《環(huán)境作用下混凝土結(jié)構(gòu)性能退化實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》

中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)

環(huán)境作用下混凝土結(jié)構(gòu)性能退化實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

（征求意見(jiàn)稿）

Standardfortestmethodsofperformanceevolutionofconcrete

structuresunderenvironmentalactions

T/CECS***-202*

主編單位：同濟(jì)大學(xué)

批準(zhǔn)單位：中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)

執(zhí)行日期：202*年*月*日

2022上海

1

1總則

1.0.1為規(guī)范與統(tǒng)一混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)方法和環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)后

受力性能試驗(yàn)方法，確保環(huán)境作用下混凝土結(jié)構(gòu)性能演化試驗(yàn)科學(xué)合理，制定

本標(biāo)準(zhǔn)。

1.0.2本標(biāo)準(zhǔn)適用于混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)和環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)后受力

性能試驗(yàn)。

1.0.3混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)和環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)后受力性能試驗(yàn)，除

應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

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2術(shù)語(yǔ)與符號(hào)

2.1術(shù)語(yǔ)

2.1.1環(huán)境作用environmentalaction

溫度、濕度、二氧化碳、氧、酸、鹽等引起混凝土結(jié)構(gòu)性能退化的環(huán)境氣

候作用和侵蝕介質(zhì)作用。

2.1.2環(huán)境作用效應(yīng)effectofenvironmentalaction

環(huán)境氣候和侵蝕介質(zhì)共同作用引起的混凝土材料和結(jié)構(gòu)性能的變化。

2.1.3一般環(huán)境atmosphericenvironment

無(wú)凍融、氯化物和其他化學(xué)腐蝕物質(zhì)作用的混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的暴露環(huán)境，

本標(biāo)準(zhǔn)特指一般大氣環(huán)境。

2.1.4凍融環(huán)境freeze-thawenvironment

混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件經(jīng)受反復(fù)凍融作用的暴露環(huán)境。

2.1.5氯鹽環(huán)境chlorideenvironment

混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受到氯鹽侵入并引起內(nèi)部鋼筋銹蝕的暴露環(huán)境，包括海

洋環(huán)境、除冰鹽環(huán)境和其它氯化物環(huán)境。

2.1.6海洋環(huán)境marineenvironment

混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受到海洋氯鹽侵入作用并引起內(nèi)部鋼筋銹蝕的暴露環(huán)境，

包括海洋環(huán)境大氣區(qū)、浪濺區(qū)、潮汐區(qū)及淹沒(méi)區(qū)。

2.1.7除冰鹽環(huán)境deicingsaltenvironment

混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受到除冰鹽侵入作用并引起內(nèi)部鋼筋銹蝕的暴露環(huán)境。

2.1.8硫酸鹽環(huán)境sulfateenvironment

混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受到自然環(huán)境中硫酸鹽化學(xué)物質(zhì)腐蝕作用的暴露環(huán)境，

具體包括水、土中硫酸鹽化學(xué)腐蝕環(huán)境。

2.1.9干濕時(shí)間比timeratioofdryingandwettingprocesses

混凝土干燥過(guò)程持續(xù)時(shí)間與混凝土表面直接接觸到溶液的潤(rùn)濕過(guò)程持續(xù)時(shí)

間的比值。

2.1.10鋼筋的銹蝕率corrosionrateofsteelbar

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銹蝕鋼筋去除表面松散銹蝕產(chǎn)物后，剩余鋼筋橫截面積與未銹蝕時(shí)的橫截

面積的比率。

2.1.11人工模擬環(huán)境箱environmentalchamber

用以模擬自然環(huán)境作用的封閉或近似封閉的箱體。

2.1.12環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)testforeffectofenvironmentalaction

環(huán)境作用對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和材料性能影響的試驗(yàn)。

2.1.13性能演化試驗(yàn)performanceevolutiontest

在環(huán)境作用影響下混凝土材料、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)性能變化過(guò)程試驗(yàn)，包括環(huán)境

作用效應(yīng)試驗(yàn)和環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)后力學(xué)性能試驗(yàn)。

2.2符號(hào)

A——圖片碳化區(qū)域面積；

Aav——銹蝕鋼筋平均橫截面積；

Ai——銹蝕鋼筋橫截面積；

Amin——銹蝕鋼筋最小橫截面積；

A0——鋼筋原始橫截面積；

B——圖片中試件的邊長(zhǎng)；

B'—真實(shí)試件的邊長(zhǎng)；

CA——模擬一般環(huán)境的二氧化碳濃度；

C'A——自然一般環(huán)境的二氧化碳濃度；

Cd—真實(shí)試件的碳化深度；

D——引伸計(jì)標(biāo)距范圍內(nèi)銹蝕鋼筋受拉變形量；

Dmax——梁跨中最大撓度；

E——沖擊能量；

EA——模擬環(huán)境作用值；

EA'——自然環(huán)境作用值；

EP——耗散能量；

F——法拉第常數(shù)；

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Ft——鋼筋加載端的拉拔力或拉伸力；

I——外加電流強(qiáng)度（A）；

IP——沖量；

Kt——銹蝕鋼筋銹坑處理論應(yīng)力集中系數(shù)；

M——鐵的摩爾質(zhì)量；

Nt——環(huán)境作用時(shí)間t后的試件疲勞壽命；

N0——與受侵蝕構(gòu)件同齡期的一組對(duì)比試件疲勞壽命；

P——沖擊力；

Pm——平均沖擊力；

Q——模擬環(huán)境作用效應(yīng)值；

Q'——自然環(huán)境作用效應(yīng)值；

RHA——模擬一般環(huán)境的相對(duì)濕度；

RH'A——自然一般環(huán)境的相對(duì)濕度；

R0——與受侵蝕構(gòu)件同齡期的一組對(duì)比試件承載力；

Rt——環(huán)境作用時(shí)間t后的試件剩余承載力；

T——試驗(yàn)溫度；

TA——模擬一般環(huán)境的溫度；

T'A——自然一般環(huán)境的溫度；

TC——模擬氯鹽環(huán)境的溫度；

T'C——自然氯鹽環(huán)境的溫度；

Td——沖擊力作用時(shí)間；

T0——實(shí)際工程服役環(huán)境的年平均溫度；

VF——靜力拉拔試驗(yàn)中按荷載控制加載速度；

Z——金屬離子價(jià)數(shù)；

at——環(huán)境作用時(shí)間t后的試件變形；

a0——與受侵蝕構(gòu)件同齡期的一組對(duì)比混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形；

b——為雙曲線虛半軸長(zhǎng)；

c0——混凝土內(nèi)部初始氯離子含量占混凝土質(zhì)量的百分比；

ccrit——臨界氯離子含量占混凝土質(zhì)量的百分比；

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cs——模擬氯鹽環(huán)境下混凝土表面氯離子含量占混凝土質(zhì)量的百分比；

cs——自然氯鹽環(huán)境下混凝土表面氯離子含量占混凝土質(zhì)量的百分比；

d——鋼筋直徑；

erf-1(·)——誤差函數(shù)的反函數(shù)；

fa——齡期系數(shù)；

f(·)——模擬環(huán)境作用下混凝土試件環(huán)境作用效應(yīng)計(jì)算函數(shù)；

f-1(·)——f(·)的反函數(shù)；

g(·)——自然環(huán)境作用下混凝土試件環(huán)境作用效應(yīng)計(jì)算函數(shù)。

g-1(·)——g(·)的反函數(shù)；

h——落錘下落高度；

i——銹蝕電流密度（A/m2）；

k——為雙曲線漸近線斜率；

kyc——銹蝕鋼筋的名義屈服強(qiáng)度相對(duì)值;

kuc——銹蝕鋼筋的名義極限強(qiáng)度相對(duì)值。

l——引伸計(jì)的標(biāo)距；

lb——待銹鋼筋長(zhǎng)度；

lbond——試件的有效粘結(jié)長(zhǎng)度;

