模拟海洋环境钢筋耐蚀试验方法

模拟海洋环境钢筋耐蚀试验方法

国家标准 GB/T31933一2015 模拟海洋环境钢筋耐蚀试验方法 Iestethodforthecorrosionofsteelbarembeddedinconcrete iinchlorideenviroment 2015-09-11发布 2016-06-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T31933一2015 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由钢铁工业协会提出 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、治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
GB/T31933一2015 模拟海洋环境钢筋耐蚀试验方法 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 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/T1630.12008塑料环氧树脂第1部分;命名 GB/T5462一2003工业盐 GB80762008混凝土外加剂 GB/T165451996金属和合金的腐蚀腐蚀试样上腐蚀产物的清除 金属和合金的腐蚀点蚀评定方法 GB/T18590 /T 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 24196 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 JG52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 材料 3.1水泥 应选用符合GB8076一2008附录A要求的基准水泥 3.2骨料 应符合JG52的规定,细骨料选用JG52中砂,粗骨料选用5" nmm~10mm碎石
GB/I31933一2015 3.3方法A所用材料 3.3.1钢筋 直径为10 mm~16mm,长度为3601 在钢筋一端点焊连接测量电线的导电螺栓柱 mm 3.3.2双组分环氧树脂 应符合GB/T1630.1一2008中N类3级耐化学性要求 3.3.3环氧树脂漆 应符合GB/T1630.l一2008中的川类1级要求 3.3.4塑料容器 应为宽75mm,长150mm,高度不小于75mn的无底容器,壁厚2mm士1 mm 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士2mm,编号为0# 测试钢筋长度395mm士2mm,编号为1井、2井、3井 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/T54622003中日晒工业盐I级,主要成分为NaC MgCl,MgsO,CasO 4 方法A 4.1试验装置 试验装置中应包括内阻不小于1MQ的高阻抗电压表,其测量精度为0.01mV,测试电阻为100Q 士5n. 4.2试验条件 试验在室温下5C一30C)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10min15min并用蒸僧水冲洗至表面
GB/T31933一2015 显露金属本色,处理后在正己婉中浸泡清洗并晾干 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 拨照GB5020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× 4.3.3 150 ×115 5mm 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 mm 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 阳极钢筋; 环氧树脂密封; 阴极钢筋; 外置电阻 塑料容器高度>75; mm; 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
GB/I31933一2015 单位为毫米 R-1000 150 280 360 说明 导电螺栓柱; 环氧树脂漆; 塑料容器 氯化钠溶液; 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 在塑料容器中加人液面高度为40mm,质量分数为3%,温度为 23C士3C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%士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100Q外置电阻间的电压V,测量电压时连接外置电阻,并按式(1)计 算电流I 1,=V/100 式中 计算出的电流,单位为安培(A); -测量100Q外置电阻间的电压,单位为伏特(V) V 如需要,可将参比电极放置在盐游液槽中,在参比电极和朋筋之间连接电压表 4.4.3 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
GB/T31933一2015 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 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; 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); e f 试验前后钢筋照片 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: 屋面地平线; 蓄水池; 防腐自吸泵; 电源 程控装置; 输水管; 喷头; 试样 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
GB/I31933一2015 单位为毫米 n 3 说明 -试样 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150mmX150mm×150nmm,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 一15 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~ min并用蒸僧水冲洗至表面 呈现金属本色,处理后在正己婉中浸泡清洗并晾干 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士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试样中钢筋三维定位按照图5示意,制备时在钢试模(试模应满足JG237的要求)中将钢筋预先 固定,每个试样中放1根对比钢筋(0#,3根同批次测试钢筋(1#,2#,3#) 混凝土的保护层厚度 15mm 根据试样设计，一次成型24h后拆模 拆去两端固定钢筋位置的封板,再用GB50448水泥基灌 浆材料封端 钢筋不得外露 过24h进行试样编号 按照GB50204的要求在标准养护室中养护28天 单位为毫米 100 图5钢筋锈蚀速率对比试验混凝土试样横剖面
GB/T31933一2015 5.3试验条件 5.3.1试验温度为室温(5C一30C) 5.3.2循环周期为每12h均匀喷浇试样一次,每次60min士5min,后采用排风系统对试样进行风干2h 5.3.3溶液浓度3%士0.2%,初始pH值7土0.5 5.3.4盐雾量1mL/h2mL./h 5.4试验步骤 5.4.1试验前初始性能测试 5.4.1.1钢筋力学性能及化学成分 根据GB1499.2对同根对比钢筋进行全元素化学成分、力学性能检验 根据测试钢筋的产品标准,对同根钢筋进行力学性能检验;如有需要,经供需双方协商并在合同中 注明,对同根钢筋的化学成分进行检验 5.4.1.2重量 按5.2.2对钢筋进行除锈处理后,测量其初始重量w.,测量精度为0.olg 5.4.1.3外形尺寸 按5.2.2对钢筋进行除锈处理后,依据测试钢筋与对比钢筋的产品标准,测量其初始尺寸,均任取 3点取平均值 5.4.1.4混凝土强度 对混凝土强度试验按GB/T50107要求进行 5.4.2试验中数据记录 5.4.2.1试验时间 以标准养护28天到期的日期开始计时,根据试验目的确定试验时间及破型周期,推荐试验时间为 54周,每18周破型1次,共破型3次 5.4.2.2裂缝记录 试验期间每周对试样观测,记录裂缝出现的区域和时间 裂缝出现的区域见图6,以垂直横截面的 各边长中线划分,区域代号为所对应的钢筋编号 图6构件裂缝对应区域示意图
GB/I31933一2015 5.4.3破型试验 每次破型3个试样,必要时可在破型前后照相 5.4.3.1力学性能 对破型试验后取出的钢筋进行力学性能检验 5.4.3.2重量 对破型试验后取出的钢筋,按GB/T165451996附录A方法钢筋进行除锈,并去掉环氧树脂涂 层后,测量其破型后钢筋的重量w,测量精度为0.01g 5.4.3.3外形尺寸 对破型试验后取出的钢筋,按GB/T16545一1996附录A方法钢筋进行除锈,并去掉环氧树脂涂 层后,测量其破型后尺寸,均任取3点取平均值 5.5数据处理 数据处理可参考JB/T10579来进行 5.5.1每根钢筋失重与重量损失率 每根钢筋重量损失率按式(2)计算 w-w -X100 p(% W 式中: -每支钢筋的重量损失率,%; 7 w -钢筋的初始重量,单位为克(g); 破型后钢筋的重量,单位为克(g); W w 一w -每支钢筋的失重,单位为克(g); 钢筋的编号 5.5.2测试钢筋的重量损失率 测试钢筋重量损失率按式(3)计算: 3 1=n 式中: 测试钢筋的重量损失率,% 5.5.3测试钢筋与对比钢筋的重量损失率比值 测试钢筋与对比钢筋的重量损失率比值按式(4)计算 k=/n 式中: -测试钢筋与对比钢筋的重量损失比 测试钢筋的重量损失率,%; 对比钢筋的重量损失率,% 7o
GB/T31933一2015 5.6试验报告 试验报告应包括以下内容 a)试验钢筋规格型号; 试验钢筋初始重量、尺寸,力学性能; b 试样数量 D 试验条件,包括温度,浓度、pH值,盐雾量,海盐成分等 试样开裂时间、情况描述及照片; 试样表面状况及破型后钢筋腐蚀特点,必要时可附试样照片; 破型除锈后钢筋重量、尺寸、力学性能 对比钢筋与测试钢筋的重量损失率与比值 当需方要求时,可注明对比钢筋的有关数据及试验结果; 试验人员及试验日期; 对比试样的化学成分如需要) k

