水泥抗海水侵蝕試驗(yàn)方法制定過程

水泥抗海水侵蝕試驗(yàn)方法制定背景

隨著中國“一帶一路”海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的實(shí)施，在未來一段時(shí)間內(nèi)，海洋工程建設(shè)勢(shì)必將成為中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一大戰(zhàn)略重點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)硅酸鹽水泥應(yīng)用于海洋工程建設(shè)時(shí)，往往經(jīng)20年甚至10年左右的時(shí)間便會(huì)由于Cl-滲透、硫酸鹽、鎂鹽等化學(xué)腐蝕作用而導(dǎo)致鋼筋銹蝕、基體膨脹，從而造成混凝土結(jié)構(gòu)破壞，進(jìn)而導(dǎo)致海洋工程結(jié)構(gòu)耐久性能大為降低。海水侵蝕對(duì)混凝土造成的維修、加固費(fèi)用增加了海水環(huán)境下建筑工程的成本，給國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大的損失?？梢?，海洋環(huán)境下水泥基材料的耐久性問題必須予以充分的重視。其中，采用何種試驗(yàn)方法來準(zhǔn)確評(píng)價(jià)水泥基膠凝材料的抗海水侵蝕性能是解決耐久性問題的重要一環(huán)，對(duì)于保證海洋工程結(jié)構(gòu)耐久性具有重要意義。

但只有單獨(dú)的水泥氯離子擴(kuò)散系數(shù)檢驗(yàn)方法和水泥抗硫酸鹽侵蝕試驗(yàn)方法，而海水成分復(fù)雜，包含Cl-、SO42-、Mg2 、Na 、K 等多種離子，由于沒有相應(yīng)的性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，且缺乏對(duì)提高水泥抗海水侵蝕能力的足夠重視，相同技術(shù)條件下混凝土工程抗氯離子侵蝕能力存在差異。因而，為了保障海洋工程耐久性，做到百年大計(jì)，急需制訂相應(yīng)的水泥膠砂抗海水侵蝕試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范海洋工程用水泥的使用，以滿足以后現(xiàn)代海洋工程發(fā)展建設(shè)的需要。

水泥抗海水侵蝕試驗(yàn)方法編制進(jìn)程

• 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃

2016年11月22日，國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃《水泥抗海水侵蝕試驗(yàn)方法》（20161855-T-609）下達(dá)，項(xiàng)目周期24個(gè)月，由中國建筑材料聯(lián)合會(huì)提出，TC184（全國水泥標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）歸口上報(bào)及執(zhí)行，主管部門為中國建筑材料聯(lián)合會(huì)。

• 發(fā)布實(shí)施

2019年10月18日，國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥抗海水侵蝕試驗(yàn)方法》（GB/T 38140-2019）由中華人民共和國國家市場監(jiān)督管理總局、中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布。

2020年9月1日，國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥抗海水侵蝕試驗(yàn)方法》（GB/T 38140-2019）實(shí)施。

水泥抗海水侵蝕試驗(yàn)方法制定依據(jù)

國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥抗海水侵蝕試驗(yàn)方法》（GB/T 38140-2019）依據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則—第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》（GB/T 1.1-2009）規(guī)則起草。

水泥抗海水侵蝕試驗(yàn)方法起草工作

主要起草單位：中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司、江蘇南通二建集團(tuán)有限公司、安徽中鐵工程材料科技有限公司、華潤水泥技術(shù)研發(fā)有限公司、中交一公局廈門檢測(cè)技術(shù)有限公司、鐵正檢測(cè)科技有限公司、中交四航工程研究院有限公司、南通路橋工程有限公司、南通大學(xué)、北京耐爾得智能科技有限公司、安徽省七星工程測(cè)試有限公司、廣東冠粵路橋有限公司、廣東省源大水利水電集團(tuán)有限公司、中建二局第三建筑工程有限公司、福建大力新型建材科技有限公司、寧波科環(huán)新型建材股份有限公司、黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司、河南華埔建筑裝飾工程有限公司、廈門艾思?xì)W標(biāo)準(zhǔn)砂有限公司、中國水利水電第十一工程局有限公司、廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司、上海市建筑科學(xué)研究院、南通市建筑科學(xué)研究院有限公司、北京市政建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司、浙江萬諾建設(shè)有限公司、中建二局第二建筑工程有限公司、健研檢測(cè)集團(tuán)有限公司、長江水利委員會(huì)長江科學(xué)院、河北建設(shè)集團(tuán)股份有限公司。

主要起草人：魏麗穎、劉晨、馬兆模、馬國寧、張金良、季根蔡、鄭旭、黃海、熊建波、張革命、黃斌、謝生華、矯恒信、蘇磊、郝進(jìn)秀、高秀美、郭飛、張卉伊、安會(huì)麗、李連生、周世華、姚元朝、李兆新、溫培艷、俞樞根、顏碧蘭、楊曉東、王忠、孫志勝、吳向東、陳娟、鄭靚、林永權(quán)、謝任芝、楊和明、羅偉、李鳳華、楊利香、崔建生、成張佳寧、張保巖、謝添、陳燕平、董蕓、史東庫、楊建會(huì)。