m——銹蝕鋼筋經(jīng)過(guò)酸洗處理后的質(zhì)量；

mh——落錘質(zhì)量；

mw——銹蝕鋼筋經(jīng)過(guò)酸洗處理后的排水質(zhì)量；

mw0——鋼筋銹蝕前排水質(zhì)量；

mw01、mw02——分別為基準(zhǔn)校正用的兩根鋼筋的初始排水質(zhì)量；

mw1、mw2——分別為基準(zhǔn)校正用的兩根鋼筋酸洗后的排水質(zhì)量；

m0——鋼筋銹蝕前質(zhì)量；

m01、m02——分別為基準(zhǔn)校正用的兩根鋼筋的初始質(zhì)量；

m1、m2——分別為基準(zhǔn)校正用的兩根鋼筋酸洗后的質(zhì)量。

n——提取的銹蝕鋼筋橫截面積數(shù)量；

nCT——溫度對(duì)混凝土中氯離子擴(kuò)散系數(shù)加速倍數(shù)；

nST——溫度對(duì)混凝中硫酸根離子擴(kuò)散系數(shù)加速倍數(shù)；

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q——活化常數(shù)；

qC——混凝土內(nèi)部氯離子擴(kuò)散活化系數(shù)；

qS——混凝土內(nèi)部硫酸根離子擴(kuò)散活化系數(shù)；

t——模擬環(huán)境作用時(shí)間；

t'——自然環(huán)境作用時(shí)間；

ts——銹蝕持續(xù)時(shí)間；

tA——模擬一般環(huán)境作用時(shí)間；

t'A——自然一般環(huán)境作用時(shí)間；

tC——模擬氯鹽環(huán)境作用時(shí)間；

t'C——自然氯鹽環(huán)境作用時(shí)間；

?N——試件疲勞壽命降低率；

?R——試件承載力降低率

?a——試件變形增加率；

m——鋼筋質(zhì)量損失量；

αyc——銹蝕鋼筋屈服荷載相對(duì)值；

αuc——銹蝕鋼筋極限荷載相對(duì)值；

αδc——銹蝕鋼筋極限延伸率相對(duì)值；

λ——時(shí)間比；

λA——模擬一般環(huán)境作用和自然一般環(huán)境作用時(shí)間比；

λC——模擬氯鹽環(huán)境作用和自然氯鹽環(huán)境作用時(shí)間比；

δc——銹蝕鋼筋極限延伸率；

δ0——未銹蝕鋼筋極限延伸率；

εs——引伸計(jì)標(biāo)距范圍內(nèi)銹蝕鋼筋平均應(yīng)變；

ηs——鋼筋的平均銹蝕率；

ηs,max——銹蝕鋼筋的最大截面銹蝕率；

ρ——橢圓長(zhǎng)軸末端的曲率半徑；

σs——銹蝕鋼筋名義應(yīng)力；

τ——試件的平均粘結(jié)應(yīng)力

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3基本規(guī)定

3.1一般原則

3.1.1環(huán)境作用下混凝土結(jié)構(gòu)性能演化試驗(yàn)的目的是探明各類環(huán)境下混凝土結(jié)

構(gòu)的環(huán)境作用效應(yīng)和受力性能演化規(guī)律，揭示性能演化機(jī)理，預(yù)測(cè)使用壽命，

包含環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)和環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)后受力性能試驗(yàn)。

3.1.2混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康陌幢?.1.2的規(guī)定確定混

凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境作用類別和環(huán)境作用。

表3.1.2環(huán)境類別、混凝土結(jié)構(gòu)劣化機(jī)理及環(huán)境作用

類別和名稱混凝土結(jié)構(gòu)劣化機(jī)理環(huán)境作用

A一大氣中二氧化碳?xì)怏w侵入大氣溫度、大氣相對(duì)濕

一般大氣

般環(huán)Aa混凝土保護(hù)層造成鋼筋脫度、二氧化碳?xì)怏w濃

環(huán)境

境鈍銹蝕度、干濕循環(huán)、風(fēng)等

混凝土中孔隙水反復(fù)凍融凍結(jié)溫度、融化溫度、

普通凍融

Ba引起的膨脹作用導(dǎo)致混凝降溫速率、凍融循環(huán)次

B凍環(huán)境

土逐層損傷數(shù)等

融環(huán)

混凝土中含鹽孔隙水反復(fù)凍結(jié)溫度、融化溫度、

境

Bb鹽凍環(huán)境凍融引起的膨脹作用導(dǎo)致降溫速率、凍融循環(huán)次

混凝土逐層損傷數(shù)、氯鹽濃度等

海洋環(huán)

海洋大氣中氯鹽侵入引起大氣溫度、大氣相對(duì)濕

Ca境：大氣

鋼筋銹蝕度、氯離子沉降量等

區(qū)

海洋環(huán)大氣溫度、大氣相對(duì)濕

海浪中氯鹽侵入引起鋼筋

Cb境：浪濺度、干燥時(shí)間、濕潤(rùn)時(shí)

銹蝕

區(qū)間、氯鹽濃度等

海洋環(huán)大氣溫度、大氣相對(duì)濕

高潮和低潮交替過(guò)程海水

C氯Cc境：潮汐度、水溫、干燥時(shí)間、

中氯鹽侵入引起鋼筋銹蝕

鹽環(huán)區(qū)濕潤(rùn)時(shí)間、氯鹽濃度等

境海洋環(huán)

海水浸泡過(guò)程中氯鹽侵入

Cd境：淹沒(méi)水溫、氯鹽濃度等

引起鋼筋銹蝕

區(qū)

土中和地

土壤中和地下水中的氯鹽土壤/水的溫度、氯鹽濃

Ce下水中氯

侵入引起鋼筋銹蝕度等

鹽環(huán)境

除冰鹽環(huán)除冰鹽等環(huán)境中的氯鹽侵大氣溫度、大氣相對(duì)濕

Cf

境入引起鋼筋銹蝕度、氯鹽濃度等

硫大氣溫度、大氣相對(duì)濕

D結(jié)構(gòu)接觸空氣中鹽分，

酸鹽Da大氣區(qū)度、干燥時(shí)間、濕潤(rùn)時(shí)

不與鹽溶液直接接觸，

環(huán)境間大氣中硫酸鹽沉積量

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空氣中的硫酸鹽等侵入引等

起混凝土損傷，有干濕循

環(huán)

土中無(wú)地最高地下水位以上的土壤土壤溫度、土壤孔隙相

Db

下水區(qū)中對(duì)濕度、硫酸鹽含量等

土壤/水的溫度、土壤中

土中地下土壤和地下水中的硫酸鹽

空氣相對(duì)濕度、干燥時(shí)

Dc水位變動(dòng)等侵入引起混凝土損傷，

間、濕潤(rùn)時(shí)間、硫酸鹽

區(qū)有干濕交替

濃度等

土中地下土壤和地下水中的硫酸鹽土壤/水的溫度、硫酸鹽

Dd

水浸泡區(qū)等侵入引起混凝土損傷濃度等

3.1.3混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)所處環(huán)境類別、可接受的試驗(yàn)

總時(shí)長(zhǎng)和所具備的試驗(yàn)條件等情況選擇進(jìn)行自然暴露試驗(yàn)或室內(nèi)模擬環(huán)境作用

效應(yīng)試驗(yàn)，或者同時(shí)進(jìn)行自然暴露試驗(yàn)和室內(nèi)模擬環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)。室內(nèi)模

擬環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)應(yīng)確?；炷两Y(jié)構(gòu)的環(huán)境作用效應(yīng)和受力性能演化機(jī)理與

其在自然環(huán)境中的演化機(jī)理一致。

3.1.4當(dāng)研究荷載作用效應(yīng)對(duì)混凝土材料與結(jié)構(gòu)環(huán)境作用效應(yīng)的影響時(shí)，可根

據(jù)需要開(kāi)展下列試驗(yàn)：

1靜力荷載持續(xù)作用下混凝土材料與結(jié)構(gòu)的環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)；

2疲勞荷載與環(huán)境共同作用下混凝土材料與結(jié)構(gòu)的環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)；

3靜力、疲勞、低周反復(fù)、沖擊等荷載作用后混凝土材料與結(jié)構(gòu)的環(huán)境作

用效應(yīng)試驗(yàn)。

3.1.5當(dāng)開(kāi)展靜力荷載持續(xù)作用下或疲勞荷載與環(huán)境共同作用下混凝土材料與

結(jié)構(gòu)的環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)時(shí)，若環(huán)境箱內(nèi)環(huán)境作用的腐蝕作用較強(qiáng)，應(yīng)采用安

