，还是生产工艺过程中的技术参数调整与控制，都必须进行必要的变更与适应，只有这样才可能满足新标准的要求，保证新标准的正常平稳过渡。 早在2002年4月1日，国家建没部和同家质检总局就联合发布实施了 500102002((混凝土结构设计规范》，其3．4耐久性规定的章节中，就对混凝土中最大氯离子的含量作了具体的规定；2004年l2月1日，两部局又联合发布实施了／T 503442004《建筑结构检测技术标准》，这个标准的附录C，对混凝土中氯离子的含量测定方法作了规范；2006年6月1日国家建设部发布实施了 522006((普通混凝土用砂、石质量
及检验方法标准》，这个标准在3．1．10条中对混凝土用砂的氯离子含量也作了规定。这些标准和规范的配套实施，必将对水泥的生产、使用和建设工程的质量提高起到积极的推动和保证作用。 1 混凝土中氯离子的来源 1．1 水泥中的氯离子 氯盐是廉价而易得的丁业原料，它在水泥生产中具有明显的经济值。它可以作为熟料煅烧的矿化剂，能够降低烧成温度，有利于节能高产；它也是有效的水泥早强剂，不仅使水泥3 d强度提高50％以上，而且可以降低混凝土中水的冰点温度，防止混凝土早期受冻。氯离子的来源主要是原料、燃料、混合材料和外加剂，但由于熟料煅烧过程中，氯离子大部分在高温下挥发而排出窑外，残留在熟料中的氯离子含培极少。如果水泥中的氯离子含量过高，其主要原冈是掺加了混合材料和外加剂(如：工业废渣、助磨剂等)。因此，在我国水泥新标准中增加了“水泥生产中允许加入≤0．5％的助磨剂和水泥中的氯离子含量必须≤O．06％”的要求，这主要是为了保证水泥不对混凝土质量产生过多负面影响。 1．2砂子中的氯离子 在天然砂中，特别是天然海砂中，因为海水中氯离子较高，使得海砂的表面吸附的氯离子也比较多，导致海砂中氯离子的含量较大，如果不加处理用在混凝土中，将会使混凝土中的氯离子含垣增多。 1．3水中的氯离子 在混凝土拌制中，水是不可缺少的原材料之一。如果用饮用的自
SONA 混凝土结构耐久性检测RCM-DEH型 混凝土氯离子扩散系数快速测定仪 操 作 指 南 北京首瑞测控技术有限公司 Beijing SONA MC Tech.Co.,Ltd
重要安全信息 本信息可以帮助您安全使用本公司公司产品，请遵循并保留本公司产品随附所有资料。 客户的安全对于本公司公司很重要，我们开发的产品安全、有效。本产品为机电一体化产品。电源线、测试线以及其它功能部件在使用不当的情况下仍会引起潜在的安全危险，可能会导致人身伤害或财产损失。要减少这些危险，请按照产品的说明操作，遵循产品所有操作说明中的警告信息并仔细阅读本文。仔细按照本文中包含的和随产品提供的资料进行操作，有助于您免受危险并拥有一个安全的工作环境。 需要立即采取操作的情况 产品可能由于使用不当或疏忽而损坏。某些产品损坏程度严重的，经过本公司公司专业人员检查及修理后才可以继续使用。 请经常检查设备情况，如果您发现经下列出的任何情况（虽然很少发生）或者对产品有任何安全方面的考虑，请停止使用该产品并断开电源，直到您可以与本公司取得联系以得到进一步的指导为止。 ●电源线、插头、测试线破裂或损坏。 ●有冒烟或从主机中发出异味。 ●产品机箱内部进水。 ●测量时测试线正负极对接。 ●产品以任何方式的跌落或受到损坏。 ●当按照操作说明操作时产品不正常动作。 注：如果对于本公司提供的产品发现这些情况，请停止使用该产品，直到您联系产品生产商并获取进一步说明或得到合适的替换件为止。
一般安全准则 请始终遵守以下预防措施以降低人身伤害和财产损失的风险。 维修 请勿试图自己维修，除非本技术中心提示您这样操作。 电源线 请勿将电源线缠绕在其他物品上，这样做会绷紧电源线，从而可能导 制电源破损裂、或弯曲。这样会出现安全隐患。 避免电源线接触到液体（试验中会接触有腐蚀性液体）液体有时会导 致短路。 流体也可能导制电源线终端的连接器接头逐渐腐蚀，这样最终会导制 过热。 插头的插座 设备使用三线插头，请选择三线的电源插座使用。 若设备使用的电源插座有损坏或腐蚀迹象，请勿使用该插座。 测试线 本仪器测量时，测试主机将输出0~60V直流电压，因此测试线两端在开机状态下会带有60V电压。出于安全考虑，请用户在使用时，不要将双手触
非稳态氯离子扩散系数试验仪 使 用 说 明 书 中交武汉港湾工程设计研究院有限公司
