ICS77.060 H25 中华人民共和国国家标准 GB/T31933—2015 模拟海洋环境钢筋耐蚀试验方法 Testmethodforthecorrosionofsteelbarembeddedinconcrete inchlorideenviroment 2015-09-11发布 2016-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。 本标准起草单位:中冶建筑研究总院有限公司、冶金工业信息标准研究院、广西盛隆冶金有限公司、 梧州市永达钢铁有限公司、张家港联峰钢铁研究所有限公司、莱芜钢铁集团有限公司、山西太钢不锈钢 股份有限公司。 本标准主要起草人:朱建国、侯捷、郝挺宇、林志伸、王长城、李玉坤、陈华斌、于晓梅、任永秀、 李晓滨。 ⅠGB/T31933—2015 模拟海洋环境钢筋耐蚀试验方法 1 范围 本标准规定了模拟海洋环境下混凝土结构中钢筋耐氯离子腐蚀性能的评价方法。 本标准适用于混凝土中的钢筋耐氯离子腐蚀性能的测试。 本标准包括以下两种方法,试验人员可按照实际条件进行选择。 方法A———钢筋在混凝土中耐氯离子腐蚀性能测试方法。通过达到规定电量的时间来评价钢筋腐 蚀性能。 方法B———海洋环境下钢筋在混凝土结构中锈蚀速率的对比试验方法。通过与对比钢筋进行锈蚀 速率对比来评价钢筋腐蚀性能。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB1499.2 钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋 GB/T1630.1—2008 塑料 环氧树脂 第1部分:命名 GB/T5462—2003 工业盐 GB8076—2008 混凝土外加剂 GB/T16545—1996 金属和合金的腐蚀 腐蚀试样上腐蚀产物的清除 GB/T18590 金属和合金的腐蚀 点蚀评定方法 GB/T24196 金属和合金的腐蚀 电化学试验方法 恒电位和动电位极化测量导则 GB/T50080 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 GB/T50107 混凝土强度检验评定标准 GB50204 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50448 水泥基灌浆材料应用技术规范 YB/T9231 钢筋阻锈剂应用技术规程 JB/T10579 腐蚀数据统计分析标准方法 JG237 混凝土试模 JGJ52 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准 JGJ55 普通混凝土配合比设计规程 3 材料 3.1 水泥 应选用符合GB8076—2008附录A要求的基准水泥。 3.2 骨料 应符合JGJ52的规定,细骨料选用JGJ52中砂,粗骨料选用5mm~10mm碎石。 1GB/T31933—2015 3.3 方法A所用材料 3.3.1 钢筋 直径为10mm~16mm,长度为360mm。在钢筋一端点焊连接测量电线的导电螺栓柱。 3.3.2 双组分环氧树脂 应符合GB/T1630.1—2008中Ⅳ类3级耐化学性要求。 3.3.3 环氧树脂漆 应符合GB/T1630.1—2008中的Ⅲ类1级要求。 3.3.4 塑料容器 应为宽75mm,长150mm,高度不小于75mm的无底容器,壁厚2mm±1mm。 3.3.5 参比电极 饱和甘汞或银/氯化银电极。 3.4 方法B所用材料 3.4.1 钢筋 试验选取公称直径为16mm的钢筋。 对比钢筋为符合GB1499.2的HRB400钢筋,其长度395mm±2mm,编号为0#。 测试钢筋长度395mm±2mm,编号为1#、2#、3#。 3.4.2 混凝土 根据JGJ55设计选用C30普通混凝土。 3.4.3 工业海盐 所用工业海盐为海水晒制原盐,符合GB/T5462—2003中日晒工业盐Ⅰ级,主要成分为NaCl、 MgCl2、MgSO4、CaSO4。 4 方法A 4.1 试验装置 试验装置中应包括内阻不小于1MΩ的高阻抗电压表,其测量精度为0.01mV,测试电阻为100Ω ±5Ω。 4.2 试验条件 试验在室温下(5℃~30℃)进行。 4.3 试样制备 4.3.1 对钢筋进行处理,可在室温条件下采用10%的硫酸洗10min~15min并用蒸馏水冲洗至表面 2GB/T31933—2015 显露金属本色,处理后在正己烷中浸泡清洗并晾干。 4.3.2 如图1所示,把钢筋放置在模具中,其中两根钢筋在底部,钢筋下表面距离模具底面25mm,钢 筋外侧面距离模具侧面13mm,另外一根钢筋在上部,钢筋上表面距离模具上表面的距离是骨料最大 规格的两倍;如图2所示,钢筋端面距离模具侧面40mm。