裝于環(huán)境箱外部的加載設(shè)備進(jìn)行加載，此時(shí)應(yīng)做好加載設(shè)備與環(huán)境箱接口的密

封，保證試驗(yàn)加載時(shí)環(huán)境箱內(nèi)環(huán)境作用不受影響，同時(shí)環(huán)境箱外的加載設(shè)備也

不受環(huán)境箱環(huán)境作用的影響；若環(huán)境箱內(nèi)的環(huán)境作用的腐蝕作用很弱，可采用

安裝于環(huán)境箱內(nèi)部的加載設(shè)備進(jìn)行加載，加載方式可為試件互為支座的對(duì)頂加

載、懸掛重物集中力加載、重物均布加載、散體均布加載、水壓均布加載、彈

簧自平衡支架、試件互為支座的對(duì)頂加載、杠桿集中力加載等。加載除應(yīng)滿足

《混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50152中的規(guī)定外，還應(yīng)滿足下列規(guī)定：

1試驗(yàn)過(guò)程中傳力鉸鏈、支座等保持潤(rùn)滑，能有效地轉(zhuǎn)動(dòng)或滾動(dòng)；

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2所采用的重物或砝碼在試驗(yàn)過(guò)程中重量不會(huì)發(fā)生改變；

3加載位置處不作為試驗(yàn)試件環(huán)境作用有效部位；

4與加載設(shè)備距離太近或受影響太大的試驗(yàn)試件區(qū)域不作為環(huán)境作用試驗(yàn)

有效部位。

3.1.6當(dāng)開(kāi)展混凝土結(jié)構(gòu)同時(shí)受荷載與環(huán)境作用時(shí)，若疲勞荷載與環(huán)境作用的

加速倍率相同，應(yīng)采用疲勞荷載與環(huán)境同步作用試驗(yàn)的方法；若疲勞荷載與環(huán)

境作用的加速倍率不一致，可采用疲勞荷載與環(huán)境交替作用試驗(yàn)的方法。

3.1.7當(dāng)先對(duì)試件進(jìn)行靜力加載、低周反復(fù)加載、疲勞加載、機(jī)械沖擊等受力

作用，使混凝土結(jié)構(gòu)試件具有初始損傷，再對(duì)試件進(jìn)行模擬環(huán)境作用時(shí)，對(duì)具

有初始損傷的試件應(yīng)記錄其損傷歷史、形貌和其他主要損傷主要參數(shù)。

3.1.8環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)的總時(shí)長(zhǎng)、階段周期和子階段周期等應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)?/p>

的、環(huán)境條件以及試件響應(yīng)等綜合確定。試驗(yàn)總時(shí)長(zhǎng)應(yīng)包含一個(gè)或一個(gè)以上的

階段周期。每個(gè)階段周期的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)為階段測(cè)試時(shí)間點(diǎn)。在階段測(cè)試時(shí)間點(diǎn)

應(yīng)進(jìn)行環(huán)境參數(shù)的全面檢測(cè)和試件響應(yīng)的全面檢測(cè)。每個(gè)階段周期內(nèi)宜包括兩

個(gè)或多個(gè)試驗(yàn)子階段周期。每個(gè)子階段周期的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)為普通測(cè)試時(shí)間點(diǎn)，

在每個(gè)普通測(cè)試時(shí)間點(diǎn)應(yīng)測(cè)試驗(yàn)試環(huán)境參數(shù)和主要的試件響應(yīng)。

3.2試驗(yàn)設(shè)備

3.2.1試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)包括環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備、加載設(shè)備、量測(cè)儀器和取樣設(shè)備等。

3.2.2環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備宜由環(huán)境箱體、環(huán)境作用發(fā)生裝置和控制系統(tǒng)組成。

環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)空間容積不應(yīng)小于試件體積的3倍。環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備

的控制系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)顯示環(huán)境箱體內(nèi)所控制的環(huán)境參數(shù)值，如箱體

內(nèi)空氣溫度、空氣相對(duì)濕度、氣體濃度、水溫、試件內(nèi)部溫度和相對(duì)濕度等環(huán)

境參數(shù)實(shí)時(shí)值，并進(jìn)行存儲(chǔ)，具有斷電停機(jī)后自動(dòng)記憶和繼續(xù)試驗(yàn)的功能。重

要的環(huán)境箱內(nèi)參數(shù)應(yīng)具有冗余測(cè)點(diǎn)，防止因單測(cè)點(diǎn)失效而缺失關(guān)鍵參數(shù)，并可

相互對(duì)照測(cè)量結(jié)果。

3.2.3環(huán)境箱體和環(huán)境作用發(fā)生裝置應(yīng)具有足夠的抗腐蝕性，長(zhǎng)期試驗(yàn)過(guò)程中

能保證自身性能的同時(shí)，不會(huì)對(duì)試驗(yàn)試件、試驗(yàn)環(huán)境和試驗(yàn)人員產(chǎn)生不利影響。

3.2.4當(dāng)進(jìn)行碳化試驗(yàn)和鹽霧試驗(yàn)時(shí)，環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)能確保箱體有可靠

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的專用孔道與大氣相通并使箱體內(nèi)相通，保持箱體內(nèi)微正壓狀態(tài)。

3.2.5環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備在環(huán)境箱體內(nèi)和箱體外均應(yīng)安裝合適的氣體濃度、溫

度、壓力等的可靠傳感器，對(duì)環(huán)境箱和組成設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)超出正常工作范圍的情

況進(jìn)行及時(shí)報(bào)警，并具有強(qiáng)制停機(jī)等功能，以保護(hù)試驗(yàn)試件、試驗(yàn)人員和試驗(yàn)

設(shè)備本身。報(bào)警應(yīng)包括足夠令人察覺(jué)和警惕的視覺(jué)和聲音等形式。

3.2.6環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備的內(nèi)部必須有從內(nèi)部方便開(kāi)啟試驗(yàn)箱門(mén)的緊急開(kāi)箱門(mén)

裝置。

3.2.7當(dāng)環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行長(zhǎng)期環(huán)境試驗(yàn)，且人員必須較頻繁進(jìn)入試驗(yàn)箱

內(nèi)觀察試件和維護(hù)設(shè)備時(shí)，環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)配備緩沖間。

3.2.8加載設(shè)備應(yīng)滿足下列規(guī)定：

1.能施加靜力荷載、疲勞荷載、反復(fù)荷載或沖擊荷載；

2.所施加的荷載具有明確的作用點(diǎn)和分布；

3.當(dāng)加載設(shè)備的整體或局部需要與試件同時(shí)受環(huán)境作用時(shí)，能抵抗本標(biāo)準(zhǔn)

第4章~第9章中對(duì)應(yīng)環(huán)境作用的而不被侵蝕，或者被侵蝕后仍滿足以上第1和

2款的要求。

3.2.9支承裝置應(yīng)滿足下列要求：

1.應(yīng)保證試驗(yàn)試件的邊界約束條件和受力狀態(tài)與設(shè)計(jì)方案或?qū)嶋H結(jié)構(gòu)一致；

2.支承裝置應(yīng)具有足夠的剛度、承載力和穩(wěn)定性；

3.用于環(huán)境與荷載共同作用試驗(yàn)的支承裝置還應(yīng)能抵抗本標(biāo)準(zhǔn)第4章~第9

章中對(duì)應(yīng)環(huán)境作用的侵蝕。支承裝置不被侵蝕，或者被侵蝕后仍滿足以上第1

和2款的要求。

3.2.10量測(cè)儀器應(yīng)滿足下列規(guī)定：

1可測(cè)量結(jié)構(gòu)和構(gòu)件試件中荷載作用或者環(huán)境作用；

2可測(cè)量結(jié)構(gòu)或構(gòu)件試件中荷載作用效應(yīng)或環(huán)境作用效應(yīng)；

3具有足夠的測(cè)量精度；

4當(dāng)量測(cè)設(shè)備的整體或局部需要與試件同時(shí)受環(huán)境作用時(shí)，能抵抗環(huán)境的

侵蝕作用。

19

3.3試驗(yàn)試件

3.3.1本標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)對(duì)象包括混凝土材料試件、鋼筋試件、鋼絞線試件、混凝

土中鋼筋試件、混凝土中鋼絞線試件、混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)試件，其尺寸和數(shù)量

應(yīng)滿足：

1.混凝土材料試件的幾何形狀符合表3.3.1-1的規(guī)定。1組試件應(yīng)包括3個(gè)

平行試件?；炷猎嚰淖钚M截面尺寸宜符合《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久

性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50082-2009)3.2.1條的要求。橫截面尺寸宜以100

mm為模數(shù)進(jìn)行選擇。

表3.3.1-1素混凝土試件的幾何形狀和數(shù)量要求

28d強(qiáng)度所

環(huán)境分類幾何形狀對(duì)比試件試件數(shù)量

需試件組數(shù)