混凝土氯离子扩散系数快速测定方法（RCM 法） 参照DuraCrete 非稳态电迁移试验原理 ( Rapid Chloride Migration Method of Concrete, Compliance Testing for Probabilistic Design Purposes, The European Union-Brite EuRam III, March 1999 ) 制定。 1 试验目的 定量评价混凝土抵抗氯离子扩散的能力，为氯离子侵蚀环境中的混凝土结构耐久性设计以及使用寿命的评估与预测提供基本参数。 2 适用范围 本试验方法适用于骨料最大粒径不大于25 mm （一般不宜大于20 mm ）的试验室制作的或者从实体结构取芯获得的混凝土试件，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作为混凝土结构质量检验评定的依据。 3 试验设备和化学试剂 3.1 唐氏RCM 测定仪，原理图见图F.3.1。 （内径100,外径114～KOH KOH+Cl 橡胶筒 120，高150～170） （高15～20) - 3.2 含5% NaCl 的 0.2 mol/L KOH 溶液；0.2 mol/L KOH 溶液。 3.3 显色指示剂；0.1 mol/L AgNO 3溶液。 3.4 水砂纸（200～600#）；细锉刀；游标长尺（精度0.1 mm ）。 3.5 超声浴箱；电吹风（2000W ）；万用表；温度计（精度0.2℃）。 3.6 扭矩板手（20～100 N·m ，测量误差±5%）。 4 试件准备 4.1 标准试件尺寸为ф100±1 mm ，h =50±2 mm 。 4.2 试件在试验室制作时，一般可使用ф100 mm ×300 mm 或150 mm ×150 mm ×150 mm 试模。试件制作后立即用塑料薄膜覆盖并移至标准养护室，24h 后拆模并浸没于标准养护室的水池中。试验前7d 加工成标准试件尺寸的试件，并用水砂纸（200～600#）、细锉刀打磨光滑，然后继续浸没于水中养护至试验龄期。 4.3 试件在实体混凝土结构中钻取时，应先切割成标准试件尺寸，再在标准养护室水池中浸
1、目的： 为规范混凝土配合比设计中总碱含量、总氯离子含量、总三氧化硫含量的计算，确保混凝土原材料中碱含量、氯离子含量、三氧化硫含量转换正确。 2、范围： 适用于铁路项目混凝土配合比设计中总碱含量、总氯离子含量、总三氧化硫含量的计算。 3、职责： 3.1配合比设计人员进行计算，复核人员对照原材料报告一一进行计算复核。 3.2技术负责人（授权签字人）最终审核。 4、工作程序 4.1根据《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB 10424-2018标准要求，混凝土中总碱含量、总氯离子含量、总三氧化硫含量是指各种混凝土原材料的碱含量、氯离子含量、三氧化硫含量之和。 4.2进行配合比设计时，应仔细查看所用原材料报告中碱含量、氯离子含量、三氧化硫含量检测结果，包括骨料（粗骨料、细骨料）、胶凝材料（水泥、粉煤灰等矿物掺合料）、外加剂（减水剂、速凝剂、引气剂等）和水中碱含量、氯离子含量、三氧化硫含量检测结果的单位和提示，尤其应注意外加剂和水。 4.2.1矿物掺合料的碱含量以其所含可溶性碱量计算。粉煤灰的可溶性碱量取粉煤灰总碱量的1/6，矿渣粉的可溶性碱量取矿渣粉总碱量的1/2，硅灰的可溶性碱量取硅灰总碱量的1/2。见《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB 10424-2018 P49 6.3.2条2注解1和《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011 P8 3.0.8条。 4.2.2水检验报告中检测结果单位为“mg/L”，因水的密度等于1kg/L，所以每公斤水中有害物质质量等于0.000001kg，则：碱含量=材料用量×检测值×10-6。 4.2.3如果外加剂检验报告中的有害物质含量的检测值是“按折固含量计”时，计算时应考虑材料的含固量，计算公式为“材料用量×含固量（%）×检测值（%）”；若检测结果未标注“以折固含量计”时，则不考虑材料的含固量因素，
