测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的方法及装置技术领域
本发明涉及海水侵蚀试验技术领域，尤其涉及一种测定水泥基材料抗海水侵蚀性
能的方法及装置。
背景技术
海洋工程中的水泥基材料会由于氯渗透、硫酸盐和镁盐等的化学腐蚀作用而导致
钢筋锈蚀和基体膨胀，从而造成混凝土结构破坏，进而导致海洋工程结构耐久性能大为降
低。
为了测定水泥基材料的抗侵蚀性能，以满足实际工程的设计寿命，研究人员对水
泥基材料的抗海水侵蚀性能做了大量研究试验，目前，主要的试验方法有现场自然暴露试
验法和实验室人工模拟加速试验法。现场自然暴露试验法是将水泥基材料试件直接放置于
海水中，优点是能真实反映侵蚀情况、试验结果标准可靠，缺点是试验周期很长、短时间内
难以得到试验效果。实验室人工模拟加速试验法主要是将试体连续浸泡在不同浓度的硫酸
盐溶液中，然后测定试体浸泡一定时期后的破坏程度。因此，实验室人工模拟加速试验法成
为研究水泥基材料抗侵蚀性能的主要试验方法。
然而，海水对水泥基材料的侵蚀破坏不仅仅为静止状态，如浪花飞溅区和潮差区
的水泥基材料要经历干湿循环和冻融循环变化，且干湿循环对水泥基材料的侵蚀最严重，
而海水和干湿循环耦合对水泥基材料的侵蚀更加复杂，但目前实验室还没有模拟海水和干
湿循环耦合的试验方法，为了保障海洋工程耐久性，急需研究研发一种测定水泥基材料抗
海水侵蚀性能的试验方法及装置，更加准确地评价海洋工程水泥基材料的抗海水侵蚀性
能。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的方法及装
置，主要目的是研发一种测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的试验方法及装置，更加准确地
评价海洋工程水泥基材料的抗海水侵蚀性能。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的方法，包括
如下步骤：
将第一组试体置于淡水中进行标准养护至预设养护龄期后，测定所述第一组试体
的强度参数；
测定第二组试体的原始体积参数和原始质量参数；
对所述第二组试体进行干湿循环处理至预设侵蚀龄期后，测定所述第二组试体的
体积参数、质量参数和强度参数，其中，所述干湿循环处理中所使用的溶液为模拟海水侵蚀
溶液；
将进行干湿循环处理后所测定的强度参数与在淡水中进行标准养护后所测定的
强度参数与进行比较，以及将进行干湿循环处理后所测定的体积参数和质量参数依次与所
述原始体积参数和原始质量参数进行比较，以得到所述第二组试体的抗海水侵蚀性能；
其中，所述预设养护龄期和所述预设侵蚀龄期相同。
具体地，对所述第二组试体进行干湿循环处理至预设侵蚀龄期，测定所述第二组
试体的体积参数、质量参数和强度参数包括：
对所述第二组试体进行烘干处理；
将烘干处理后的所述第二组试体置于真空环境中，并向所述真空环境中注入所述
模拟海水侵蚀溶液，对所述第二组试体进行浸泡处理；
若干次循环进行所述烘干处理和所述浸泡处理至所述预设侵蚀龄期，测定所述第
二组试体的体积参数、质量参数和强度参数。
具体地，所述对所述第二组试体进行烘干处理包括：
将所述第二组试体置于真空环境中；
对处于所述真空环境中的所述第二组试体进行加热，，其中，对所述第二组试体进
行加热的温度小于或等于65℃。
具体地，在所述对所述第二组试体进行烘干处理之后还包括：
对烘干处理后的所述第二组试体进行冷却。
进一步地，该测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的方法，还包括：
每进行所述干湿循环处理至预设次数时，检测所述模拟海水侵蚀溶液的酸碱度，
若所述酸碱度超出预设范围，向所述模拟海水侵蚀溶液中滴定盐酸溶液，且在滴定的同时
进行搅拌。
另一方面，本发明实施例还提供一种测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的装置，包
括：
试验容器，其内部设置有试体架，所述试体架用于放置试体，所述试验容器上设置
有进放液阀，所述进放液阀用于供液体进入或排出所述试验容器；
加热装置，用于为所述试验容器加热。
进一步地，该测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的装置，还包括：
真空泵，其进气口与所述试验容器连通。
具体地，所述加热装置包括多个加热电阻，多个所述加热电阻设置于所述试验容
器的外壁上，且围绕所述试验容器的外周均匀分布。
进一步地，该测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的装置还包括：
散热装置，其包括风扇和与所述风扇连接的电机，所述风扇的出风口与所述试验
容器相对，所述风扇用于在所述电机的驱动下，对所述试验容器进行散热。
具体地，所述试验容器具有密封盖，所述密封盖上设置有与所述试验容器内部连
通的放气阀，所述密封盖上设置有位于所述试验容器内的放置管，所述放置管用于放置温
度计。
借由上述技术方案，本发明测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的方法及装置至少具
有以下有益效果：
本发明实施例提供的技术方案，首先将第一组试体置于淡水中进行标准养护至预
设养护龄期后，测定第一组试体的强度参数，然后在测定第二组试体的原始体积参数和原
始质量参数后，对第二组试体进行干湿循环处理至预设侵蚀龄期，再测定干湿循环后的第
二组试体的体积参数、质量参数和强度参数，再将进行干湿循环处理前后的体积参数和强