A一般環(huán)境立方體或棱柱體

最多對(duì)應(yīng)每個(gè)測(cè)每個(gè)階段

B凍融環(huán)境棱柱體

1試點(diǎn)1組，可根測(cè)試點(diǎn)1

C氯鹽環(huán)境立方體

據(jù)需要確定組

D硫酸鹽環(huán)境立方體

2.鋼筋試件以裸鋼筋為試驗(yàn)對(duì)象時(shí)，鋼筋長(zhǎng)度應(yīng)不小于300mm，且不小于

20倍鋼筋直徑。每個(gè)階段測(cè)試時(shí)間點(diǎn)應(yīng)有3個(gè)以上的平行試樣。

3.鋼絞線試件以裸鋼絞線為試驗(yàn)對(duì)象時(shí)，鋼絞線長(zhǎng)度應(yīng)不小于450mm，且

不小于30倍鋼絞線直徑；以一股鋼絞線為對(duì)象時(shí)，長(zhǎng)度應(yīng)不小于300mm，且不

小于20倍直徑；每個(gè)階段測(cè)試時(shí)間點(diǎn)應(yīng)有3個(gè)以上的平行試樣。

4.混凝土中鋼筋試件宜采用長(zhǎng)高比小于3的棱柱體或板，其中鋼筋銹蝕段

的長(zhǎng)度應(yīng)不小于300mm，且不小于20倍鋼筋直徑。每個(gè)階段測(cè)試時(shí)間點(diǎn)應(yīng)有3

個(gè)以上的平行試樣。

5.混凝土中鋼絞線試件宜采用長(zhǎng)高比小于3的棱柱體或板，其中鋼絞線銹

蝕段的長(zhǎng)度應(yīng)不小于450mm，且不小于30倍鋼絞線直徑。每個(gè)階段測(cè)試時(shí)間

點(diǎn)應(yīng)有3個(gè)以上的平行試樣。

6.混凝土構(gòu)件試件或結(jié)構(gòu)試件可為足尺模型試件或縮尺模型試件，試樣形

狀根據(jù)工程結(jié)構(gòu)原型、試驗(yàn)?zāi)康暮湍鼙ＷC環(huán)境模擬時(shí)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)不同部位的表

面環(huán)境相一致或與自然環(huán)境一致綜合確定。每個(gè)階段測(cè)試時(shí)間點(diǎn)平行試件的數(shù)

20

量不應(yīng)少于2個(gè)?？s尺模型可以為等比例縮尺模型，所有幾何尺寸按等比例縮

尺；也可以為非等比例縮尺模型，模型中有些幾何尺寸縮尺，有些幾何足尺，

如保護(hù)層厚度足尺，而其他尺寸縮尺。混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)試件的幾何形狀、尺

寸要求詳見(jiàn)表3.3.1-2。

表3.3.1-2混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)試件的幾何形狀、尺寸要求

模型試件類別適用情況

適用所有的試驗(yàn)?zāi)?/p>

足尺模型足尺模型試件

的。

適用于特定的機(jī)理

等比例縮尺模型試件

研究

縮尺模型適用于僅關(guān)注侵蝕

非等比例縮尺模型試件介質(zhì)在混凝土保護(hù)

層傳輸和影響

3.3.2所有試驗(yàn)試件中鋼筋的表面不得有銹坑或其它嚴(yán)重缺陷。鋼筋應(yīng)采用

12%鹽酸溶液進(jìn)行酸洗，經(jīng)清水漂凈后用石灰水中和，再用清水沖洗干凈，擦

干后應(yīng)在干燥器中至少存放4h，然后用合適的天平稱取鋼筋的初重。鋼筋應(yīng)存

放在干燥器中備用。

3.3.3同一個(gè)試驗(yàn)中的同規(guī)格素混凝土、帶筋混凝土、混凝土構(gòu)件和混凝土結(jié)

構(gòu)等試件均應(yīng)采用同批混凝土拌制，并采用相同的養(yǎng)護(hù)條件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.3.4同一個(gè)試驗(yàn)中的同規(guī)格鋼筋試件、鋼絞線試件、混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件試件

中的鋼筋都應(yīng)采用同批次鋼筋或鋼絞線，并應(yīng)與實(shí)際結(jié)構(gòu)的幾何形狀和材質(zhì)相

同。

3.3.5混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件試件的最小截面尺寸和公差應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普

通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T5008-2009的第3.3節(jié)規(guī)

定。

3.3.6試件表面有密封要求時(shí)，試件處理應(yīng)符合下列規(guī)定:

1一維侵蝕試驗(yàn)的試件可保持一個(gè)側(cè)面或兩個(gè)相對(duì)側(cè)面，其余試件表面宜

采用環(huán)氧樹(shù)脂密封；

2二維侵蝕試驗(yàn)的試件應(yīng)保留兩個(gè)相鄰面，其余試件表面宜采用環(huán)氧樹(shù)脂

密封。

21

3.3.7環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)時(shí)，小型的試件可采用水平、豎立或傾斜等擺放方

式；試件與試件之間、試件與試件架周邊的距離不應(yīng)小于100mm。

3.3.8進(jìn)行混凝土構(gòu)件試件或結(jié)構(gòu)試件的環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)時(shí)，宜同時(shí)留取材

料性能試件，置于與構(gòu)件試件或結(jié)構(gòu)試件相同的環(huán)境中進(jìn)行環(huán)境作用效應(yīng)試

驗(yàn)。材料性能試件宜包括：

1混凝土傳輸性能平行試件，其幾何形狀、尺寸和數(shù)量應(yīng)滿足3.3.1條的第

1款規(guī)定，用于獲取不同階段測(cè)試時(shí)間點(diǎn)混凝土材料被環(huán)境介質(zhì)侵入情況；

2混凝土力學(xué)性能平行試件，可采用符合《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法

標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50081規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)棱柱體試件，用于獲取不同階段測(cè)試時(shí)間點(diǎn)混凝

土材料力學(xué)性能指標(biāo)；

3混凝土中鋼筋平行試件，其幾何形狀、尺寸和數(shù)量宜滿足3.3.1條的第4

款規(guī)定，用于獲取不同階段測(cè)試時(shí)間點(diǎn)鋼筋銹蝕形態(tài)和力學(xué)性能；

4混凝土中鋼絞線平行試件，其幾何形狀、尺寸和數(shù)量應(yīng)滿足3.3.1條的第

5款規(guī)定，用于獲取不同階段測(cè)試時(shí)間點(diǎn)鋼絞線銹蝕形態(tài)和力學(xué)性能。

3.4相似性

3.4.1采用人工模擬環(huán)境箱進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)的模擬環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)時(shí)，可基

于模擬環(huán)境作用效應(yīng)與自然環(huán)境作用效應(yīng)的相似性關(guān)系推定模擬環(huán)境作用時(shí)間

或模擬環(huán)境作用參數(shù)取值。

3.4.2模擬環(huán)境作用和自然環(huán)境作用下混凝土試件環(huán)境作用效應(yīng)的時(shí)間相似

性，應(yīng)按下列步驟確定：

1.建立模擬環(huán)境作用下混凝土試件環(huán)境作用效應(yīng)時(shí)變關(guān)系：

QfEAt;（3.6.3-1）

式中：t——模擬環(huán)境作用時(shí)間；

EA——模擬環(huán)境作用值；

Q——模擬環(huán)境作用效應(yīng)值；

f(·)——模擬環(huán)境作用下混凝土試件環(huán)境作用效應(yīng)計(jì)算函數(shù)。

2.建立自然環(huán)境作用下混凝土試件環(huán)境作用效應(yīng)時(shí)變關(guān)系：

22

QgEAt,（3.6.3-2）

式中：t'——自然環(huán)境作用時(shí)間；

EA'——自然環(huán)境作用值；

Q'——自然環(huán)境作用效應(yīng)值；

g(·)——自然環(huán)境作用下混凝土試件環(huán)境作用效應(yīng)計(jì)算函數(shù)。

3.選定目標(biāo)環(huán)境作用效應(yīng)值[Q]；

4.基于環(huán)境作用效應(yīng)等效，建立模擬環(huán)境與自然環(huán)境作用之間的時(shí)間相似

性：

tf1EA;Q

（3.6.3-3）

tg1EA;Q

式中：λ——時(shí)間比；

f-1(·)——f(·)的反函數(shù)；

g-1(·)——g(·)的反函數(shù)。

3.4.3模擬環(huán)境作用下混凝土試件的環(huán)境作用效應(yīng)時(shí)變關(guān)系（式（3.6.3-1）），

可按下列方法確定：

1模擬環(huán)境試驗(yàn)法；

2模擬環(huán)境第三方參照試驗(yàn)法；

3模擬環(huán)境作用下環(huán)境作用效應(yīng)理論或數(shù)值模擬計(jì)算法。

3.4.4自然環(huán)境作用下混凝土試件的環(huán)境作用效應(yīng)時(shí)變關(guān)系（式（3.6.3-2）），

可按下列方法確定：

1自然環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)暴露試驗(yàn)法；

2自然環(huán)境第三方參照試驗(yàn)法；

3自然環(huán)境作用下環(huán)境作用效應(yīng)理論或數(shù)值模擬計(jì)算法。

3.4.5各環(huán)境類別需考慮的環(huán)境作用應(yīng)按表3.1.1的規(guī)定確定。各環(huán)境類別下

環(huán)境作用取值宜根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境作用與區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》（T/CECS***-202*）

