測定化學摻料對暴露在氯化物環境中的混凝土中預埋鋼筋腐蝕影響的標準試驗方法ASTM G109-07(R2013)（中文翻譯版）
ASTM G109-07(R2013)測定化學摻料對暴露在氯化物環境中的混凝土中預埋鋼筋腐蝕影響的標準試驗方法（僅供參考）
1本試驗方法由ASTM金屬腐蝕委員會G01管轄，并由建筑材料中金屬腐蝕小組委員會G01.14直接負責。
現行版本于2013年5月1日批準。2013年7月出版。最初于1992年批準。上一版于2007年批準為G109-07。DOI: 10.1520/G0109-07R13。
本標準以固定名稱G109發布；緊跟在名稱后面的數字表示最初采用的年份，如果是修訂版，則表示最后修訂的年份。括號中的數字表示上次重新批準的年份。上標（'）表示自上次修訂或重新批準以來的編輯性更改。
1、范圍
1.1本試驗方法包括測定化學摻料對混凝土中金屬腐蝕影響的程序。本試驗方法可用于評估用于抑制混凝土鋼筋中氯離子腐蝕的材料。它也可用于評估摻料在氯化物環境中的腐蝕性。
1.2以國際單位制表示的數值應視為標準值。括號中給出的值僅供參考。
1.3本標準并非旨在解決與其使用相關的所有安全問題（如有）。本標準的使用者有責任在使用前建立適當的安全和健康實踐，并確定法規限制的適用性。
2、參考文件
2.1 ASTM標準2
2有關參考的ASTM標準，請訪問ASTM網站www.ASTM.org，或通過Service@ASTM.org聯系ASTM客戶服務。有關ASTM標準年鑒卷信息，請參閱ASTM網站上的標準文件摘要頁。
A615/A615M混凝土用變形鋼筋和普通碳素鋼筋規范
C33混凝土骨料規范
C143/C143M水硬性水泥混凝土坍落度試驗方法
C150硅酸鹽水泥規范
C173/C173M容積法測定新拌混凝土空氣含量的試驗方法
C192/C192M實驗室制備和養護混凝土試樣的實施規程
C231壓力法測定新拌混凝土含氣量的試驗方法
C511混合工室、潮濕柜、潮濕室和水儲罐規范，用于水工水泥和混凝土的試驗
C876混凝土中未涂覆鋼筋腐蝕電位的試驗方法
C881/C881M混凝土用環氧樹脂基粘合系統規范
C1152/C1152M砂漿和混凝土中酸溶性氯化物的試驗方法
D448道路和橋梁施工用骨料尺寸分類
D632氯化鈉規范
E177 ASTM試驗方法中術語精度和偏差的使用規程
E691進行實驗室間研究以確定試驗方法精度的實施規程
G3適用于腐蝕試驗中電化學測量慣例的實施規程
G15腐蝕和腐蝕試驗相關術語（2010年撤銷）3
3本歷史標準的最新批準版本見www.astm.org。
G33金屬涂層鋼試樣大氣腐蝕試驗數據記錄規程
G46點蝕檢驗和評定指南
2.2 NACE標準4
4可向美國防護涂料協會（SSPC）索取，地址：賓夕法尼亞州匹茲堡市第6層第24街40號，郵編：15222-4656。
SSPC-SP 5/NACE No.1 白色金屬噴砂清理
3、意義和用途
3.1本試驗方法為測定混凝土用摻料的抑制或腐蝕性能提供了可靠的方法。
3.2本試驗方法可用于混凝土中緩蝕劑的開發研究。
3.3本試驗方法已在其他地方使用，用本試驗方法測定的腐蝕與預埋鋼（1-4）5上的腐蝕損傷之間有良好的一致性。本試驗方法可能無法對不同緩蝕劑的性能進行適當排序，特別是在鋼上混凝土覆蓋層小于40mm（1.5 in.）或水灰比大于0.45的情況下。選擇混凝土配合比和鋼材上的保護層，以加速氯化物進入。一些抑制劑可能會對這一過程產生影響，從而導致與實際使用中預期的結果不同的結果（5）。
5括號中的黑體數字是指本標準末尾的參考文獻列表。
4、儀器
4.1評估緩蝕劑所需的儀器包括一個高阻抗電壓表（至少一個Mohm），能夠測量到0.01 mV，一個100Ω（±5%）電阻。
