混凝土抗氯离 子渗透性检测被广 泛应用于混 凝土结构耐久性设计 、混 凝土配合 比设计 、施 _T质 量控制与混凝土结构寿命预测等领域 。对具有抗氯离子渗透 l生要求 的混凝土结构 ，如水工 、港工 、路桥 工程 、地下 工程结构等是必须测定 的项 目之一 。同时 ，也 是质量控制标准 中严格的控制指标 之一。 目前国内外常用的氯离子测试方法较多，但尚不统一。为此，本文对各种不同的氯离子检测方法加以分析，提出并推荐在一定的条件下使用各种方法的意见和建议，以供同行们参考。

　　主要检测方法

　　电量 法

　　电量法包括 ASTMC1202方 及其改 良法。ASTMC1202电量法是 目前较为流行 的电测方法 。此法将 西95mmx50mm的混凝 土试样 经 真空饱 水后 ，在 标 准夹具 下 ，通过 0．3NNaOH溶液和质量浓 度为 3％的 NaC1溶 液给混凝 土试样施加 60v直流 电，通 电 6h，记录整个过程流过 的电量。

　　在 6h测量过程中，电流是在不断变化的，这种变化可能是由于混凝土孔溶液或者是电极两端 的溶液 、抑或是 电极在发生变化而引起。测量是处于非稳定状态的。因此，测量结果误差将受采样多少的影响。对电流波动大的试样 ，若仍采用标准要求 的每 30min记 录一次电流 ，则会导致较大误差。

　　目前 北 美 、欧洲 及 东南 亚等 许 多 国家都 采 用 ASTMC1202 (电量法 )，但这种方法存在一定 的局限性，ASTMC1202测量结果受混凝 土致密性大小的影响。当混凝土强度较 低时 ，如小 于 C30，混凝 土孔 隙率 大 ，试 样 电阻很小 ，60V的电压会产 生较 大的电流 ，导致剧烈的 电极反应和焦耳热 ，记 录 的 电 量 相 当 一 部 分 (有 时甚 至 超 过 30％ )是 消 耗 于 这 些副反应 的，并非混凝土试样消耗 的电量 ，因此 ，测试数 据已不能正确反映混凝土的渗透性。相反，当混凝土强度等级高于C50，混凝土孔隙率小，试样电阻大，电路中的电流小 ，此时 ，电极 副反应 和流经试件 的电量甚 至相当 ，加上仪器 的测量误差 ，测试数据也不能正确反映混凝土的渗透性。ASTMC1202法也不适用于掺矿物混合料 的混凝土 。这是 因为混凝土试件孔溶 液组成及其离子浓度 。以及较 高测试 电压 (60V)等 因素会 引起 电极反应等 副效 应，使检 测结果产生较大误差 。同时该法在检测高性 能混凝 土时，由于试件密实度增高，电阻值增 大，故检测 电流短时间内难 以稳定，给检测带来 困难 。在 ASTMC1202标 准中有关干扰 因素 的条文中明确指 出 ：“当混凝 土 中掺人亚硝酸钙时 ，本 实验方法会产生误导性 的结果 ”，在将 该法用于现今普遍掺加亚硝酸钙类阻锈剂的海工混凝土时，尤其需要重视这一点。

　　大量试验结 果表 明 ，ASTM C1202电量法 较适 于所测 电量在 1000～3000C的混凝土。对于小于 1000C或大于 3000C的混凝土均应分别视为 同一等级 ，不 能以数据大小 比较 混凝土渗透性 的高低 ，如 500C和 100C应视为 相当 ，3500C和 4500C相 当。

　　由于 60v的高电压会导致较大 的副反应 ，因此 ，许 多混凝土工作者对 ASTMC1202电量法进行 了改 良。有的降低 电压及延长相应倍数的通电时间，如电压为 12v，通电时间为30h；有 的则从孔溶液及温度变化角度对测量结果进行修正 。根据 电化学理论 可以知道 ，只要有 电流流过混 凝土试样 (或电极端水溶液中的电压 降大 于 1V)，由电极反应 引起 的误 差就无法 消除 ，因此 ，企 图通 过有 限降低 电压 的方法 无法根 除ASTMC1202电量法本身存在 的缺陷。

　　电 阻率 法

　　以 1000Hz或 50Hz的交流 电测量饱水混凝 土试件 f电力线方 向与基 面平行1的电阻率 ，它 实质上与 电通量 法相同 ，都是 间接测量混凝土 的传输性能 。乍看起来 ，电阻率法具 有电通量法相同的弊端，用以评估混凝土抗氯离子渗透性，似乎也不可取。但是，电阻率法却有其优点 ：电阻率测量十分简便 、准确 、快捷 ，无论在试件 、芯样还是在结构实体的表面均可进行 ，上述成果已被欧共体 的 Duracrete证实日。现在 Chlo~est成果口叹 一次证 实了该法对于同一种混凝土与氯离子扩散 系数具有良好的相关性，但是对不同的混凝土，相关性较差。对于混凝土工程 的质量控制来说 ，实测电阻率是一个很有效 的工具 ，值得推荐 。现在 ASTM也 已经提 出了该方 法的草案 。但是，如果用它来判定混凝土的氯离子扩散系数，则必须就该种混凝土 (不仅包括 特定的混凝 土品种 与组 成 ，还应该包括混凝土的特定成型条件与养护等)进行相关性试验。根据国内采用 电阻率法 (RCM) (采用超声 浴预处理试件 ，而不是象 NTBuild492及 Chlo~est规定 的那样采用真 空饱水预处理试件 )对某跨海大桥工程 同一盘混凝土养护 84d后的 12组试块(每组 3块)实测结果 ，氯离子扩散系数(D )的平 均值 为 1．2x10一 mYs，重复性标 准差 为 0．19x10 mVs，重复性离差系数为 16％；根据不同实验室在不 同时间对该工程 同配 比现场混凝 土取样养护 84d后的共 12组 (每组 3块 )RCM实测结果 ，D 的平均值为 2．3x10 mVs，室间重现性标准差为 0．27x10 mVs，室间重现性离差系数为 12％。这也说明 RCM 法具有 良好 的重复性和室间重现性 。