混凝土电通量试验步骤 一、试验步骤： 1 电通量试验应采用直径Φ=100±1 mm，高度h=50± 2 mm 的圆柱体试件。如试件表面有涂料等表面处理应预先切除，试样内不得含有钢筋。试样移送试验室前要避免冻伤或其它物理伤害。 2 先将养护到规定龄期的试件暴露于空气中至表面干燥，以硅胶或树脂密封材料涂刷试件圆柱表面或侧面，必要时填补涂层中的孔洞以保证试件圆柱面或侧面完全密封。 3 测试前应进行真空饱水。将试件放入真空干燥器中，启动真空泵，使真空干燥器中的负压保持在10～50mbar （1～5kPa）之间，并维持这一真空3h 后注入足够的蒸馏水或者去离子水，直至淹没试件，试件浸没1h 后恢复常压，再继续浸泡18±2h。 4 从水中取出试件，抹掉多余水分（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，采用螺杆将两试验槽和端面装有硫化橡胶垫的试件夹紧。试验应在20~25℃恒温室内进行。 5 将质量浓度为 3.0％的NaCl 溶液和物质的量浓度为0.3mol/L 的NaOH 溶液分别注入试件两侧的试验槽中，注入NaCl 溶液的试验槽内的铜网连接电源负极，注入NaOH 溶液的试验槽中的铜网连接电源正极。 6 接通电源（保持试验槽中充满溶液），对上述两铜网施加60±0.1V 直流恒电压，并记录电流初始读数I0。开始时每隔5min 记录一次电流值，当电流值变化不大时，每隔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。采用自动采集数据的测试装置时，记录电流的时间间隔可设定为5~10min，自动采集电流装置时应具备自动计算电通量的功能。电流测量值精确至±0.5mA。 7 试验结束后，应及时排除试验溶液，用饮用水和洗涤剂仔细冲洗试验槽60s，再用蒸馏水洗净并用电吹风（用冷风档）吹干。 二、试验结果计算及确定应按下列方法进行： 1 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，即可得试验6h 通过的电通量（C）。 2 也可采用下列简化公式计算每个试件的总库仑电通量： Q=900(I0+2I30+2I60+……+2I300+2I330+ I360)
氯离子对混凝土结构的侵蚀 文：张洪滨 第一节：氯离子对混凝土结构的侵蚀 混凝土受到破坏的原因，按重要性递减顺序排列，依次是钢筋锈蚀、冻害、物理化学作用。而氯离子是造成钢筋锈蚀的主要原因。 在自然环境中，氯离子是广泛存在的。包括： 1，氯离子存在于混凝土原材料中，如含氯化物的减水剂，掺入的矿渣可能是用海水淬冷的，粉煤灰可能是用海水排湿的等等。 2，海洋是氯离子的主要来源，不仅海水中含有大约3%的氯化物，海风、海雾、海沙中也含有氯离子。海水、海风和海雾中的氯离子和不合理地使用海沙，是影响混凝土结构耐久性的主要原因之一。 3，道路化冰盐因为性能好，价格便宜，因此在道路上广泛使用，这就使得氯离子能渗透到混凝土之中，引起钢筋锈蚀。 4，盐湖和盐碱地也是氯离子的一个重要来源。 5，工业环境十分复杂，就腐蚀介质而言有酸、碱、盐等，其中以氯离子、氯气和氯化氢等为主的腐蚀环境不在少数，处在此类环境中的混凝土结构的腐蚀破坏往往是非常迅速而又严重的。 6、火不仅可以直接降低钢筋混凝土结构的强度与可用性，而且由于热分解有机化合物，还有促进钢筋锈蚀的间接作用。含氯很高的聚氯乙烯在80—90度下会分解放出气态的氯化氢，到300度时，几乎完全分解释放出大量氯离子，遇水溶解，形成PH值低到1的盐酸。这种酸最后在构件表面冷却凝结，渗入混凝土中，就会引起钢筋锈蚀。因此，火灾后混凝土构件常为氯化物所危害。 第二节：氯离子侵入混凝土的途径 氯离子进入混凝土中通常有两种途径： 第一是“混入”，如使用含氯离子的外加剂、使用海砂、施工用水含氯离子、在含盐环境中拌制浇筑混凝土等。氯化物分水溶性和酸溶性两种，作为外加剂加入混凝土的氯化物一般都是水溶性的，而骨料中含有的氯化物大多都是酸溶性的。水溶性氯化物的危害大于酸溶性氯化物，因为它们可以直接腐蚀钢筋。“混入”现象大都是施工管理问题。
设备编号： TE-84-DL 页 数：2 （一）使用前准备工作 1、 在使用前必须认真阅读使用说明书，在熟练掌握操作方法后方可进 行操作。使用前应检查电源线、电源电压是否稳定牢固，如发现故 障应立即停止使用，通知维修人员并做好检修记录。开机前检查有 机硅橡胶套和有机玻璃槽内注入的溶液以及导线与主机连线是否正 确，正极与正极连接，负极与负极连接。非试验室检验人员禁止操 作。试验时，试件周围的环境温度应保持在20~25℃内进行。 （二）操作方法： 1、 试件的准备。 2、 取出经过预处理的混凝土试件，装入有机硅橡胶套内，并灌入蒸馏 水或去离子水检验是否密封完好，然后倒掉，在阳极有机硅橡胶套 内注入0.3mol/L 的NaOH 溶液300ml ，阴极有机玻璃槽内注入10% 的NaCl 溶液10L （电通量试验时注入3%的NaCl 溶液）。 3、 分别连接各通道导线、温度传感器等，连接主机与电脑后开机即可 进行试验。 4、 如采用“连接电脑和软件”的方法进行试验。