测定化学掺料对暴露在氯化物环境中的混凝土中预埋钢筋腐蚀影响的标准试验方法ASTM G109-07(R2013)（中文翻译版）
ASTM G109-07(R2013)测定化学掺料对暴露在氯化物环境中的混凝土中预埋钢筋腐蚀影响的标准试验方法（仅供参考）
1本试验方法由ASTM金属腐蚀委员会G01管辖，并由建筑材料中金属腐蚀小组委员会G01.14直接负责。
现行版本于2013年5月1日批准。2013年7月出版。最初于1992年批准。上一版于2007年批准为G109-07。DOI: 10.1520/G0109-07R13。
本标准以固定名称G109发布；紧跟在名称后面的数字表示最初采用的年份，如果是修订版，则表示最后修订的年份。括号中的数字表示上次重新批准的年份。上标（'）表示自上次修订或重新批准以来的编辑性更改。
1、范围
1.1本试验方法包括测定化学掺料对混凝土中金属腐蚀影响的程序。本试验方法可用于评估用于抑制混凝土钢筋中氯离子腐蚀的材料。它也可用于评估掺料在氯化物环境中的腐蚀性。
1.2以国际单位制表示的数值应视为标准值。括号中给出的值仅供参考。
1.3本标准并非旨在解决与其使用相关的所有安全问题（如有）。本标准的使用者有责任在使用前建立适当的安全和健康实践，并确定法规限制的适用性。
2、参考文件
2.1 ASTM标准2
2有关参考的ASTM标准，请访问ASTM网站www.ASTM.org，或通过Service@ASTM.org联系ASTM客户服务。有关ASTM标准年鉴卷信息，请参阅ASTM网站上的标准文件摘要页。
A615/A615M混凝土用变形钢筋和普通碳素钢筋规范
C33混凝土骨料规范
C143/C143M水硬性水泥混凝土坍落度试验方法
C150硅酸盐水泥规范
C173/C173M容积法测定新拌混凝土空气含量的试验方法
C192/C192M实验室制备和养护混凝土试样的实施规程
C231压力法测定新拌混凝土含气量的试验方法
C511混合工室、潮湿柜、潮湿室和水储罐规范，用于水工水泥和混凝土的试验
C876混凝土中未涂覆钢筋腐蚀电位的试验方法
C881/C881M混凝土用环氧树脂基粘合系统规范
C1152/C1152M砂浆和混凝土中酸溶性氯化物的试验方法
D448道路和桥梁施工用骨料尺寸分类
D632氯化钠规范
E177 ASTM试验方法中术语精度和偏差的使用规程
E691进行实验室间研究以确定试验方法精度的实施规程
G3适用于腐蚀试验中电化学测量惯例的实施规程
G15腐蚀和腐蚀试验相关术语（2010年撤销）3
3本历史标准的最新批准版本见www.astm.org。
G33金属涂层钢试样大气腐蚀试验数据记录规程
G46点蚀检验和评定指南
2.2 NACE标准4
4可向美国防护涂料协会（SSPC）索取，地址：宾夕法尼亚州匹兹堡市第6层第24街40号，邮编：15222-4656。
SSPC-SP 5/NACE No.1 白色金属喷砂清理
3、意义和用途
3.1本试验方法为测定混凝土用掺料的抑制或腐蚀性能提供了可靠的方法。
3.2本试验方法可用于混凝土中缓蚀剂的开发研究。
3.3本试验方法已在其他地方使用，用本试验方法测定的腐蚀与预埋钢（1-4）5上的腐蚀损伤之间有良好的一致性。本试验方法可能无法对不同缓蚀剂的性能进行适当排序，特别是在钢上混凝土覆盖层小于40mm（1.5 in.）或水灰比大于0.45的情况下。选择混凝土配合比和钢材上的保护层，以加速氯化物进入。一些抑制剂可能会对这一过程产生影响，从而导致与实际使用中预期的结果不同的结果（5）。
5括号中的黑体数字是指本标准末尾的参考文献列表。
4、仪器
4.1评估缓蚀剂所需的仪器包括一个高阻抗电压表（至少一个Mohm），能够测量到0.01 mV，一个100Ω（±5%）电阻。
5、试剂和材料