　　2-3 氯 离子扩散 系数法

　　用混凝土中的氯离子扩散系数 来评价混凝土渗透性的好坏是 目前 国内外较为推崇 的方法 ，也是有可能成为广泛接受的标准方法。

　　用于检测混凝土 中氯离子扩散系数 的方法很多 ，有 自然浸泡法阀、电迁移法 、饱 盐电导率法㈣等 。

　　(1)自然浸泡法

　　自然浸泡法是原始的测定氯离子扩散 系数 的方法 ，容易令人接受，但是由于要进行切片或者研粉、浸泡 、电化学滴定、数学拟合等多个步骤，比较繁琐，在实际检测过程中应用较少。而对于测试暴露在氯盐环境中的老混凝土中氯离子浓度含量 ，进 而计算混凝 土 的氯 离子扩散 系数 ，对混 凝土结构进行耐久性评估及剩余寿命计算相对l央速法更为可靠。

　　唐 路平等 人建立 电迁移 方法时 ，未考虑 扩散项 和对 流项 ，这 对于水溶 液 电化学 来讲是正确 的 ，但 对多孔 的混凝 土而言 ，并非总是正确的。

　　对 于孔 隙率 大的混凝 土 ，如 强度小于 C40的混凝土 ，若存在 一些开 口孔或连续 的微细孔道 ，则 由毛细作用 吸人了混凝土的氯离子量将不可忽略，这使得劈裂后测得的氯离子扩散 深度比理论 电迁移深度大 ，故仅 由电迁移项计算 氯离子扩散系数时 ，将会产生高估现象。相反 ，若混凝土的孔隙率很低 ，如强度大于 C70，氯离子的迁移并不会像水溶液中迁移那么容易 ，扩散过程的影响不可忽略 ，此时仍用电迁移项进行计算，则必然会产生低估现象。此时，氯离子渗入深度较小(如平均 8ram)，若渗 入峰面波 动较大 (如 2ram)，则测量 的深度值 即存在 25％的误差 ，导致氯离子扩散系数也会存在同样误差 。故唐路平等人建立的方法对 C50～C70的混凝土较为合适，尤其是掺加硅灰的混凝土。

　　另外需要注意的是，电迁移方程的适用条件是：稀的电解质溶液 ，且被研究粒子浓度保持不变，即电极反应可忽略。因唐路平等人建立的方法仍采用较高的电压 (10～60V)，且混凝土饱水后通电时间较长(6～96h)，不仅溶液浓度在不 断变化，而且相当部分电流会消耗于电极反应，并非全用于氯离子迁移，与电量法一样，其先天缺陷也无法根除。

　　(3)饱盐电导率法

　　清华 大学建立的方法(又叫 NEL法 )，实际是饱盐混凝土电导率法。它是将混凝土进行饱盐，使之成为线性元件，然后用 Nernst—Einstein方 程 确 定 混 凝 土 中氯 离 子 扩 散 系 数 。Nernst—Einstein的使用条件为：①可适用于固体电解质；②被研 究粒子在材料 中的浓度应保持不变 ；③ 电极反应可忽 略 ；④ 被研究粒子的迁移数为已知。虽然电极反应的副作用不可避免 ，但是 ，采用小 的电压(通常为 1～5V)可大大减少电极反应的不 良影响。因氯离子在混凝土 中的迁移系数根本无法确定，故不进行修正。通过与混凝土中水溶性氯离子浓度一深度曲线计 算得 到的氯离子扩散系数(可称为 自由氯离子扩散系数)比较，发现对不同种类混凝土，其 自由氯离子扩散系数通常是 NEL检测结果 的 0．8～0．95之间 ，即 NEL法得到的氯离子扩散系数是 自由氯离 子扩散系数值 ，只是稍保守些罢了。

　　2．4 极 限 电压 法

　　本方法 与电阻率法类似 ，无非是将不同混凝 土的对 比基础设定为混凝 土开 口孔 中无水分 。然后 ，将混凝土看成绝缘介质 ，进行电击穿实验 ，得 到击 穿电压 ，或 是设 定极限 电流 ，测定极限电压 ，从 而评价混凝 土的渗透性。

　　需要说明的问题

　　由于 AS3’MC1202仍是 目前 的标准方法 ，并非 全无是处 ，不必全盘否定，当然也不能夸大其使用范围。目前，北美、欧洲及东南亚国家在设计或验收“高性能混凝土”时，规定用ASTMC1202测得的值需要在 1000C以下才合格，见表 1，其 中环境作用等级如表 。

　　结语

　　(1)有关 混凝 土渗透性 的测试方 法多种多样 ，有 些貌似相 同，但 其测试原理和适用范围却相差甚远 ，检测 混凝 土(特别是高强、商眭能混凝土)渗透性时，合理选择。

　　(2)电量法是 目前常规检测混凝 土抗氯离子渗透性 的方法 ，一般适用于 C30～C50t昆凝土 。

　　(3)随着检测原理 和仪 器性 能的发展 ，建议 对于快速评定混凝土抗氯离子渗透性向采用氯离子扩散系数法 (电测法)或电阻率法方向发展 ，并有利于向现场快速检测评定混凝土抗氯离子渗透性技术方向发展 ；而对于评价老混凝土的耐久性或剩余使用年 限建议 采用 自然浸泡法 。