试验前，用户可设定 组数、各组（每组3块）试件编号及试件直径。试件开始后，软件 自动显示，存储、分析计算和打印报告。 5、 试验结束后，关闭所有开关，将有机硅橡胶套内的试件取出后沿轴 向劈成两半，在新劈裂面上喷0.1M 的硝酸银溶液，测量每个不同测 点的渗透深度值。输入电脑计算氯离子扩散系数。 （三）保养程序 1． 仪器使用时，应保持环境温度在20℃±5℃，相对湿度小于80%条件 下，仪器存放温度保持在0~40℃，相对湿度小于60% 2． 仪器存放在防尘、防潮、防晒、防淋的环境中。。 （四）安全程序 1． 劳动保护用品应穿戴齐全。穿绝缘鞋戴绝缘手套。 2． 在通电的情况下，连接线的正负极严禁直接接触。 CABR-RCMP6混凝土氯离子扩散系数和电通量测定仪操作规程
混凝土电通量 （1）基本原理 电通量法是在一定条件下通过混凝土规定截面积的电荷总量，用于评价混凝土抵抗水和离子等介质向内渗透的能力。 （2）目的与适用范围 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。本方法不适用于惨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。 （3）仪器与材料 电通量测定，真空保水机恒温水浴； 阴极溶液采用3.0%的NaCl溶液，阳极溶液采用0.3mol/L的NaOH溶液，密封材料为硅胶或树脂等密封材料。 （4）环境设施 无特殊要求。 （5）试验准备 1、电通量试验应采用直径Φ=100±1 mm，高度h=50±2 mm 的圆柱体试件。如试件表面有涂料等表面处理应预先切除，试样内不得含有钢筋。试样移送试验室前要避免冻伤或其它物理伤害。 2、先将养护到规定龄期的试件暴露于空气中至表面干燥，以硅胶或树脂密封材料涂刷试件圆柱表面或侧面，必要时填补涂层中的孔洞以保证试件圆柱面或侧面完全密封。 3、测试前应进行真空饱水。将试件放入真空干燥器中，启动真空泵，使真空干燥器中的负压保持在1～5kPa 之间，并维持这一真空3h 后注入足够的蒸馏水或者去离子水，直至淹没试件，试件浸没1h 后恢复常压，再继续浸泡18±2h。 （6）试验步骤 1、水中取出试件，抹掉多余水分（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，采用螺杆将两试验槽和端面装有硫化橡胶垫的试件夹紧。
2、将质量浓度为3.0％的NaCl 溶液和物质的量浓度为0.3mol/L 的NaOH 溶液分别注入试件两侧的试验槽中，注入NaCl 溶液的试验槽内的铜网连接电源负极，注入NaOH 溶液的试验槽中的铜网连接电源正极。 3、接通电源（保持试验槽中充满溶液），对上述两铜网施加60±0.1V 直流恒电压，并记录电流初始读数I0。开始时每隔5min 记录一次电流值，当电流值变化不大时，每隔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。采用自动采集数据的测试装置时，记录电流的时间间隔可设定为5~10min，自动采集电流装置时应具备自动计算电通量的功能。电流测量值精确至±0.5mA。 4、试验结束后，应及时排除试验溶液，用饮用水和洗涤剂仔细冲洗试验槽60s，再用蒸馏水洗净并用电吹风（用冷风档）吹干。（7）计算 1、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，即可得试验6h 通过的电通量（C）。 2、也可采用下列简化公式计算每个试件的总库仑电通量： Q=900(I0+2I30+2I60+…+2 I t+…+2I300+2I330+ I360) 式中：Q ——通过的电通量（C）； I0——初始电流（A），精确至0.001A； I t ——在时间t（min）的电流（A），精确至0.001A；。 如果试件直径不是95mm，计算的通过总电通量必须调整。通过给计算的总电通量乘以一个标准试件和实际试件横截面积的比值，即：Qs= Q x×(95/x)2 式中Q s——通过直径为95mm 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——非标准试件的直径（mm）。 （8）精度与允许差 取同组三个试件通过电通量的平均值作为该组试件的电通量值。如果某一个测值与中值的差值超过中值的15％，则取其余两个测值的平均值作为该组的试验结果。如有两个测值与中值的差值都超过中值的15％，则取中值作为该组的试验结果。 （9）铁路和公路标准的不同之处