的規(guī)定確定。

23

4混凝土結(jié)構(gòu)碳化與鋼筋銹蝕試驗(yàn)

4.1一般規(guī)定

4.1.1一般環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)應(yīng)優(yōu)先采用加速碳化試驗(yàn)及由

碳化引起的鋼筋銹蝕試驗(yàn)。

4.1.2一般環(huán)境的環(huán)境模擬試驗(yàn)方式和試驗(yàn)參數(shù)宜按表4.1.2的規(guī)定選用。

表4.1.2一般環(huán)境模擬試驗(yàn)方式及其試驗(yàn)參數(shù)

環(huán)境分類環(huán)境模擬試驗(yàn)方式試驗(yàn)參數(shù)

恒定環(huán)境作用碳化試驗(yàn)

大氣溫度、大氣相對(duì)濕

Aa一般環(huán)境度、二氧化碳?xì)怏w濃度、

時(shí)變環(huán)境作用碳化試驗(yàn)

干濕循環(huán)、風(fēng)

風(fēng)作用碳化環(huán)境

4.2試驗(yàn)設(shè)備

4.2.1一般環(huán)境作用模擬試驗(yàn)設(shè)備除應(yīng)符合3.2中的相關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)具備二

氧化碳?xì)怏w的氣源和濃度控制裝置，溫度和相對(duì)濕度的調(diào)節(jié)和控制裝置，且應(yīng)

符合下列規(guī)定：

1.二氧化碳的控制范圍宜覆蓋（0~30）%；濃度允許偏差為±5%目標(biāo)濃

度值；

2.環(huán)境箱內(nèi)溫度控制范圍應(yīng)覆蓋（0~50）℃，允許偏差為±1℃；

3.環(huán)境箱內(nèi)相對(duì)濕度控制范圍應(yīng)覆蓋（40~95）%，允許偏差為±3%；

4.環(huán)境箱內(nèi)循環(huán)風(fēng)速應(yīng)在（0.2~1.0）m/s范圍內(nèi)。

4.2.2干濕循環(huán)模擬宜另配備噴淋發(fā)生裝置，且符合下列規(guī)定：

1.噴淋量允許偏差為目標(biāo)雨量的±10%；

2.噴淋水宜為經(jīng)過(guò)濾和凈化的自來(lái)水；

3.噴淋水的pH值在6.5~7.2之間，阻抗在（15000-25000）Ω之間。

4.2.3干濕循環(huán)模擬宜另配備模擬光照輻射裝置，且符合下列規(guī)定：

1.采用全光譜輻射裝置模擬太陽(yáng)輻射時(shí)輻照度宜控制為1120W/m2，輻照

24

度偏差允許值為±10%，各波段光的輻照度應(yīng)符合表4.2.3要求；

表4.2.3模擬光照輻射裝置的各波段光輻照度

類別波長(zhǎng)范圍輻照度要求

紫外B280nm~320nm5W/m2±35%

紫外A320nm~400nm63W/m2±25%

可見(jiàn)400nm~780nm560W/m2±10%

紅外780nm~3000nm492W/m2±20%

2.采用紅外燈陣模擬太陽(yáng)輻射模擬時(shí)，輻照度宜控制為600W/m2，輻照度

偏差允許值為±10%。

4.2.4模擬風(fēng)作用時(shí)，宜另配備風(fēng)發(fā)生和控制裝置，且符合下列規(guī)定：

1可調(diào)節(jié)風(fēng)速范圍為（2.0～12.0）m/s；

2在有效面積內(nèi)風(fēng)速誤差不大于試驗(yàn)最大風(fēng)速的±10%；

3在有效面積內(nèi)風(fēng)速均勻度不大于試驗(yàn)最大風(fēng)速的±10%。

4.2.5二氧化碳測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)能測(cè)量人工模擬環(huán)境箱內(nèi)二氧化碳濃度，測(cè)量精度

應(yīng)不低于試驗(yàn)最大二氧化碳濃度值的±6%。

4.2.6輻照度測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)能測(cè)量環(huán)境箱內(nèi)輻照度，測(cè)量精度應(yīng)不低于試驗(yàn)最大

輻照度的±5%。

4.2.7鋼筋銹蝕電流密度測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)能通過(guò)線性極化法或極化曲線推定法測(cè)定

混凝土中鋼筋的銹蝕電流密度，電位測(cè)量精度應(yīng)不低于±0.5%，可感知的最小

電流可達(dá)10nA。

4.2.8稱量鋼筋用的天平應(yīng)具有合適的量程，稱量精度應(yīng)不低于±0.01g。

4.2.9鋼筋表面形態(tài)三維掃描系統(tǒng)的掃描精度應(yīng)不低于0.03mm。

4.2.10微型溫濕度傳感器采集系統(tǒng)的溫度測(cè)量精度應(yīng)不低于±0.5℃，相對(duì)濕

度測(cè)量精度應(yīng)不低于±3%。

4.3試驗(yàn)試件

4.3.1混凝土材料試件、混凝土中鋼筋試件、混凝土中鋼絞線試件、混凝土構(gòu)

25

件試件和結(jié)構(gòu)試件，其尺寸、幾何形狀和數(shù)量應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)3.3.1條的要求，并

滿足3.3節(jié)中的其它規(guī)定。

4.3.2宜按本標(biāo)準(zhǔn)3.3.8條的規(guī)定制作混凝土傳輸性能平行試件、混凝土力學(xué)

性能平行試件、混凝土中鋼筋試件平行試件和混凝土中鋼鋼絞線平行試件，置

于一般環(huán)境作用模擬試驗(yàn)設(shè)備中進(jìn)行同條件碳化試驗(yàn)，以獲得與混凝土構(gòu)件試

件或結(jié)構(gòu)試件具有相同被侵蝕程度的混凝土、鋼筋或鋼絞線。

4.3.3混凝土材料試件、混凝土中鋼筋試件、混凝土中鋼絞線試件、混凝土構(gòu)

件試件和結(jié)構(gòu)試件在試驗(yàn)開(kāi)展前應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d。試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后，宜放置恒

溫恒濕環(huán)境中，直到混凝土內(nèi)部溫度和濕度穩(wěn)定；當(dāng)僅為獲取銹蝕鋼筋時(shí)，試

件可在60℃下烘干48h。

4.3.4當(dāng)開(kāi)展荷載作用效應(yīng)對(duì)混凝土構(gòu)件或結(jié)構(gòu)碳化影響的試驗(yàn)時(shí)，試件可通

過(guò)靜力加載、低周反復(fù)加載、疲勞加載、施加沖擊荷載等方式獲得初始損傷，

也可通過(guò)誘導(dǎo)裂縫方法，在混凝土表面或內(nèi)部形成所需的預(yù)設(shè)裂縫。

4.4試驗(yàn)方法

4.4.1一般環(huán)境下應(yīng)優(yōu)先采用恒定環(huán)境作用碳化試驗(yàn)，亦可根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康牟捎脮r(shí)

變環(huán)境作用碳化試驗(yàn)和風(fēng)作用碳化試驗(yàn)等。

4.4.2當(dāng)開(kāi)展加速碳化試驗(yàn)時(shí)，二氧化碳濃度值宜比實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境中

的二氧化碳濃度值高，但濃度值不宜高于30%。

4.4.3當(dāng)開(kāi)展恒定環(huán)境作用碳化試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)保持溫度、相對(duì)濕度和二氧化碳濃度

為恒定值，持續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，直至混凝土碳化達(dá)到一定深度，或鋼筋銹蝕達(dá)到一

定程度結(jié)束。溫度、相對(duì)濕度和二氧化碳濃度的大小可根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康拇_定。當(dāng)

