水泥膠砂氯離子擴(kuò)散系數(shù)檢測方法2022-12-30發(fā)布2023-04-01實施國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T42272—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國建筑材料聯(lián)合會提出。本文件由全國水泥標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC184)歸口。本文件起草單位：中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司、騰達(dá)建設(shè)集團(tuán)股份有限公司、福建磊鑫(集團(tuán))有限公司、中建協(xié)和建設(shè)有限公司、寧波工程學(xué)院、阜陽市嘉泰鋼結(jié)構(gòu)有限公司、安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司、武漢市市政建設(shè)集團(tuán)有限公司、河南交院工程技術(shù)集團(tuán)有限公司、中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計研究院有限公司、浙江意誠檢測有限公司、北京工業(yè)大學(xué)、北京耐爾得智能科技有限公司、長沙理工大學(xué)、寧夏公路工程質(zhì)量檢測中心(有限公司)、深圳市水務(wù)工程檢測有限公司、深圳大學(xué)、中國葛洲壩集團(tuán)第三工程有限公司、蘇交科集團(tuán)股份有限公司、松花江水力發(fā)電有限責(zé)任公司豐滿大壩重建工程建設(shè)局、山東省公路橋梁檢測中心有限公司、中交四航工程研究院有限公司、貴州順康檢測股份有限公司、貴州宏信創(chuàng)達(dá)工程檢測咨詢有限公司、中鐵京誠工程檢測有限公司、中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司、廣西大學(xué)、中交四航局第三工程有限公司、中鐵十九局集團(tuán)有限公司、福建省交通規(guī)劃設(shè)計院有限公司、江西省城建建設(shè)集團(tuán)有限公司、中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院有限公司、山東竣鴻環(huán)保科技有限公司、廣信檢測認(rèn)證集團(tuán)有限公司、貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司、四川省城工工程質(zhì)量檢測有限公司、廣西交科集團(tuán)有限公司、山西佳維新材料股份有限公司、新疆建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測中心(有限責(zé)任公司)、中交一公局廈門工程有限公司、安徽馬鋼嘉華新型建材有限公司、中鐵九局集團(tuán)工程檢測試驗有限公司、中鐵二十三局集團(tuán)第六工程有限公司、中建二局第三建筑工程有限公司、北京中交橋宇科技有限公司、中交天津港灣工程研究院有限公司、大元建業(yè)集團(tuán)股份有限公司、中冶建筑研究總院有限公司、浙江中富建筑集團(tuán)股份有限公司、中建商品混凝土有限公司、中鐵四局集團(tuán)有限公司、中國路橋工程有限責(zé)任公司、中鋼集團(tuán)鄭州金屬制品研究院股份有限公司、江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司、中鐵建設(shè)集團(tuán)南方工程有限公司、山東公路技師學(xué)院、河北科析儀器設(shè)備有限公司、中大建設(shè)股份有限公司、大連理工大學(xué)、遼寧省建設(shè)科學(xué)研究所有限責(zé)任公司、烏海市西水水泥有限責(zé)任公司、烏海賽馬水泥有限責(zé)任公司、中鐵建設(shè)集團(tuán)華北工程有限公司。本文件主要起草人：王昕、張金山、汪雅珊、楊九如、王振地、王貴、蘇龍輝、劉晨、蔡景潤、邵景干、1水泥膠砂氯離子擴(kuò)散系數(shù)檢測方法本文件規(guī)定了水泥膠砂氯離子擴(kuò)散系數(shù)檢測方法的儀器設(shè)備、材料、試驗室條件、試體成型、試體養(yǎng)護(hù)、氯離子擴(kuò)散系數(shù)檢測、試驗結(jié)果與處理、檢測允許偏差和性能評價。本文件適用于通用硅酸鹽水泥、海工硅酸鹽水泥及其他指定采用本文件的水泥。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB175通用硅酸鹽水泥GB/T6682分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法GB/T17671水泥膠砂強(qiáng)度檢驗方法(ISO法)JC/T681行星式水泥膠砂攪拌機(jī)JC/T723水泥膠砂振動臺JC/T726水泥膠砂試模3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4方法概要將按固定灰砂比和水灰比成型并養(yǎng)護(hù)至28d的水泥膠砂試體，在真空飽鹽設(shè)備負(fù)壓條件下靜置一定時間后，在一定濃度的氯化鈉(NaCl)溶液中浸泡18h。