5、試劑和材料
5.1符合C150規范I型或II型的水泥。粗骨料應符合規格C33和分類D44，標稱最大尺寸在9.5和19mm之間（3 ? 8至3 ? 4 in.）。
注1：優選最大粒徑集料為12.5mm（0.5 in.）。
5.2符合規范A615/A615M要求的變形鋼筋；直徑在10mm（0.4 in.）至16mm（0.6 in.）之間，長度為360mm（14 in.），一端鉆孔和螺紋連接，以安裝粗螺紋不銹鋼和螺母，如5.3和5.4所述。如第6節所述，這些鋼筋應用于制造試樣。
注2：實驗室間試驗程序和第11節中的統計數據是基于13mm（0.5 in.）鋼棒、最大粒徑為2.5mm骨料和19mm（0.75 in.）和25mm（1 in.）蓋。
5.3 316不銹鋼螺釘，直徑小于桿直徑（粗牙螺紋<5mm（0.2 in.）），長25至35mm（1至1.5 in.）（每個桿一個）。
5.4 316不銹鋼螺母，每個桿兩個，用于安裝不銹鋼螺釘，如5.3所述。
5.5雙組分防水環氧樹脂6,7——該環氧樹脂應滿足規范C881/C881M中的IV類3級E級耐化學性要求。
5.6硫酸，質量分數10%，用于酸洗（可選）。
5.7電鍍膠帶。7,8
6目前委員會所知設備的唯一供應來源是PC環氧樹脂，由賓夕法尼亞州阿倫頓市保護涂層公司制造。
7如果您知道其他供應商，請將此信息提供給ASTM國際總部。你的意見將在負責的技術委員會1的會議上得到認真考慮，你可以參加。
8委員會目前所知的儀器的唯一供應來源是明尼蘇達采礦和制造公司（3M），地址：1999 Mt.Read Boulevard，Rochester，NY 14615。
5.8氯丁橡膠管，壁厚3-mm（1/8-in.），內徑與所用鋼筋直徑相同。
5.9氯化鈉，符合規范D632。
5.10鹽溶液，通過將3份氯化鈉（如5.9所述）溶解在97份水中制備。
5.11環氧密封劑，用于制造后的混凝土試樣。根據規范C881/C881M，該密封劑應為III型，1級，C級。7,9
5.12塑料壩，75mm（3-in.）寬，150mm（6-in.）長，最小高度75mm（3-in.），用于放置在試樣上。壁厚應為±1mm（1/8±1/32 in）。
......
6、試樣制備
6.1鋼絲刷或噴砂處理鋼筋，使其接近白色金屬（見SSPC-SP 5/NACE 1號），用正己烷浸泡清潔，并讓其風干。
注3：當鋼筋銹蝕過多時，建議使用10%硫酸對鋼筋進行10至15分鐘的酸洗，并在鋼絲刷前用飲用水沖洗。
6.2使用相同的方法清潔試驗程序中的所有鋼筋。
6.3鉆孔并敲打每根鋼筋的一端，如5.3和5.4所述，連接一個不銹鋼螺釘和兩個螺母，并用電鍍膠帶將鋼筋的每一端纏上，使鋼筋中間200mm（8-in.）的部分裸露出來。如5.8所述，將90mm（3.5 in.）長的氯丁橡膠管放在桿兩端的電鍍膠帶上，并用兩部分環氧樹脂填充從桿端伸出的管段，如5.5所述。
6.4試樣尺寸為280×150×115mm（11×6×4.5 in.）。如圖1所示，將兩個棒材如底部5.2、25mm（1 in.）和頂部的一個棒材放置在一起，使得從其頂部到頂部表面的距離是最大骨料尺寸的兩倍。
注4：例如，對于12.5mm（0.5 in.）骨料，將頂部鋼筋放置在距表面25mm（1 in.）處。對于9.5-mm（0.375-in.）骨料，將鋼筋放置在距頂面19mm（0.75 in.）處。
6.5將鋼筋放置在模具中，使40mm（約1.5 in.）的鋼筋在混凝土出口的每個出口端受到保護（最大限度地減小邊緣效應）。這將暴露200mm（8 in.）的鋼。放置帶有縱向肋的鋼筋，使其更靠近梁的側面，也就是說，兩個脊與試樣的頂部或底部等距。
......