試驗(yàn)?zāi)康臑榧铀僦噩F(xiàn)實(shí)際混凝土碳化過(guò)程時(shí)，宜根據(jù)模擬一般環(huán)境作用與自然

一般環(huán)境作用的相似性關(guān)系（附錄A）推定模擬一般環(huán)境作用時(shí)溫度、相對(duì)濕

度及二氧化碳濃度值。

4.4.4當(dāng)開(kāi)展時(shí)變環(huán)境作用碳化試驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮退邆湓囼?yàn)設(shè)備條件

選擇以下三種類型的試驗(yàn)：

1.環(huán)境參數(shù)連續(xù)變化循環(huán)試驗(yàn)。通過(guò)控制環(huán)境箱內(nèi)空氣溫度、相對(duì)濕度和

二氧化碳濃度三個(gè)環(huán)境參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)，使其按預(yù)設(shè)時(shí)程曲線進(jìn)行變化，

26

同時(shí)其它環(huán)境參數(shù)保持恒定，試驗(yàn)至混凝土碳化達(dá)到一定深度，或鋼筋銹蝕達(dá)

到一定程度結(jié)束。環(huán)境參數(shù)的變化周期應(yīng)根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)中決定混凝土碳化速度

環(huán)境作用因素的變化周期和變化速度確定。非決定性環(huán)境參數(shù)可設(shè)置為恒定

值。

2.環(huán)境參數(shù)突變循環(huán)試驗(yàn)。通過(guò)將試件依次放入設(shè)定為不同恒定環(huán)境條件

的環(huán)境箱中，使環(huán)境箱內(nèi)空氣溫度、相對(duì)濕度和二氧化碳濃度三個(gè)環(huán)境參數(shù)中

的一個(gè)或多個(gè)發(fā)生突變，并不斷循環(huán)重復(fù)以上過(guò)程，直至混凝土碳化達(dá)到一定

深度，或鋼筋銹蝕達(dá)到一定程度結(jié)束。試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)的大小和作用時(shí)間宜根據(jù)

實(shí)際結(jié)構(gòu)中決定混凝土碳化速度的典型環(huán)境作用值的大小和作用時(shí)間確定。

3.干濕循環(huán)碳化試驗(yàn)。通過(guò)控制環(huán)境箱內(nèi)空氣為低相對(duì)濕度，或者對(duì)試件

進(jìn)行高強(qiáng)光輻照，再對(duì)試件進(jìn)行噴淋濕潤(rùn)，不斷循環(huán)，使試件處于干濕循環(huán)狀

態(tài)，直至混凝土碳化達(dá)到一定深度，或鋼筋銹蝕達(dá)到一定程度結(jié)束。干燥時(shí)間

宜根據(jù)實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)處于干燥的時(shí)間和試驗(yàn)中控制的二氧化碳濃度值綜合確

定，宜使該時(shí)間內(nèi)混凝土碳化深度與實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)碳化深度一致；濕潤(rùn)時(shí)間

宜比實(shí)際結(jié)構(gòu)的濕潤(rùn)時(shí)間短，宜確?；炷潦芴蓟绊懮疃确秶鷥?nèi)的混凝土能

達(dá)到水飽和狀態(tài)。干燥可通過(guò)空氣除濕干燥、水冷氙燈陣輻射或紅外燈陣輻射

等方式進(jìn)行，此階段宜控制環(huán)境箱內(nèi)溫度為實(shí)際結(jié)構(gòu)的環(huán)境溫度一致，采用空

氣除濕干燥時(shí)相對(duì)濕度宜控制在（30~40）%。二氧化碳濃度宜控制為20%；濕

潤(rùn)可通過(guò)連續(xù)噴淋試件（10mL/cm2·h）或?qū)⒃嚰萦谇逅羞M(jìn)行，此時(shí)箱體

內(nèi)二氧化碳濃度不進(jìn)行控制。

4.4.5當(dāng)開(kāi)展風(fēng)作用碳化試驗(yàn)時(shí)，宜保持溫度、相對(duì)濕度和二氧化碳濃度為恒定

值，控制風(fēng)的強(qiáng)度使其以某個(gè)角度吹向試件，直至混凝土碳化達(dá)到一定深度，

或試件中鋼筋銹蝕達(dá)到一定程度結(jié)束。當(dāng)試驗(yàn)?zāi)康臑榧铀僦噩F(xiàn)實(shí)際混凝土實(shí)際

的碳化時(shí)，試驗(yàn)溫度、相對(duì)濕度和風(fēng)速宜設(shè)置為實(shí)際環(huán)境溫度高于零度時(shí)的溫

度平均值和相對(duì)濕度平均值，二氧化碳濃度可控制為20%。

4.5測(cè)試內(nèi)容與方法

4.5.1當(dāng)試驗(yàn)試件幾何形狀較復(fù)雜或尺寸較大等原因可能造成試驗(yàn)試件不同部位

的表面環(huán)境形成差異時(shí)，應(yīng)在試件關(guān)鍵表面處另外設(shè)置傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)空氣溫

27

度、相對(duì)濕度和二氧化碳濃度。

4.5.2混凝土內(nèi)部關(guān)鍵部位不同深度的溫度和相對(duì)濕度應(yīng)優(yōu)先采用內(nèi)埋微型溫濕

度傳感器來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。微型溫濕度傳感器應(yīng)先進(jìn)行標(biāo)定，在溫濕度傳感器的探

頭包裹防水透氣布，然后將其捆綁于鋼筋或與底部模板相連的盡量小的支架

上。

4.5.3應(yīng)在普通測(cè)試時(shí)間點(diǎn)測(cè)量混凝土構(gòu)件試件或結(jié)構(gòu)試件的環(huán)境作用效應(yīng)，包

括混凝土碳化深度、鋼筋的銹蝕電流密度、失重率和銹蝕率等。

4.5.4應(yīng)在階段測(cè)試時(shí)間點(diǎn)全面測(cè)量環(huán)境作用參數(shù)和混凝土構(gòu)件試件或結(jié)構(gòu)試件

中環(huán)境作用及其效應(yīng)，包括二氧化碳濃度、混凝土碳化深度、鋼筋的銹蝕電流

密度、失重率和銹蝕率等。

4.5.5混凝土碳化深度可通過(guò)一組混凝土傳輸性能平行試件測(cè)量獲得，認(rèn)為該組

試件的碳化深度值為結(jié)構(gòu)試件或構(gòu)件試件在此時(shí)間點(diǎn)的碳化深度?？赏ㄟ^(guò)壓力

試驗(yàn)機(jī)將試件劈裂，使得劈裂面與混凝土碳化擴(kuò)展方向一致，劈裂面距離試件

邊緣的距離宜不小于30mm。刷去斷面上的殘余粉末。然后可按以下方法測(cè)量

碳化深度：

1.在劈裂面上均勻噴灑1%的酚酞酒精溶液（酒精溶液中含20%的蒸餾水），

30s后用鋼尺測(cè)試混凝土碳化深度，碳化深度測(cè)量應(yīng)精確至0.5mm。當(dāng)采用

《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50082-20091的

11.0.4條中的第5款的間隔測(cè)量法獲取碳化深度時(shí)，在劈裂面上每隔10mm

測(cè)一個(gè)碳化深度，取所有測(cè)點(diǎn)的算數(shù)平均值作為碳化深度。其中，當(dāng)某測(cè)

點(diǎn)處的碳化分界線上剛好嵌有粗骨料時(shí)，取該骨料兩側(cè)處碳化深度的算數(shù)

平均值作為該點(diǎn)的碳化深度。當(dāng)采用拍攝描圖法獲取碳化深度時(shí)，先在劈

裂面上相互垂直的兩個(gè)方向分別放上精確至毫米的刻度尺，然后對(duì)劈裂表

面采用標(biāo)準(zhǔn)50mm鏡頭進(jìn)行拍照，在圖像處理軟件中根據(jù)照片中的刻度尺

進(jìn)行校準(zhǔn)，使照片各個(gè)方向的比例一致，然后在圖像處理軟件中采用多線

段描繪碳化分界線，當(dāng)碳化分界線經(jīng)過(guò)粗骨料時(shí)可認(rèn)為該骨料兩側(cè)邊碳化

分界線，然后按下式計(jì)算碳化深度：

Cd=(A/B)×(B'/B)（4.5.5）

28

式中：A——圖片碳化區(qū)域面積；

B——圖片中試件的邊長(zhǎng)；

B'——真實(shí)試件的邊長(zhǎng)；

Cd——真實(shí)試件的碳化深度。

2.在劈裂面上均勻噴灑彩虹試劑，當(dāng)呈現(xiàn)紅紫色時(shí)便立即測(cè)出從混凝土表

面到呈現(xiàn)紅紫色位置之間的距離為完全碳化的深度，然后采用條款1中的

間隔測(cè)量法或拍攝描圖法確定完全碳化深度。當(dāng)需要獲取部分碳化深度時(shí)，

宜采用拍攝描圖法。按條款1中方法對(duì)噴灑彩虹試劑并充分顯色的劈裂面

進(jìn)行拍攝和尺寸校準(zhǔn)后，根據(jù)彩虹試劑所附帶的顏色與pH值對(duì)應(yīng)指標(biāo)圖找

到不同pH值對(duì)應(yīng)的顏色，在圖像處理軟件中采用多線段描繪出不同碳化程

度的分界線，獲得劈裂面上的不同碳化程度分布圖，然后按式（4.5.5）計(jì)