將試體擦干后，通過檢測試體電導(dǎo)率，基于Nernst-Einstein方程計算得到水泥膠砂氯離子擴(kuò)散系數(shù)。5儀器設(shè)備5.1水泥膠砂攪拌機(jī)應(yīng)符合JC/T681的規(guī)定。5.2水泥膠砂振動臺應(yīng)符合JC/T723的規(guī)定。5.3試模試模由隔板、端板、底板、緊固裝置及定位銷組成，如圖1所示。試?？赏瑫r成型3條100mm×2100mm×50mm試體且可拆卸。試模總質(zhì)量為(8.75±0.25)kg,其他技術(shù)要求應(yīng)符合JC/T726的單位為毫米a)側(cè)視圖b)俯視圖標(biāo)引序號說明：3——緊固裝置；5——定位銷。圖1水泥膠砂試模結(jié)構(gòu)示意圖5.4下料漏斗漏斗整體材質(zhì)宜為鍍鋅板，厚度為(0.5±0.1)mm。漏斗模套及其緊固卡臂材質(zhì)應(yīng)為45號鋼，厚度為12mm。下料漏斗結(jié)構(gòu)和規(guī)格要求如圖2所示。單位為毫米a)正視圖b)側(cè)視圖標(biāo)引序號說明：3——緊固卡臂。圖2下料漏斗結(jié)構(gòu)示意圖最大量程不小于2000g,分度值不大于1g。35.6真空飽鹽裝置主要由飽鹽容器和真空泵及其控制裝置等部分組成，基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。標(biāo)引序號說明：1——進(jìn)/出水口；2——抽氣口；3——飽鹽容器；4——氯化鈉溶液；5——試體；6——真空泵及其控制裝置。容器材質(zhì)應(yīng)為304等級以上不銹鋼或玻璃材質(zhì)，且容器密封性應(yīng)良好，并通過閥門與真空泵相連。5.6.3真空泵及其控制裝置應(yīng)保證飽鹽容器內(nèi)部負(fù)壓維持在一0.080MPa～—0.085MPa。5.7水泥氯離子擴(kuò)散系數(shù)檢測裝置應(yīng)符合附錄A的有關(guān)規(guī)定。6材料6.1標(biāo)準(zhǔn)砂和試驗用水符合GB/T17671的規(guī)定。6.2氯化鈉(NaCl)溶液用不低于分析純的氯化鈉與不低于GB/T6682中要求的三級水配制，溶液濃度為4mol/L。47實驗室條件實驗室溫度、相對濕度要求應(yīng)符合GB/T17671的規(guī)定。氯離子擴(kuò)散系數(shù)檢測時實驗室相對濕度應(yīng)不小于60%。8水泥膠砂組成與成型8.1每組水泥膠砂需準(zhǔn)確稱取水泥(900±2)g,中國ISO標(biāo)準(zhǔn)砂兩小袋共(2700±10)g,水灰比為0.5。中國ISO標(biāo)準(zhǔn)砂應(yīng)符合GB/T17671的規(guī)定。摻火山灰質(zhì)混合材料的普通硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥成型時，水泥膠砂流動度應(yīng)不小于180mm;否則，應(yīng)按GB175有關(guān)規(guī)定調(diào)整相應(yīng)加水量。8.2水泥膠砂攪拌按GB/T17671的規(guī)定進(jìn)行。攪拌過程中可進(jìn)行人工輔助加砂。8.3成型前先將試模和下料漏斗卡緊在振動臺中心。再將攪拌好的膠砂分兩次填入試模中。第一次將約一半物料填入試模中，開啟振動臺振動(120±5)s;然后將余下物料加入試模中再振動(120±5)s。8.4振動完畢后取下試模，按GB/T17671中的規(guī)定刮平試體，標(biāo)明試體編號。9試體養(yǎng)護(hù)試體養(yǎng)護(hù)按GB/T17671的規(guī)定進(jìn)行，養(yǎng)護(hù)齡期為28d。10氯離子擴(kuò)散系數(shù)檢測10.1.1氯化鈉(NaCl)溶液配制氯離子擴(kuò)散系數(shù)檢測前應(yīng)先配制氯化鈉溶液(4mol/L),且每次試驗需制備10L以上。每升氯化鈉溶液的配制，需將準(zhǔn)確稱取的234g氯化鈉(NaCl)置于燒杯中，加水溶解后轉(zhuǎn)移至1L容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。溶液配制好后需在(20±2)℃溫度下靜止8h。將養(yǎng)護(hù)至齡期的待測試體垂直放在飽鹽容器內(nèi)，加蓋密封并開啟真空飽鹽裝置，啟動真空泵，打開氣路閥門，使其在一0.080MPa～—0.085MPa壓力下抽吸4h。然后，關(guān)閉氣路，開啟水路，使飽鹽容器吸入配制好的氯化鈉(NaCl)溶液，至液面距試體上表面高度不少于2cm。然后，關(guān)閉水路，再開啟氣路并在一0.080MPa～—0.085MPa壓力下抽吸2h,并保持飽鹽容器壓力恒定在一0.080MPa～—0.085MPa,讓試體在氯化鈉溶液中靜置18h。