水泥氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試方法

一、前言：

準(zhǔn)確測定水泥氯離子擴(kuò)散系數(shù)，評(píng)估水泥抵抗氯離子滲透的能力，為水泥在海洋工程、橋梁、地下建筑等易受氯離子侵蝕環(huán)境中的應(yīng)用提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持，確保工程結(jié)構(gòu)的耐久性。

二、測試標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50082 2009）中的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)步驟、結(jié)果計(jì)算等內(nèi)容，確保測試的準(zhǔn)確性與規(guī)范性。

三、測試設(shè)備

1.氯離子擴(kuò)散系數(shù)測定儀：采用氯離子擴(kuò)散系數(shù)測定儀，其通過施加電場加速氯離子在水泥中的擴(kuò)散過程，能夠精確測量不同時(shí)間內(nèi)氯離子的擴(kuò)散濃度，具有高精度的電位測量系統(tǒng)和穩(wěn)定的電流控制系統(tǒng)，可有效保證測試數(shù)據(jù)的可靠性。

2.試件模具：使用尺寸為 Ф100mm×50mm 的圓柱形塑料模具，模具內(nèi)壁應(yīng)光滑平整，確保在成型試件過程中不會(huì)對(duì)試件表面造成損傷或影響其均勻性。

3.真空泵：選用真空度可達(dá) 0.095MPa 以上的真空泵，用于在試件成型前對(duì)模具及試料進(jìn)行抽真空處理，排除空氣，使試料在模具內(nèi)更加密實(shí)，提高試件的成型質(zhì)量。

4.電子天平：精度為 0.01g 的電子天平，用于精確稱量水泥、水、骨料及其他添加劑的質(zhì)量，確保各組分比例準(zhǔn)確無誤。

四、測試步驟

1.試件制備

按設(shè)計(jì)配合比準(zhǔn)確稱取水泥、水、骨料及外加劑等原材料，將其置于攪拌機(jī)中攪拌均勻，制成水泥漿體或混凝土拌合物。

將拌合物裝入預(yù)先涂有脫模劑的試件模具中，采用振動(dòng)臺(tái)振搗密實(shí)，振搗時(shí)間控制在 1 2 分鐘，避免過度振搗導(dǎo)致離析。

試件成型后，立即用塑料薄膜覆蓋表面，防止水分散失，并在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下（溫度 20℃±2℃，相對(duì)濕度 95%以上）養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期（一般為 28 天）。

2.測試前準(zhǔn)備

養(yǎng)護(hù)至齡期的試件取出后，在空氣中自然干燥 24 小時(shí)，然后用石蠟密封試件側(cè)面，僅保留上下兩個(gè)端面作為測試面。

將密封好的試件置于氯離子擴(kuò)散系數(shù)測定儀的測試槽中，向測試槽內(nèi)注入 5mol/L 的 NaCl 溶液作為陽極電解液，在試件上端面注入 0.3mol/L 的 NaOH 溶液作為陰極電解液，確保液面高度高于試件上表面 3 5mm。

3.測試過程

連接好測定儀的電極和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，設(shè)置測試電壓為 30V，并啟動(dòng)測試程序。在測試過程中，測定儀將自動(dòng)記錄電流隨時(shí)間的變化數(shù)據(jù)，持續(xù)測試時(shí)間為 6 小時(shí)。

測試結(jié)束后，關(guān)閉電源，取出試件，用清水沖洗試件表面殘留的電解液，并將試件置于干燥器中干燥至恒重。

4.結(jié)果計(jì)算

根據(jù)測試過程中采集到的電流 時(shí)間數(shù)據(jù)，利用 Nernst Planck 方程計(jì)算氯離子擴(kuò)散系數(shù)。計(jì)算公式如下：

其中，氯離子擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算公式按照上述提供的公式：

（此處計(jì)算出具體數(shù)值）

在實(shí)際測試中，將各試件的測量數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算出相應(yīng)的氯離子擴(kuò)散系數(shù)，然后可以對(duì)多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)量，以評(píng)估水泥氯離子擴(kuò)散系數(shù)的穩(wěn)定性和可靠性，進(jìn)一步判斷水泥在抗氯離子侵蝕方面的性能表現(xiàn)。

五、注意事項(xiàng)

1.試驗(yàn)過程中應(yīng)嚴(yán)格控制各原材料的質(zhì)量及配合比，確保試件的一致性和代表性。

2.測試設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)，保證其測量精度和穩(wěn)定性。

3.在處理和測試氯離子溶液時(shí)，應(yīng)采取必要的防護(hù)措施，如佩戴手套、護(hù)目鏡等，防止氯離子對(duì)人體造成傷害。

4.測試數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行多次測量取平均值，以減少試驗(yàn)誤差，提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。