钢筋放置时应使两纵肋连线垂直于梁的侧 面,使得肋与试样的上、下表面距离相等。 4.3.3 按照GB50204的操作规范,使用相同的材料制作混凝土试样,混凝土试样规格为280mm× 150mm×115mm。水灰比不宜超过0.5,最小坍落度为50mm,并把带有钢筋的混凝土固定在模具 中。按照GB/T50080试验方法测定水灰比和最小坍落度。混凝土试样外部的裸露钢筋部分用环氧树 脂漆进行涂覆以防止锈蚀。在钢筋一端点焊连接测量电线的导电螺栓柱。 4.3.4 每组至少制备3个试样。 4.3.5 试样固化后使用木板修整抹平,脱模后,按照GB50204的要求在标准养护室中养护28天。 4.3.6 从标准养护室取出混凝土试样后,用钢丝刷手工清理试样的表面。然后,将试样放在相对湿度 50%的环境中干燥2周,再用环氧树脂漆密封试样的四个侧面。如图1所示,在试样上表面放置一个塑 料容器,用硅树脂从外面来密封容器,再用环氧树脂密封容器外的试样上表面。 单位为毫米 说明: 1———阳极钢筋; 2———环氧树脂密封; 3———阴极钢筋; 4———外置电阻; l1———塑料容器高度≥75mm; l2———钢筋上表面距离模具上表面的距离为骨料最大规格的2倍。 图1 混凝土试样 3GB/T31933—2015 单位为毫米 说明: 1———导电螺栓柱; 2———环氧树脂漆; 3———塑料容器; 4———氯化钠溶液; 5———钢筋。 图2 混凝土试样(侧视图) 4.4 试验步骤 4.4.1 使用厚度不小于13mm的两个绝缘物支撑试样,使得空气可以在试样下面流动。试样从标准养 护室中取出30天后开始进行测试。在塑料容器中加入液面高度为40mm,质量分数为3%,温度为 23℃±3℃的氯化钠溶液,用塑料盖子盖上以减小蒸发。试样周围相对湿度维持在50%±5%。两周 后,抽干溶液并将试样干燥2周。重复此循环。 4.4.2 从浸泡的第二周开始测量100Ω外置电阻间的电压Vj,测量电压时连接外置电阻,并按式(1)计 算电流Ij: Ij=Vj/100 ………………………………(1) 式中: Ij———计算出的电流,单位为安培(A); Vj———测量100Ω外置电阻间的电压,单位为伏特(V)。 4.4.3 如需要,可将参比电极放置在盐溶液槽中,在参比电极和钢筋之间连接电压表。根据GB/T24196 和YB/T9231的要求测量钢筋相对于参比电极的腐蚀电位。 4.4.4 按照4.4.2要求每4周监测一次电流,直到试样的平均累积宏电量达到150C或更高,并且至少 一半的试样累积宏电量大于或等于150C。 4.4.5 在测试结束后,破开试样并检测钢筋受到的腐蚀,按照GB/T18590的要求记录初始裸钢筋被腐 蚀的表面百分比、出现点蚀的数量和深度。 4GB/T31933—2015 4.5 试验报告 试验报告应包括以下内容: a) 试样信息(包括钢筋牌号及规格、混凝土水灰比、混凝土强度、混凝土坍落度等); b) 试样的腐蚀电流、电位与时间的对应关系; c) 累积宏电量、平均累积宏电量和时间的关系; d) 达到4.4.4要求的试验时间; e) 钢筋的表面状况(钢筋被腐蚀的表面百分比、出现点蚀的数量和深度); f) 试验前后钢筋照片。 5 方法B 5.1 试验装置 模拟海洋混凝土结构浪溅区环境干湿交替的试验装置如图3所示,混凝土试样放置如图4所示。 装有自动喷淋海水装置可放置多个试样的专用环境试验箱,由箱体、试样支架、自动喷淋系统、通风干燥 系统、环境温湿度控制系统、环境控制测试系统组成。以程控装置控制喷淋时间和周期,每喷淋周期对 箱内的湿环境和干环境进行温度和湿度监测并可自动记录。 说明: 1———屋面地平线; 2———蓄水池; 3———防腐自吸泵; 4———电源; 5———程控装置; 6———输水管; 7———喷头; 8———试样; 9———试样架。 图3 模拟海水环境干湿交替试验箱自动控制系统图 5GB/T31933—2015 单位为毫米 说明: 1———试样; 2———支架。 图4 钢筋锈蚀速率对比试验混凝土试样放置图 5.2 试样制备 5.2.1 试样尺寸及数量 混凝土强度试样尺寸为150mm×150mm×150mm,数量为3个。 试验试样尺寸为100mm×100mm×400mm,每个破型周期试样数量不少于3个。 5.2.2 对钢筋进行处理,可在室温条件下采用10%的硫酸洗10min~15min并用蒸馏水冲洗至表面 呈现金属本色,处理后在正己烷中浸泡清洗并晾干。 5.2.3 对钢筋两端用GB/T1630.1的环氧树脂进行密封,密封长度为25mm±1mm。 5.2.4 混凝土中添加占水泥质量2.5%的工业海盐。 5.2.5 试样中钢筋三维定