收稿日期:2001-12-04;修订日期:2002-01-08 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50178044),国家自然科学基金资助重点项目(59938170)作者简介:余红发(1964-),男,湖北人,沈阳建筑工程学院教授,东南大学博士生. 文章编号:1007-9629(2002)03-0240-08 混凝土在多重因素作用下的氯离子扩散方程 余红发1,2, 孙 伟1, 麻海燕3, 鄢良慧2 (1.东南大学材料科学与工程系,江苏南京210096; 2.沈阳建筑工程学院材料科学与工程系,辽宁沈阳110015; 3.东南大学土木工程学院,江苏南京210096) 摘要:基于Fick 第二扩散定律,推导出综合考虑混凝土的氯离子结合能力、氯离子扩散 系数的时间依赖性和混凝土结构微缺陷影响的新扩散方程,得到了混凝土的氯离子扩散 理论基准模型,建立了考虑多种耐久性因素作用下的混凝土表面剥落氯离子扩散理论模 型、混凝土冻融循环氯离子扩散理论模型和混凝土损伤氯离子扩散理论模型.借助于大量 的实验和工程数据,对理论基准模型进行了实验验证和工程验证.结果表明,在海洋、除冰 盐和盐湖等氯离子环境中,混凝土氯离子浓度实测值与本文理论模型预测值完全相符,取 得了满意的验证效果. 关键词:混凝土;氯离子扩散系数;模型;表面剥落;损伤;验证 中图分类号:TU528 文献标识码:A Diffusion Equations of Chloride Ion in Concrete under the Combined Action of Durability Factors Y U Hong -fa 1,2, SU N Wei 1, MA Hai -yan 3, Y AN Liang -hui 2 (1.Department of Materials Science and Engineering ,Southeast University ,Nanjing 210096,China ;2.Department of Materials Science and Engineering ,Shenyang Architecture and Civil Engineering Institute ,Shenyang 110015,China ; 3.College of Civil Engineering ,Southeast University ,Nanjing 210096,China ) A bstract :Based on Fick 's second law of diffusion ,a new multi -components diffusion equation was de -duced and a theoretical model of chloride ion in concrete was obtained .In this equation ,the influences of chloride ion binding capacity of concrete ,time -dependence of chloride diffusivity and micro -defect of concrete structures w ere taken into consideration .Chloride diffusion models ,including surface scaling chloride diffusion model ,freezing -thaw ing cycle chloride diffusion model and damage chloride diffusion model ,w ere established .The theoretical models were verified on basis of a vast amount of data from long -term field and labo ratory study that available in published literature ,and presented ex actly the same results for chloride concentration in concrete structures exposed to marine ,deicing salts and salt .Key words :concrete ;chloride diffusion coefficient ;model ;surface scaling ;damage ;verification 混凝土结构在氯离子环境条件下的使用寿命取决于混凝土的氯离子扩散渗透性能,通常情况下氯离子在混凝土中的扩散渗透行为可用Fick 第二扩散定律来描述,并得到了在一定初始条件和 第5卷第3期 2002年9月建 筑 材 料 学 报JO URN AL O F BUI LDI NG M A T ERIA LS Vol .5,No .3 Sep .,2002