模拟海洋环境钢筋耐蚀试验方法GB/T31933-2015

随着海洋经济的发展，海洋工程的建设越来越多，其中钢筋作为重要的结构材料也得到广泛应用。然而，在海洋环境中，钢筋很容易受到海水、潮气、海雾等腐蚀因素的影响，从而降低其使用寿命和安全性。因此，对钢筋的耐蚀性能进行试验具有重要意义。

GB/T31933-2015是我国钢筋耐腐蚀试验的标准，其主要内容包括模拟海洋环境试验方法、试验设备、试验试件制备、试验条件及试验结果评定等方面。

在模拟海洋环境试验中，主要考虑的是海水中的氯离子和空气中的盐雾对钢筋的腐蚀影响。试验设备包括模拟海洋环境试验箱、恒温水槽以及盐雾试验箱等。

在试验前，需要按照要求制备好试验试件，并进行预处理和清洗。试验条件主要包括试验液体积、试验温度、试验时间等方面。

试验结果评定主要根据钢筋表面的腐蚀程度和失重率进行，其中腐蚀程度分为5个等级，失重率则是评定钢筋耐蚀性能优劣的主要指标。

总之，GB/T31933-2015标准提供了一套科学、规范的模拟海洋环境下钢筋耐腐蚀试验方法，对于提高钢筋的耐腐蚀性能具有重要意义。

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