6.10從潮濕房間取出后，用鋼絲刷將試樣刷在混凝土頂面（木抹面）。按照制造商的建議，在用環氧密封劑（如5.11所述）密封四個垂直面之前，讓試樣在50%相對濕度（RH）的環境中干燥兩周。將尺寸如5.12所述的塑料壩放在試樣上，如圖1所示，距離每側約13mm（0.5in.），使其不會延伸到鋼筋的膠帶部分（見圖2）。用硅酮填縫料從外部密封塑料壩，并在塑料壩外的頂部表面涂上環氧密封膠。
注7：在使用混凝土環氧樹脂之前，讓試樣干燥，將使初始暴露于氯化物的情況更加嚴重，并更接近實驗室間試驗程序條件。
6.11連接電線和電阻器。
注1：所有測量單位為in.（25.4mm=1 in.）。
圖1 混凝土梁
注1：所有測量單位為in.（不按比例）（25.4mm=1 in.）。
圖2混凝土梁（側視圖）
7、程序
7.1將每個試樣支撐在兩個厚度至少為13mm（0.5 in.）的非導電支架上，從而允許空氣在大多數試樣下方流動。樣品從100%RH的空氣中（潮濕的房間）取出一個月后開始試驗。如5.10所述，用鹽溶液在23±3℃（73±5℉）的溫度下將試樣浸泡兩周。在40mm（1.5 in.）的深度下，該溶液的體積約為400mL。使用松動的塑料配件蓋以減少蒸發。保持試樣周圍50±5%的相對濕度。兩周后，將溶液抽真空，讓樣品干燥兩周。重復這個循環。
7.2使用4.1中定義的電壓表在積水的第二周開始時測量電阻器的電壓。從100Ω電阻Vj的測量電壓（單位：伏特）計算電流Ij，如下所示：
......
8、試驗期
8.1如7.2所述，每四周監測一次電流作為時間的函數，直到對照樣品的平均集成宏電池電流等于或大于150C（如10.1.8所確定），并且至少一半的樣品顯示集成宏電池電流等于或大于150C（見注9）。
注9：150C的值與6個月內10μA的宏電池電流一致。所有實驗室對所有顯示腐蝕的樣品（對照品和覆蓋19mm（3/4 in.）的氯化鈣樣品）測量了10μA的值。集成宏電池電流的這種程度足以確保存在足夠的腐蝕以進行目視評估。
8.2在試驗摻料具有腐蝕性的情況下，在觀察到75C的平均集成宏電池電流和至少一半試驗樣品的集成宏電池電流等于或大于75C后，結束試驗三個完整循環。
9、預埋鋼筋檢查
9.1試驗結束時，按照實施規程G33的規定，折斷試樣并檢查鋼筋的腐蝕程度，測量腐蝕區域，并記錄腐蝕區域所占的百分比。
注10：在試驗結束時對鋼筋進行拍照，以提供腐蝕損壞的記錄。
9.2使用試驗方法C1152/C1152M測定頂部鋼筋上覆蓋層對應深度處的酸溶性氯化物含量。
9.3使用試驗方法C1152/C1152M測定用于背景氯化物分析的試樣中的酸溶性氯化物含量。該值應從9.2中測定的酸溶性氯化物中減去，以提供反映進入氯化物的校正酸溶性氯化物含量。
10、報告
10.1報告以下信息：
10.1.1控制和試樣中使用的混凝土比例、含氣量和坍落度的全部細節，
10.1.2每個混凝土試樣的腐蝕電流和腐蝕電位隨時間的曲線圖，
10.1.3每種混凝土條件下的平均綜合電流與時間的關系圖，
10.1.4失效時間，視為平均宏電池電流達到10μA的時間，以及至少一半顯示電流大于10μA的樣品，
10.1.5每個鋼筋的目視檢查結果。報告應包括原始暴露鋼表面腐蝕的百分比，以及腐蝕坑的數量和深度（如實施規程G46所述），
10.1.6試驗結束時鋼筋的照片（可選），以及
10.1.7頂部鋼筋表面深度處的氯化物含量。該值是校正后的總氯化物含量，校正后為9.3。
10.1.8試樣總集成電流與控制電流和試驗結束時間之比?？偧呻娏鳛椋?/span>
式中：
TC=總腐蝕（庫侖），
tj=進行宏電池電流測量的時間（秒），以及
ij=當時的宏電池電流（安培），tj。
附錄X1給出了一個樣本計算。
關鍵詞
摻料；混凝土；腐蝕；腐蝕性；抑制劑；鋼筋
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