本发明涉及建筑施工，尤其涉及考虑多因素耦合的混凝土防腐涂层抗离子渗透试验方法。
背景技术：
1、钢筋阻锈剂属于阴极保护措施，能够阻止或减缓化学物质对钢筋的腐蚀，通常可掺加到混凝土内或涂敷在混凝土表面，一般而言钢筋阻锈剂花费最少，使用简便和腐蚀有效，己成为延缓钢筋锈蚀的主要技术措施之一。在20世纪70年代，欧美发达国家就已开展对钢筋阻锈剂的研究及应用，并且编制了许多相关规范，大大提高了混凝土桥梁结构的耐久性能。
2、钢筋阻锈剂按组成成分可分为无机阻锈剂和有机阻锈剂。早期研究以无机阻锈剂居多，无机阻锈剂迁移到钢筋表面后，可与钢筋反应生成完整致密的钝化膜，保护钢筋免受腐蚀。然而大多数无机阻锈剂存在诸多缺点而难以大规模应用，例如铬酸盐对生物有毒害作用；磷酸盐可引起水体富营养化；苯甲酸盐只能起到短期阻锈效果，无法提供长期防护。钼酸盐、锑酸盐较为环保，无毒害作用，阻锈效果也较好，但成本较高，不够经济。有机阻锈剂可通过自身分子或离子与钢筋表面其它物质化合或配合反应，生成物吸附于钢筋表面形成钝化膜，将钢筋表面的cl-、so42-等有害离子与钢筋隔离，同时有机阻锈剂成分中一般含有憎水基团，能够阻碍水分子靠近钢筋，继而降低锈蚀反应速率。相对无机阻锈剂，有机阻锈剂不仅在复杂环境中能起到良好的阻锈效果，并且一般无毒无害、绿色环保，目前已经成为阻锈剂研究的热门领域。行业内其他学者研究了内掺有机阻锈剂在混凝土孔隙溶液中的保护性能及防腐机理，结果表明在掺有阻锈剂的混凝土孔隙溶液中，碳钢的缓蚀性能较好，当掺有4%阻锈剂时，溶液的阻锈效率达到89%。
3、钢筋阻锈剂按使用方式和应用对象可分为掺入型和渗透型两类：（1）对于掺入型阻锈剂而言，阻锈剂掺加到混凝土内，主要用于新建工程或修复工程；（2）对于渗透型阻锈剂而言，在混凝土表面涂覆后，阻锈剂逐渐渗透到混凝土内部，到达钢筋周围后发挥防腐作用。钢筋阻锈剂按形态可以分为水溶性和粉剂两类，按化学成分可分为无机、有机以及混合型三类，还可按作用机理划分，通常可分为阴极型、阳极型以及复合型。但是，目前缺乏对掺有钢筋阻锈剂混凝土构件耐久性的相关研究，如研究内掺钢筋阻锈剂混凝土的抗冻性、抗裂性等。诸多研究主要集中于氯盐侵蚀环境下阻锈剂对混凝土内部钢筋的阻锈效果，并未考虑日照辐射、疲劳荷载、冻融循环等影响。正常情况下钢筋混凝土构件会受到硫酸盐、氯盐等有害离子耦合侵蚀过程中的相互影响，而耦合侵蚀机理方面尚存在较大的争议，并且缺乏反映物理意义的耦合侵蚀模型。其综合影响对阻锈剂的防腐效果值得进一步研究。目前研究中较多地修正了氯离子/硫酸根离子扩散系数，忽略了表面离子浓度的时变性，研究成果仅适用于大气区、水下区等表面离子浓度保持稳定的环境，适用范围有限。因此，急需开发一种考虑多因素耦合的混凝土防腐涂层抗离子渗透试验方法以解决上述技术问题。
4、有鉴于此，特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供考虑多因素耦合的混凝土防腐涂层抗离子渗透试验方法，考虑了疲劳荷载、冻融循环、日照辐射（紫外老化）以及氯离子和硫酸根离子耦合作用下，氯离子和硫酸根离子的耦合模型，通过定期测量试件内氯离子和硫酸根离子的浓度，对既有的氯离子和硫酸根离子扩散模型进行修正，更加符合实际工作环境，适用范围广，具有广阔的应用前景，有利于推广应用。
2、为了实现上述目的，本发明提供的考虑多因素耦合的混凝土防腐涂层抗离子渗透试验方法，包括如下步骤：
