混凝土氯离子电通量与扩散系数的关系.pdf

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/TB07-01——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

水泥：厂P.I52.5硅酸盐水泥，其指标如下：

等级细度%标准稠度%安定性凝结时间（min）强度(MPa)

抗折抗压

初凝终凝3d28d3d28d

P.I52.51.226.4合格1451905.28.228.656.0
矿粉：中矿S75级矿渣微粉。

粉煤灰：潍坊电厂的一级粉煤灰。

砂子：河砂，=2.84，其品质指标如下：
Uf

产地含泥量%泥块含量%堆积密度kg/m3表观密度kg/m3空隙率
细度模数Uf

大沽河2.840.30.11550261041

筛分曲线如下

碎石：沂水碎石。其品质指标如下：

产地规格含泥泥块含量%针片状含量%压碎碱活性堆积密度表观密度空隙率
mm量%值%kg/m3kg/m3
5—200.10.14.013.2无1470270046
沂水碎石
水：饮用水，其品质指标如下：

产地值不溶物，可溶物，-，2-，当量
PHmg/Lmg/LClmg/LSO4mg/LNa2O,mg/L

青岛8.1390558113.0155.2160.4
减水剂：淄博华伟银凯外加剂厂的聚羧酸高效减水剂

3混凝土配合比

部位水泥矿粉粉煤灰砂子5-1010-20水减水剂
承台1891581037551988021444.5
4试验方法

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