參考資料：

《水泥抗海水侵蝕試驗(yàn)方法》（GB/T 38140-2019）規(guī)定了水泥抗海水侵蝕試驗(yàn)方法的原理、試驗(yàn)條件、試劑和材料、儀器設(shè)備、試體、試驗(yàn)步驟和試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。該標(biāo)準(zhǔn)適用于水泥抗海水侵蝕性能的檢測(cè)與評(píng)價(jià)。

參考資料：

《水泥抗海水侵蝕試驗(yàn)方法》（GB/T 38140-2019）旨在使試驗(yàn)條件更加符合海洋環(huán)境下水泥基材料服役的實(shí)際情況，更科學(xué)合理地評(píng)價(jià)海工水泥基材料的抗海水侵蝕性能，對(duì)于海洋工程選擇適合的水泥，提升工程安全和延長使用壽命具有重要意義，更好地為海洋工程服務(wù)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈。提升建筑物的耐久性是最有效的節(jié)能減排措施，能夠創(chuàng)造顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。 2100433B

國內(nèi)外研究混凝土溶蝕的試驗(yàn)方法有很多，歸納起來有直接法和間接法兩種，直接法就是模擬工程的實(shí)際情況，直接用水或水溶液侵蝕水泥石、砂漿或混凝土試件；間接法是為了解決直接法試驗(yàn)時(shí)間長的缺點(diǎn)，通過一定的手段，加快侵蝕的速度，即快速試驗(yàn)方法。

溶出性侵蝕直接法

直接法侵蝕試驗(yàn)一般采取如下三類方法：浸析法、穿流法和噴射法。

浸析法是將養(yǎng)護(hù)到一定齡期的水泥石破碎，取一定粒徑的顆粒作為試樣，加入一定量的蒸餾水或者不同pH值的侵蝕水，浸泡、攪拌一定時(shí)間后，測(cè)定其中的離子含量的變化，計(jì)算Ca(OH)₂或其他離子的溶出量?；蛘邔⒁?guī)定形狀和尺寸的試件直接浸泡在相應(yīng)的溶液中一段時(shí)間，測(cè)定其質(zhì)量損失、強(qiáng)度損失以及孔隙結(jié)構(gòu)的變化。該方法操作簡單、迅速，試驗(yàn)復(fù)現(xiàn)性好，國外很多相關(guān)規(guī)范常采用此類方法，如荷蘭、德國、法國等。

如荷蘭國家標(biāo)準(zhǔn)《粒狀和整體結(jié)構(gòu)材料和廢棄料的滲濾性測(cè)定》(NEN7341)圈中是將材料磨細(xì)到小于125μm L/s(液固比)=50 L/kg進(jìn)行溶蝕試驗(yàn)，分別用pH=7的去離子水和pH=4的酸性溶液，溶蝕時(shí)間為3h，以兩種實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)合起來進(jìn)行分析。而荷蘭另一國家標(biāo)準(zhǔn)《整體結(jié)構(gòu)材料和廢棄料的滲濾性擴(kuò)散法測(cè)定》(NEN7345)則是采用整塊材料浸泡于水中，通過更換水連續(xù)測(cè)定，溶蝕時(shí)間最長達(dá)到64d。

穿流法是采用一定壓力的水強(qiáng)制穿過混凝土或砂漿試件，測(cè)定滲透的量以及其中的離子含量。這種方法尚未用于酸或其他侵蝕溶液，但這種方法最接近擋水建筑物的實(shí)際情況。

噴射法是以純水用噴嘴噴出，射到砂漿試件的表面上，根據(jù)肉眼觀察，估計(jì)其磨損或侵蝕的成都，或者用試件的失重作為水泥溶蝕的量度。

溶出性侵蝕間接法

間接法一般采用某種加速試驗(yàn)法。法國研究人員采用了NH₄NO₃溶液加速溶蝕方法研究了C_a(OH)₂以及C-S-H的溶蝕特性，并建立了溶蝕過程損失和孔隙率增加的模型。

通常將水泥石受到的侵蝕分為3種基本類型：

①溶出性侵蝕，又稱軟水侵蝕。

②碳酸、無機(jī)酸及鎂鹽侵蝕。

③硫酸鹽侵蝕。

水泥抗環(huán)境水侵蝕性是指水泥石抵抗環(huán)境水中侵蝕性介質(zhì)作用的能力。水泥（混凝土）用于經(jīng)常與水接觸的建筑物，會(huì)受到各種環(huán)境水（海水、河水、地下水等）中侵蝕性介質(zhì)的侵蝕，使水泥石結(jié)構(gòu)遭到破壞，降低混凝土強(qiáng)度與耐久性，最后導(dǎo)致建筑物破壞。