5.1符合C150规范I型或II型的水泥。粗骨料应符合规格C33和分类D44，标称最大尺寸在9.5和19mm之间（3 ⁄ 8至3 ⁄ 4 in.）。
注1：优选最大粒径集料为12.5mm（0.5 in.）。
5.2符合规范A615/A615M要求的变形钢筋；直径在10mm（0.4 in.）至16mm（0.6 in.）之间，长度为360mm（14 in.），一端钻孔和螺纹连接，以安装粗螺纹不锈钢和螺母，如5.3和5.4所述。如第6节所述，这些钢筋应用于制造试样。
注2：实验室间试验程序和第11节中的统计数据是基于13mm（0.5 in.）钢棒、最大粒径为2.5mm骨料和19mm（0.75 in.）和25mm（1 in.）盖。
5.3 316不锈钢螺钉，直径小于杆直径（粗牙螺纹<5mm（0.2 in.）），长25至35mm（1至1.5 in.）（每个杆一个）。
5.4 316不锈钢螺母，每个杆两个，用于安装不锈钢螺钉，如5.3所述。
5.5双组分防水环氧树脂6,7——该环氧树脂应满足规范C881/C881M中的IV类3级E级耐化学性要求。
5.6硫酸，质量分数10%，用于酸洗（可选）。
5.7电镀胶带。7,8
6目前委员会所知设备的唯一供应来源是PC环氧树脂，由宾夕法尼亚州阿伦顿市保护涂层公司制造。
7如果您知道其他供应商，请将此信息提供给ASTM国际总部。你的意见将在负责的技术委员会1的会议上得到认真考虑，你可以参加。
8委员会目前所知的仪器的唯一供应来源是明尼苏达采矿和制造公司（3M），地址：1999 Mt.Read Boulevard，Rochester，NY 14615。
5.8氯丁橡胶管，壁厚3-mm（1/8-in.），内径与所用钢筋直径相同。
5.9氯化钠，符合规范D632。
5.10盐溶液，通过将3份氯化钠（如5.9所述）溶解在97份水中制备。
5.11环氧密封剂，用于制造后的混凝土试样。根据规范C881/C881M，该密封剂应为III型，1级，C级。7,9
5.12塑料坝，75mm（3-in.）宽，150mm（6-in.）长，最小高度75mm（3-in.），用于放置在试样上。壁厚应为±1mm（1/8±1/32 in）。
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6、试样制备
6.1钢丝刷或喷砂处理钢筋，使其接近白色金属（见SSPC-SP 5/NACE 1号），用正己烷浸泡清洁，并让其风干。
注3：当钢筋锈蚀过多时，建议使用10%硫酸对钢筋进行10至15分钟的酸洗，并在钢丝刷前用饮用水冲洗。
6.2使用相同的方法清洁试验程序中的所有钢筋。
6.3钻孔并敲打每根钢筋的一端，如5.3和5.4所述，连接一个不锈钢螺钉和两个螺母，并用电镀胶带将钢筋的每一端缠上，使钢筋中间200mm（8-in.）的部分裸露出来。如5.8所述，将90mm（3.5 in.）长的氯丁橡胶管放在杆两端的电镀胶带上，并用两部分环氧树脂填充从杆端伸出的管段，如5.5所述。
6.4试样尺寸为280×150×115mm（11×6×4.5 in.）。如图1所示，将两个棒材如底部5.2、25mm（1 in.）和顶部的一个棒材放置在一起，使得从其顶部到顶部表面的距离是最大骨料尺寸的两倍。
注4：例如，对于12.5mm（0.5 in.）骨料，将顶部钢筋放置在距表面25mm（1 in.）处。对于9.5-mm（0.375-in.）骨料，将钢筋放置在距顶面19mm（0.75 in.）处。
6.5将钢筋放置在模具中，使40mm（约1.5 in.）的钢筋在混凝土出口的每个出口端受到保护（最大限度地减小边缘效应）。这将暴露200mm（8 in.）的钢。放置带有纵向肋的钢筋，使其更靠近梁的侧面，也就是说，两个脊与试样的顶部或底部等距。
......