混凝土氯离子电通量与扩散系数的关系
混凝土 氯离子电通量与扩散系数关系的初步探讨 摘要： 混凝土氯离子电通量与扩散系数是评价混凝土抗氯离子渗透性能的两个参数，确定两者之间的相关性的研究资料还不是太多，某工程工程监理处中心试验室通过工程中的试验数据进行探讨分析，得出了氯离子电通量与扩散系数两者之间的关系。 关键词：海工混凝土电通量扩散系数渗透性 1引言 某工程位于，具有高盐、多雾地段特点。海洋环境是混凝土结构所处的最恶劣的外部环境之一：海水中的化学成分能够引起混凝土的溶蚀破坏以及碱骨料反应；在冬季，寒冷的自然环境还可能引起混凝土结构的冻融破坏；海浪、海水中的悬浮物会对混凝土结构造成磨损和冲击；海风、海水中的氯离子能引起混凝土钢筋的锈蚀等，严重的危及着混凝土结构的耐久性和使用寿命。在海洋环境的这些不利因素中，氯离子的侵入混凝土内部引起钢筋锈蚀，是导致混凝土结构耐久性失效的重要原因。如何快速、准确测量混凝土抗氯离子渗透的性能是每个混凝土试验人员所必须面对的一个重要课题。 某工程工程中，测量氯离子渗透性能的方法是《海港工程混凝土结构防腐技术规范》JTJ275——2000附录：混凝土抗氯离子渗透性标准试验方法——电量法和《公路工程混凝土结构防腐技术规范》JTG/T B07-01——2006附录：混凝土氯离子扩散系数快速测定法——RCM法。 如果能够找出两种试验方法的试验结果的相互关系，我们就可以通过混凝土氯离子电通量知道氯离子的扩散系数；亦或者通过氯离子的扩散系数知道混凝土氯离子电通量，从而将会大大减少试验的工作量，节约人力、物力和时间，有着十分重要的意义。为此，我们以C35承台混凝土氯离子电通量和氯离子的扩散系数的试验数据进行探讨。 2原材料 粉煤灰：潍坊电厂的一级粉煤灰。 精品资料
混凝土氯离子电通量测定仪 NJ-DTL混凝土氯离子电通量测定仪，混凝土电通量测定仪检测方法：电量法 执行标准 美国ASTM C1202及AASHTO T277－05标准 国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GB/T50082-2009） 客运专线高性能混凝土暂行技术条件（铁建设［2005］160号） 海港工程施工混凝土结构防腐蚀技术规范JTJ275－2000 混凝土氯离子电通量测定仪（JG/T261-2009） 产品型号：NJ-DTL 生产厂家：北京耐久伟业科技有限公司 用途概述 混凝土钢筋锈蚀是影响混凝土耐久性的首要因素，据统计，由于钢筋锈蚀引起的混凝土耐久性损伤占所有损伤的40%以上，而氯离子侵蚀则是造成钢筋锈蚀的主要诱因。DTL混凝土氯离子电通量测定仪用于混凝土耐久性能重要指标——混凝土抵抗氯离子渗透性能（密实度）的测量，测试指标为混凝土试件的6小时电通量值（库仑），从而快速评价混凝土抵抗氯离子渗透的能力。 产品特点 1.嵌入式微机控制，停电及掉电数据保存，工艺先进、制作精良，性能可靠稳定，测量精度高 2.大屏幕液晶直现，具备实时显示、打印和分析计算功能，可脱离电脑及上位机直接使用，方便户外现场检测 3.标准RS232串口通讯，连接全自动上位机软件，可输出电通量试验报告并生成曲线，进行打印分析及存档 4.短路自动保护设计，避免短路造成仪器损伤 5.进口材料制作夹具，测量精度高，使用灵巧方便 6.每次可同时测试两组（6块）、三组（9块）、四组（12块）或五组（16块）混凝土试块 7.附最新款智能型一体式真空饱水机 相关参数 评测能力：C30～C50硅酸盐水泥混凝土 工作电压：～220VAC 60VDC 测试通道：6通道、9通道、12 通道、16通道可选 工作环境：0℃~50℃湿度≤75% 量测误差：<1% 工作电流：0-360mA 仪器规格 主机尺寸：385*345*145（mm） 主机重量：5 kg 主机外形尺寸：530*200*420（mm） 饱水机重量：32 kg 饱水机形尺寸：750*680*400（mm） 电通量配件重量：9 kg 电通量配件外形尺寸：440*350*210（mm） 总机重量：46 kg