3、s1：混凝土试件养护28天后，择市面上的表涂型和喷涂型有机涂料，考虑底漆、中间漆、面漆三层有机涂层体系，防腐涂层种类分为表涂层和喷涂层两种，表涂型包括底层，中间层，面层，分别采用环氧树脂封闭漆，环氧树脂漆300μm和丙烯酸树脂漆200μm，喷涂型包括底涂和喷涂，分别采用环氧树脂漆和聚脲1.5mm；
4、s2：对涂层后的混凝土试件施加紫外辐射-疲劳应力交替作用，具体工况见表3，疲劳过程中应力幅值为最不利车辆荷载作用下的桥梁底板应力变化最大幅值，应力比r=0.3，加载频率f=5hz；以等幅正弦波循环加载的方式进行加载，在循环加载过程中，荷载循环至1、1000、2000、5000、1万、5万、10万、20万、30万、40万、50万时，进行一次加载至循环荷载上限、卸载至0kn的静力加载试验；
5、s3：选置nacl、na2so4和硝酸混合溶液作为腐蚀液体，具体溶液离子含量（mg/kg）之比如下，共选用有三种腐蚀液；
6、（1）硝酸：硫酸钠：氯化钠=3000：10000：10000
7、（2）硝酸：硫酸钠：氯化钠=3000：15000：5000
8、（3）硝酸：硫酸钠：氯化钠=3000：5000：15000
9、s4：将经受紫外辐射-疲劳应力交替作用后的混凝土试件放置盐雾试验箱中，模拟大气湿润腐蚀试验环境，试验周期设置为30天、90天、180天、360天；工况主要分为三种：
10、（1）紫外辐射15天-疲劳50万次；
11、（2）疲劳50万次-紫外辐射15天；
12、（3）紫外辐射15天-疲劳50万次-紫外辐射15天-疲劳50万次；
13、冻融循环所用到的腐蚀液为s3中的三种，采用以下步骤对三种腐蚀液分别操作三次；
14、ss1：疲劳完成后，将试件放入试件盒内，注入至少高出试件5mm的腐蚀液体，放入冻融试验箱内，每次冻融循环的时间控制在 4 小时，在冷冻阶段，试件中心最低温度控制在-18℃，试件从3℃开始降温降至-18℃，所用时间为2.5h；融化阶段最高温度应控制在3℃，试件从-16℃升至 3℃，所用时间为1.5h；
15、ss2：共需循环300次，每进行25次冻融循环后，利用电子天平与动弹性模量测试仪分别测量试件的质量w与横向基频 f，当出现试件相对动弹性模量低于60%或试件质量损失率高于5%，应停止试验，若达到规定冻融循环次数后仍能满足以上两个指标，停止试验；
16、s5：氯离子浓度测试：在对应的试验周期节点，取出试件并从试件上切出厚度100mm的长方体，然后用环氧树脂对试件切割面进行密封，自然晾干后放入腐蚀试验环境中继续试验，用电钻对切出的立方体钻孔取粉，将钻出的各层混凝土粉末用 0.075mm 的砂石筛过筛，而后置于烘箱中烘干，最后放入干燥器中，对粉末进行自由氯离子浓度滴定；
17、s6：硫酸根离子浓度测试：从试件不同深度处取样，各切片经过自然干燥后将其放入自封袋并贴上标签备用，最后使用玛瑙研钵对不同层干燥后的切片反复研磨，并将上下相同部位的混凝土粉末试样混合均匀，每次取 0.5 g 粉末根据改进的硫酸钡重量法测定硫酸根离子含量，重复该过程6次，将其平均值作为该层的硫酸根离子含量；
18、s7：采用光学显微镜，对涂层进行外观检察，主要内容为褪色、粉化、起泡、开裂及剥落，评估防腐涂层失效形式；
19、s8：根据试件内部氯离子与硫酸根离子含量、防腐涂层失效形式，揭示混凝土表面防腐涂层防腐机理。
20、优选地，所述s1中，将成型好的 100mm×100mm×400mm 混凝土试件标准养护 28天后取出，用钢丝刷对涂覆涂层的表面进行清洁，在室内风干1天， 取1组混凝土试件作为空白试件对照组，其余混凝土试件1个表面进行涂层涂覆，其它5个侧面用环氧树脂封闭，共需 [2（防腐涂层体系种类）+1(对照组) ]×2（平行试件数量）×3（紫外辐射-疲劳应力交替工况数量）×3（腐蚀液种类）×1（腐蚀试验环境类型）=54个混凝土试件。