6.10从潮湿房间取出后，用钢丝刷将试样刷在混凝土顶面（木抹面）。按照制造商的建议，在用环氧密封剂（如5.11所述）密封四个垂直面之前，让试样在50%相对湿度（RH）的环境中干燥两周。将尺寸如5.12所述的塑料坝放在试样上，如图1所示，距离每侧约13mm（0.5in.），使其不会延伸到钢筋的胶带部分（见图2）。用硅酮填缝料从外部密封塑料坝，并在塑料坝外的顶部表面涂上环氧密封胶。
注7：在使用混凝土环氧树脂之前，让试样干燥，将使初始暴露于氯化物的情况更加严重，并更接近实验室间试验程序条件。
6.11连接电线和电阻器。
注1：所有测量单位为in.（25.4mm=1 in.）。
图1 混凝土梁
注1：所有测量单位为in.（不按比例）（25.4mm=1 in.）。
图2混凝土梁（侧视图）
7、程序
7.1将每个试样支撑在两个厚度至少为13mm（0.5 in.）的非导电支架上，从而允许空气在大多数试样下方流动。样品从100%RH的空气中（潮湿的房间）取出一个月后开始试验。如5.10所述，用盐溶液在23±3℃（73±5℉）的温度下将试样浸泡两周。在40mm（1.5 in.）的深度下，该溶液的体积约为400mL。使用松动的塑料配件盖以减少蒸发。保持试样周围50±5%的相对湿度。两周后，将溶液抽真空，让样品干燥两周。重复这个循环。
7.2使用4.1中定义的电压表在积水的第二周开始时测量电阻器的电压。从100Ω电阻Vj的测量电压（单位：伏特）计算电流Ij，如下所示：
......
8、试验期
8.1如7.2所述，每四周监测一次电流作为时间的函数，直到对照样品的平均集成宏电池电流等于或大于150C（如10.1.8所确定），并且至少一半的样品显示集成宏电池电流等于或大于150C（见注9）。
注9：150C的值与6个月内10μA的宏电池电流一致。所有实验室对所有显示腐蚀的样品（对照品和覆盖19mm（3/4 in.）的氯化钙样品）测量了10μA的值。集成宏电池电流的这种程度足以确保存在足够的腐蚀以进行目视评估。
8.2在试验掺料具有腐蚀性的情况下，在观察到75C的平均集成宏电池电流和至少一半试验样品的集成宏电池电流等于或大于75C后，结束试验三个完整循环。
9、预埋钢筋检查
9.1试验结束时，按照实施规程G33的规定，折断试样并检查钢筋的腐蚀程度，测量腐蚀区域，并记录腐蚀区域所占的百分比。
注10：在试验结束时对钢筋进行拍照，以提供腐蚀损坏的记录。
9.2使用试验方法C1152/C1152M测定顶部钢筋上覆盖层对应深度处的酸溶性氯化物含量。
9.3使用试验方法C1152/C1152M测定用于背景氯化物分析的试样中的酸溶性氯化物含量。该值应从9.2中测定的酸溶性氯化物中减去，以提供反映进入氯化物的校正酸溶性氯化物含量。
10、报告
10.1报告以下信息：
10.1.1控制和试样中使用的混凝土比例、含气量和坍落度的全部细节，
10.1.2每个混凝土试样的腐蚀电流和腐蚀电位随时间的曲线图，
10.1.3每种混凝土条件下的平均综合电流与时间的关系图，
10.1.4失效时间，视为平均宏电池电流达到10μA的时间，以及至少一半显示电流大于10μA的样品，
10.1.5每个钢筋的目视检查结果。报告应包括原始暴露钢表面腐蚀的百分比，以及腐蚀坑的数量和深度（如实施规程G46所述），
10.1.6试验结束时钢筋的照片（可选），以及
10.1.7顶部钢筋表面深度处的氯化物含量。该值是校正后的总氯化物含量，校正后为9.3。
10.1.8试样总集成电流与控制电流和试验结束时间之比。总集成电流为：
式中：
TC=总腐蚀（库仑），
tj=进行宏电池电流测量的时间（秒），以及
ij=当时的宏电池电流（安培），tj。
附录X1给出了一个样本计算。
关键词
掺料；混凝土；腐蚀；腐蚀性；抑制剂；钢筋
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