算不同碳化程度的對(duì)應(yīng)碳化深度。

3.測(cè)試好碳化深度后，應(yīng)將混凝土傳輸性能平行試件或原型試件的對(duì)應(yīng)劈

裂部位用環(huán)氧樹(shù)脂將破型后試件的劈裂面封好，再放入箱內(nèi)繼續(xù)碳化，直

到下一個(gè)階段測(cè)試點(diǎn)。

4.5.6鋼筋銹蝕電流密度可通過(guò)線性極化測(cè)試方法獲得?？刹捎秒娀瘜W(xué)工作站進(jìn)

行動(dòng)電位掃描，掃描速率宜為0.167mV/s，掃描電位（相對(duì)于開(kāi)路電位）的范

圍宜為-10mV到+10mV，根據(jù)測(cè)得極化電阻Rp，利用Stern-Geary公式計(jì)算到

銹蝕電流密度，如下式所示：

B

icorr(4.5.6)

Rp

式中：當(dāng)鋼筋處于活化狀態(tài)時(shí)B=52mV；當(dāng)鋼筋處于鈍化狀態(tài)時(shí)B=26mV。

4.5.7鋼筋平均銹蝕率ηs可采用本標(biāo)準(zhǔn)第13章中的稱重法進(jìn)行，也可采用三維

激光掃描法進(jìn)行。

4.5.8鋼筋沿長(zhǎng)度方向的銹蝕不均勻性系數(shù)R應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第13章中的三維激光

掃描法進(jìn)行。

29

5混凝土結(jié)構(gòu)氯鹽侵蝕與鋼筋銹蝕試驗(yàn)

5.1一般規(guī)定

5.1.1氯鹽環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境作用效應(yīng)試驗(yàn)應(yīng)優(yōu)先采用模擬環(huán)境下的加速

氯鹽侵蝕試驗(yàn)。

5.1.2不同氯鹽侵蝕環(huán)境對(duì)應(yīng)的模擬試驗(yàn)方式和試驗(yàn)參數(shù)宜按表5.1.2的規(guī)定

選用。

表5.1.2氯鹽環(huán)境模擬試驗(yàn)方式及其試驗(yàn)參數(shù)

環(huán)境分類模擬試驗(yàn)方式試驗(yàn)參數(shù)

氯鹽溶液濃度、環(huán)境箱空氣溫度、相

Ca海洋環(huán)境：大氣區(qū)鹽霧試驗(yàn)對(duì)濕度、干燥時(shí)間、噴霧時(shí)間、風(fēng)

速、試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)

Cb海洋環(huán)境：浪濺區(qū)氯鹽溶液濃度、環(huán)境箱空氣溫度、相

干濕循環(huán)試驗(yàn)對(duì)濕度、干燥時(shí)間、濕潤(rùn)時(shí)間、試驗(yàn)

Cc海洋環(huán)境：潮汐區(qū)

時(shí)長(zhǎng)

Cd海洋環(huán)境：淹沒(méi)區(qū)全浸泡試驗(yàn)氯鹽溶液濃度、溶液溫度、試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)

氯鹽溶液濃度、飽水厚度、飽水時(shí)

凍融干濕循環(huán)間、凍結(jié)溫度、融化溫度、凍結(jié)時(shí)

Cf除冰鹽環(huán)境

試驗(yàn)間、融化時(shí)間、環(huán)境箱空氣溫度、相

對(duì)濕度、干燥時(shí)間、試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)

5.2試驗(yàn)設(shè)備

5.2.1鹽霧試驗(yàn)采用的模擬環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備除應(yīng)符合3.2節(jié)中所有條款規(guī)定外，

尚應(yīng)具備模擬環(huán)境試驗(yàn)箱、噴霧發(fā)生和控制裝置、溫度控制系統(tǒng)和中控系統(tǒng)，

且鹽霧沉降量應(yīng)控制為（1~2）mL/(80cm2?h)。

5.2.2干濕循環(huán)試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)符合3.2中所有條款規(guī)定，且應(yīng)符合下列規(guī)定：

1.具備模擬環(huán)境試驗(yàn)箱、溫度控制系統(tǒng)、濕度控制系統(tǒng)和中控系統(tǒng)；

2.潮汐區(qū)的干濕循環(huán)模擬優(yōu)先采用自動(dòng)控制水位的方式，其它情況可采用

噴淋的方式；

3.自動(dòng)控制水位裝置應(yīng)具備水位控制器、水位傳感器和抽排水系統(tǒng)，詳見(jiàn)

本標(biāo)準(zhǔn)的附錄B；

30

4.噴淋裝置的鹽溶液最大噴淋量不應(yīng)小于10mL/(cm2?h)，噴淋方式可為連

續(xù)噴淋或周期間歇噴淋。

5.2.3全浸泡試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)包括具備溫度控制系統(tǒng)的環(huán)境模擬室、加蓋的水池或

溶液箱。

5.2.4混凝土取粉設(shè)備應(yīng)可鉆磨出距混凝土表面不同深度的混凝土粉末，并能

控制每次削磨的深度，深度控制精度應(yīng)不低于0.2mm。

5.2.5氯離子測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)可測(cè)試溶液中氯離子的含量，可采用基于化學(xué)滴定法

的測(cè)試系統(tǒng)，也可采用基于離子選擇電極法的測(cè)試系統(tǒng)。采用基于離子選擇電

極法的測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)能屏蔽氯離子之外的陰離子對(duì)氯離子含量測(cè)試的不利影

響，氯離子選擇電極的測(cè)量范圍宜為（5×10-5~1×10-2）mol/L，參比電極應(yīng)為

雙鹽橋飽和甘汞電極，系統(tǒng)的測(cè)量誤差應(yīng)低于±10%。

5.2.6鋼筋銹蝕電流密度測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)能通過(guò)線性極化法或極化曲線推定法測(cè)定

混凝土中鋼筋的銹蝕電流密度，電位測(cè)量精度應(yīng)不低于±0.5%，可感知的最小

電流可達(dá)10nA。

5.2.7稱量鋼筋用的天平應(yīng)具有合適的量程，稱量精度應(yīng)不低于±0.01g。

5.2.8鋼筋表面形態(tài)三維掃描系統(tǒng)的掃描精度應(yīng)不低于0.03mm。

5.2.9微型溫濕度傳感器采集系統(tǒng)的溫度測(cè)量精度應(yīng)不低于±0.5℃，相對(duì)濕

度測(cè)量精度應(yīng)不低于±3%。

5.3試驗(yàn)試件

5.3.1混凝土材料試件、混凝土中鋼筋試件和混凝土構(gòu)件試件和結(jié)構(gòu)試件，其

尺寸、幾何形狀和數(shù)量應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)3.3節(jié)中規(guī)定。

5.3.2混凝土材料試件、混凝土中鋼筋試件、混凝土中鋼絞線試件、混凝土構(gòu)

件試件和結(jié)構(gòu)試件在試驗(yàn)開(kāi)展前應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d。試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后，宜放置在

恒溫恒濕環(huán)境中，直到混凝土內(nèi)部溫度和濕度穩(wěn)定。

5.3.3宜按本標(biāo)準(zhǔn)3.3.8條規(guī)定制作混凝土傳輸性能平行試件、混凝土力學(xué)性

能平行試件、混凝土中鋼筋試件平行試件和混凝土中鋼鋼絞線平行試件，置于

氯鹽環(huán)境作用模擬試驗(yàn)設(shè)備中進(jìn)行同條件試驗(yàn)，以獲得與混凝土構(gòu)件試件或結(jié)