21、优选地，所述s5中，氯离子浓度测试的方法为：在对应的试验周期节点，取出试件并从试件上切出厚度100mm的长方体，然后用环氧树脂对试件切割面进行密封，自然晾干后放入腐蚀试验环境中继续试验，用电钻对切出的立方体钻孔取粉，将钻出的各层混凝土粉末用 0.075mm 的砂石筛过筛，而后置于烘箱中烘干，最后放入干燥器中，对粉末进行自由氯离子浓度滴定。
22、优选地，所述s6中，硫酸根离子浓度测试方法为：从试件不同深度处取样，各切片经过自然干燥后将其放入自封袋并贴上标签备用，最后使用玛瑙研钵对不同层干燥后的切片反复研磨，并将上下相同部位的混凝土粉末试样混合均匀，每次取 0.5 g 粉末根据改进的硫酸钡重量法测定硫酸根离子含量，重复该过程6次，将其平均值作为该层的硫酸根离子含量。
23、优选地，所述s7中，评估防腐涂层失效形式的具体方法为：通过光学显微镜对表面进行拍照，用肉眼进行观察评估，评估标准为是否存在以下问题：①褪色；②粉化；③起泡；④开裂；⑤剥落。
24、本发明提供的考虑多因素耦合的混凝土防腐涂层抗离子渗透试验方法，具有如下有益效果。
25、本发明考虑疲劳荷载、冻融循环、日照辐射（紫外老化）以及氯离子和硫酸根离子耦合作用下，氯离子和硫酸根离子的耦合模型，通过定期测量试件内氯离子和硫酸根离子的浓度，对既有的氯离子和硫酸根离子扩散模型进行修正，更加符合实际工作环境，适用范围广。
1.考虑多因素耦合的混凝土防腐涂层抗离子渗透试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑多因素耦合的混凝土防腐涂层抗离子渗透试验方法，其特征在于，所述s1中，将成型好的 100mm×100mm×400mm 混凝土试件标准养护 28 天后取出，用钢丝刷对涂覆涂层的表面进行清洁，在室内风干1天， 取1组混凝土试件作为空白试件对照组，其余混凝土试件1个表面进行涂层涂覆，其它5个侧面用环氧树脂封闭，共需 [2（防腐涂层体系种类）+1(对照组) ]×2（平行试件数量）×3（紫外辐射-疲劳应力交替工况数量）×3（腐蚀液种类）×1（腐蚀试验环境类型）=54个混凝土试件。
3.根据权利要求1所述的考虑多因素耦合的混凝土防腐涂层抗离子渗透试验方法，其特征在于，所述s5中，氯离子浓度测试的方法为：在对应的试验周期节点，取出试件并从试件上切出厚度100mm的长方体，然后用环氧树脂对试件切割面进行密封，自然晾干后放入腐蚀试验环境中继续试验，用电钻对切出的立方体钻孔取粉，将钻出的各层混凝土粉末用0.075mm 的砂石筛过筛，而后置于烘箱中烘干，最后放入干燥器中，对粉末进行自由氯离子浓度滴定。
4.根据权利要求1所述的考虑多因素耦合的混凝土防腐涂层抗离子渗透试验方法，其特征在于，所述s6中，硫酸根离子浓度测试方法为：从试件不同深度处取样，各切片经过自然干燥后将其放入自封袋并贴上标签备用，最后使用玛瑙研钵对不同层干燥后的切片反复研磨，并将上下相同部位的混凝土粉末试样混合均匀，每次取 0.5 g 粉末根据改进的硫酸钡重量法测定硫酸根离子含量，重复该过程6次，将其平均值作为该层的硫酸根离子含量。
5.根据权利要求1所述的考虑多因素耦合的混凝土防腐涂层抗离子渗透试验方法，其特征在于，所述s7中，评估防腐涂层失效形式的具体方法为：通过光学显微镜对表面进行拍照，用肉眼进行观察评估，评估标准为是否存在以下问题：①褪色；②粉化；③起泡；④开裂；⑤剥落。