檢測前用潮濕潔凈毛巾輕輕擦除試體測試區(qū)上下表面多余水分，使其表面沒有明顯溶液；同時用干毛巾或紙巾輕輕擦干試體側(cè)壁。10.2氯離子擴(kuò)散系數(shù)檢測將飽鹽后待測試體放在測試電極中間，并確保電極與試體表面緊密接觸。開啟符合附錄A要求的5氯離子擴(kuò)散系數(shù)自動檢測裝置進(jìn)行檢測。擴(kuò)散系數(shù)檢測裝置通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與處理會自動計算氯離子擴(kuò)散系數(shù)。在測試過程中，每塊試體檢測應(yīng)在15min內(nèi)完成。如果檢測系統(tǒng)出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，查明原因后可重新進(jìn)行以上操作。11試驗結(jié)果與處理擴(kuò)散系數(shù)檢測結(jié)果由檢測系統(tǒng)直接計算出來，檢測結(jié)果精確至0.01×10-12m2/s。以3塊試體檢測結(jié)果的平均值為氯離子擴(kuò)散系數(shù)最終檢測結(jié)果。若3塊試體中有1塊檢測結(jié)果與平均值相對偏差超過10%時，應(yīng)以余下2塊試體結(jié)果平均值作為最終檢測結(jié)果；若有2塊試體檢測結(jié)果與平均值偏差大于10%時，則需重新進(jìn)行檢測。12檢測方法允許偏差同一樣品由同一實驗室、同一操作人員用相同設(shè)備短時間內(nèi)檢測結(jié)果的相對允許偏差不應(yīng)超同一樣品由不同實驗室、不同人員用不同設(shè)備檢測結(jié)果的相對允許偏差不應(yīng)超過20%。13水泥膠砂氯離子滲透性能評價水泥膠砂抗氯離子滲透能力可按表1進(jìn)行評價。表1水泥膠砂抗氯離子滲透性能評價氯離子擴(kuò)散系數(shù)/(×10-12m2/s)抗氯離子滲透能力低2.00～<3.50中0.50～<2.00高極高6(規(guī)范性)水泥氯離子擴(kuò)散系數(shù)檢測裝置A.1基本結(jié)構(gòu)檢測裝置主要由測試電極、直流穩(wěn)壓電源、電壓和電流數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)幾部分組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖A.1所示。標(biāo)引序號說明：1——測試電極；2——待測試體；3——直流穩(wěn)壓電源；4——數(shù)據(jù)采集與處理裝置。圖A.1氯離子擴(kuò)散系數(shù)檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖A.2技術(shù)要求A.2.1測試夾具測試夾具由絕緣材料制成，具有上下對中的兩個紫銅電極，或者為左右對中且?guī)в腥芤翰鄣膬蓚€有機(jī)玻璃體，溶液槽直徑為φ50mm,中間固定有直徑φ(50±0.1)mm銅板電極，溶液槽內(nèi)裝滿4mol/L氯化鈉溶液，溶液槽與接線端口相連。兩個紫銅電極或有機(jī)玻璃體的間距可以調(diào)整，以便于取放試體。A.2.2測試電極測試電極應(yīng)為紫銅材料制成，表面需經(jīng)拋光處理，其直徑為φ(50±0.1)mm,厚度(25±0.5)mm。當(dāng)測試夾具為帶有溶液槽的有機(jī)玻璃體時，測試電極為直徑φ(50±0.1)mm表面穿孔的銅電極板，厚A.2.3直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源0V～10V,電壓可自動進(jìn)行調(diào)節(jié)。測試電極兩端電壓0V～10V,精確到±0.1V。A.2.5測試電流測試電流范圍0mA～300mA,精確到±0.1mA。GB/T42272—2022A.2.6儀器校準(zhǔn)試體檢前或儀器設(shè)備出現(xiàn)故障時應(yīng)進(jìn)行儀器校準(zhǔn)。儀器校準(zhǔn)時，將0.1%精度標(biāo)稱阻值為300Ω、1000Ω和2000Ω的精密電阻依次接入檢測設(shè)備的測試端，測試電壓和測試電流精度應(yīng)滿足本文件要求。A.2.7數(shù)據(jù)采集與處理方法在檢測過程中，檢測裝置的測試電壓應(yīng)控制在0V～10V范圍內(nèi)，以每分鐘增大1V的頻率檢測通過試體的電流，且有效電流檢測數(shù)目應(yīng)不少于9個，測試電壓與電流應(yīng)有良好的線性關(guān)系。檢測裝置能自動采集和保存測試電壓與電流數(shù)據(jù)。檢測結(jié)束后，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)按公式(A.1)自動計算試體氯離子擴(kuò)散系數(shù)，并顯示計算結(jié)果。每塊試體的檢測結(jié)果以與平均值偏差在5%以內(nèi)的檢測數(shù)據(jù)的平