構(gòu)試件具有相同被侵蝕狀態(tài)的混凝土、鋼筋或鋼絞線。

31

5.3.4當(dāng)需要快速獲取銹蝕鋼筋試件時(shí)，可對(duì)混凝土中鋼筋試件、混凝土中鋼

絞線試件、混凝土構(gòu)件試件和結(jié)構(gòu)試件采取下列措施：

1.試驗(yàn)前將試件在60℃烘箱中烘48h，然后進(jìn)行浸泡試驗(yàn)；

2.在混凝土中內(nèi)摻氯鹽。

5.3.5當(dāng)開(kāi)展荷載作用效應(yīng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)氯鹽侵蝕影響試驗(yàn)時(shí)，試件可通過(guò)靜

力加載、低周反復(fù)加載、疲勞加載、施加沖擊荷載等方式獲得初始損傷，也可

通過(guò)誘導(dǎo)裂縫方法，在混凝土表面或內(nèi)部形成所需的預(yù)設(shè)裂縫。

5.4試驗(yàn)方法

5.4.1混凝土結(jié)構(gòu)氯鹽侵蝕試驗(yàn)應(yīng)采用純氯化鈉來(lái)配置鹽溶液，溶液濃度可按

下列規(guī)定選用：

1采用混凝土結(jié)構(gòu)服役環(huán)境中氯化鈉溶液的濃度；

2采用質(zhì)量濃度5%的氯化鈉溶液；

3所關(guān)注的其它濃度氯化鈉溶液；

4根據(jù)模擬氯鹽環(huán)境作用與自然氯鹽環(huán)境作用的相似性關(guān)系（附錄C）推定

氯化鈉溶液濃度值。

5.4.2混凝土結(jié)構(gòu)氯鹽侵蝕試驗(yàn)的溫度可根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)附錄C提供的模擬氯鹽

環(huán)境作用與自然氯鹽環(huán)境作用下混凝土試件的環(huán)境作用效應(yīng)時(shí)間相似性確定。

也可以根據(jù)研究目的采用其他溫度值。

5.4.3干濕循環(huán)的干燥階段，人工模擬環(huán)境箱內(nèi)的相對(duì)濕度應(yīng)按以下規(guī)定選

用：

1根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)服役環(huán)境的空氣相對(duì)濕度確定；

2相對(duì)濕度為50%；

3所關(guān)注的相對(duì)濕度值；

4根據(jù)模擬氯鹽環(huán)境作用與自然氯鹽環(huán)境作用的相似性關(guān)系推定相對(duì)濕度

值。

5.4.4干濕循環(huán)試驗(yàn)中的循環(huán)制度應(yīng)根據(jù)下列規(guī)定選用：

1.模擬全日潮和半日潮時(shí)，試驗(yàn)周期應(yīng)分別為24h和12h；

2.為加快氯離子侵蝕速度時(shí)，干濕時(shí)間比建議選為5:1；

32

3.對(duì)于其它情況，試驗(yàn)周期和干濕時(shí)間比可根據(jù)試驗(yàn)需要確定。

5.4.5鹽霧試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1.試驗(yàn)前應(yīng)進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行調(diào)試與標(biāo)定、溶液配制、試件分類與編號(hào)等準(zhǔn)

備工作；

2.試件應(yīng)水平放置，且測(cè)試面應(yīng)朝上放置并暴露在鹽霧無(wú)阻礙沉降的位

置；

3.將氯鹽溶液注入鹽霧試驗(yàn)設(shè)備的溶液貯存罐中；

4.開(kāi)啟鹽霧試驗(yàn)裝置，采用連續(xù)噴霧方式，試驗(yàn)參數(shù)應(yīng)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)第

5.4.1條和第5.4.2條設(shè)定，并記錄試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)間和試件狀況等；

5.試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)定期將氯鹽溶液注入貯存罐、檢查噴霧噴嘴連通性、

記錄噴霧累計(jì)時(shí)間與鹽霧沉降量；

6.試驗(yàn)測(cè)試應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第5.4.7條第6款和第7款的規(guī)定執(zhí)行。

5.4.6干濕循環(huán)試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1.試驗(yàn)前應(yīng)進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行調(diào)試與標(biāo)定、溶液配制、試件分類與編號(hào)等準(zhǔn)

備工作；

2.對(duì)于水位控制方式，試件放置應(yīng)能使其測(cè)試面與氯鹽溶液充分接觸；

對(duì)于噴淋方式，試件測(cè)試面應(yīng)正對(duì)噴淋口；

3.將氯鹽溶液注入試驗(yàn)裝置的水箱內(nèi)；

4.開(kāi)啟干濕循環(huán)裝置，試驗(yàn)參數(shù)應(yīng)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)第5.4.1條~第5.4.4條設(shè)定，

并記錄試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)間和試件狀況等；

5.試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)定期檢測(cè)并調(diào)整氯鹽溶液濃度，使其與試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)一

致；

6.試驗(yàn)測(cè)試應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第5.4.7條第6款和第7款的規(guī)定執(zhí)行。

5.4.7全浸泡試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1.試驗(yàn)前應(yīng)進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行調(diào)試與標(biāo)定、溶液配制、溶液箱放置、試件分

類與編號(hào)等準(zhǔn)備工作；

2.將試件放入溶液箱（池）時(shí)，試件測(cè)試面不應(yīng)與箱（池）底直接接觸；

3.在溶液箱（池）中注入氯鹽溶液，注入時(shí)間不應(yīng)超過(guò)30min，且液面高

于頂層試件上表面不應(yīng)小于20mm；

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4.試驗(yàn)參數(shù)應(yīng)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)第5.4.1條~第5.4.2條設(shè)定，并記錄試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)

間和試件狀況等；

5.試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)定期檢測(cè)并調(diào)整氯鹽溶液水位和濃度，使其與試驗(yàn)開(kāi)

始時(shí)一致；

6.達(dá)到階段測(cè)試時(shí)間點(diǎn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)第5.5節(jié)規(guī)定測(cè)試試件性能，并

應(yīng)記錄試件外觀形貌和損傷等情況；測(cè)試結(jié)束后，若未破型試件表面

在測(cè)試過(guò)程中發(fā)生密封破損，應(yīng)密封處理后再繼續(xù)試驗(yàn)；

7.全部試驗(yàn)結(jié)束后，未破型試件可用于后續(xù)相關(guān)受力性能試驗(yàn)。

5.4.8當(dāng)試驗(yàn)中滿足以下條件之一，可停止試驗(yàn)：

1.達(dá)到設(shè)定的試驗(yàn)時(shí)間；

2.氯鹽侵蝕深度達(dá)到預(yù)定值；

3.鋼筋銹蝕率達(dá)到預(yù)定值。

5.5測(cè)試內(nèi)容與方法

5.5.1當(dāng)試驗(yàn)試件幾何形狀較復(fù)雜或尺寸較大等原因可能造成試驗(yàn)試件不同部

位的表面環(huán)境形成差異時(shí)，應(yīng)在試件關(guān)鍵表面處等位置另外設(shè)置傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)

試驗(yàn)的環(huán)境參數(shù)，如空氣溫度、相對(duì)濕度、氯離子沉降量等。

5.5.2試驗(yàn)需要時(shí)，可在試件內(nèi)部預(yù)埋溫濕度傳感器，監(jiān)測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中試件內(nèi)

部的溫濕度響應(yīng)。

5.5.3應(yīng)在階段測(cè)試時(shí)間點(diǎn)全面測(cè)量環(huán)境作用參數(shù)和混凝土構(gòu)件試件或結(jié)構(gòu)試

件中環(huán)境作用及其效應(yīng)，包括氯離子沉降量、混凝土中氯離子含量、鋼筋的銹

蝕電流密度、失重率和銹蝕率等。

5.5.4應(yīng)在普通測(cè)試時(shí)間點(diǎn)測(cè)量混凝土構(gòu)件試件或結(jié)構(gòu)試件的環(huán)境作用效應(yīng)，

包括混凝土中氯離子含量、鋼筋的銹蝕電流密度、失重率和銹蝕率等。

5.5.5可通過(guò)一組混凝土傳輸性能平行試件來(lái)估計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)試件和構(gòu)件試件

距表面不同深度處的混凝土中氯離子含量?；炷林械穆入x子含量測(cè)試可根據(jù)

《混凝土中氯離子含量檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》JGJ/T322規(guī)定進(jìn)行。

5.5.6鋼筋銹蝕電流密度可通過(guò)4.5.6條款規(guī)定的方