度参数进行比较，以及将干湿循环处理后的强度参数与在淡水中进行标准养护后所测定的
强度参数进行比较，即可得到第二组试体的抗海水侵蚀性能。由于对第二组试体进行浸泡
处理所采用的溶液为模拟海水侵蚀溶液而不是单纯的硫酸盐溶液，且通过测定试体的体
积、质量和强度三个参数的变化，得到了模拟海水侵蚀溶液中的不同成分对试体的不同侵
蚀表现，更加真实地显示了试体的抗海水侵蚀性能，从而较好地实现了模拟海水和干湿循
环耦合对试体的侵蚀试验的目的，更加准确地得到了试体的抗海水侵蚀性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的方法流程
图；
图3为本发明实施例提供的一种测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的装置的结构示
意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合
附图及较佳实施例，对依据本发明申请的测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的方法及装置的
具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或
“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可
由任何合适形式组合。
如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的方
法，其包括如下步骤：
步骤101，将第一组试体置于淡水中进行标准养护至预设养护龄期后，测定所述第
一组试体的强度参数；
其中，在试验前，可先将水泥基材料试体成型，并将成型后的试体放入湿养护箱
(温度20℃±1℃，湿度≥90％)中养护24h±2h后脱模，再放入20℃±1℃水中养护28d或放
入50℃±1℃水中养护7d，以使得试件具有一定的强度，为进行抗海水侵蚀试验作准备。然
后，将养护结束后的试体分为相同两组，且两组试体分别取为第一组试体和第二组试体，并
将第一组试体置于淡水中进行标准养护至预设养护龄期，然后测定第一组试体的强度参
数，用于与接下来第二组试体进行干湿循环处理后所测定的强度参数进行比较，以得到试
体被模拟海水侵蚀溶液侵蚀后所引起的强度变化率。
步骤102，测定第二组试体的原始体积参数和原始质量参数；
其中，所述的原始体积参数和原始质量参数为第二组试体进行干湿循环处理前的
体积参数和质量参数。
步骤103，对所述第二组试体进行干湿循环处理至预设侵蚀龄期后，测定所述第二
组试体的体积参数、质量参数和强度参数，其中，所述干湿循环处理中所使用的溶液为模拟
海水侵蚀溶液；
其中，所述干湿循环处理可以包括烘干处理步骤和浸泡步骤，而浸泡步骤中所使
用的溶液为模拟海水侵蚀溶液，而不是单纯的硫酸盐溶液，使得对第二组试体进行的干湿
循环处理能够更加真实地反应出水泥基材料在海洋环境中受到干湿循环的侵蚀表现，其
中，所述的模拟海水侵蚀溶液可以为由化学试剂配制的浓度1至10倍的真实海水，或者为由
化学试剂配制的1至10倍的模拟海水，实现更真实地显示第二组试体的抗海水侵蚀性能。其
中，所述模拟海水侵蚀溶液各成分配比见下表。
模拟海水侵蚀溶液中各成分配比表
步骤104，将进行干湿循环处理后所测定的强度参数与在淡水中进行标准养护后
所测定的强度参数与进行比较，以及将进行干湿循环处理后所测定的体积参数和质量参数
依次与所述原始体积参数和原始质量参数进行比较，以得到所述第二组试体的抗海水侵蚀
性能。
其中，通过测定试体的多个参数变化，即体积参数变化、质量参数变化和强度参数
变化，来分析模拟海水侵蚀溶液中的不同成分对试体的不同侵蚀表现，以更加真实地得到
试体的抗海水侵蚀性能。其中，之所以将进行干湿循环程序至预设侵蚀龄期的第二组试体
的强度参数与前述的在淡水进行标准养护至预设养护龄期的第一组试体的强度参数进行
比较，且所述的预设侵蚀龄期应与预设养护龄期相同，来得到第二组试体的强度参数变化，
是因为水泥基材料试体自身的强度会随着时间的推移而不断变化，若将干湿循环处理后的
强度参数与干湿循处理前的强度参数进行比较，势必会导致强度参数变化不准确，而将进
行干湿循环处理后所测定的强度参数与在淡水中进行标准养护后所测定的强度参数进行
比较，保证了第二组试体的强度参数变化的准确性，进一步更真实地显示第二组试体的抗
海水侵蚀性能。
本发明实施例提供的测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的方法，首先将第一组试体
置于淡水中进行标准养护至预设养护龄期后，测定第一组试体的强度参数，然后在测定第
二组试体的原始体积参数和原始质量参数后，对第二组试体进行干湿循环处理至预设侵蚀
龄期，再测定干湿循环后的第二组试体的体积参数、质量参数和强度参数，再将进行干湿循
环处理前后的体积参数和强度参数进行比较，以及将干湿循环处理后的强度参数与在淡水
中进行标准养护后所测定的强度参数进行比较，即可得到第二组试体的抗海水侵蚀性能。
由于对第二组试体进行浸泡处理所采用的溶液为模拟海水侵蚀溶液而不是单纯的硫酸盐
溶液，且通过测定试体的体积、质量和强度三个参数的变化，得到了模拟海水侵蚀溶液中的
不同成分对试体的不同侵蚀表现，更加真实地显示了试体的抗海水侵蚀性能，从而较好地
实现了模拟海水和干湿循环耦合对试体的侵蚀试验的目的，更加准确地得到了试体的抗海
水侵蚀性能。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
上述步骤103对所述第二组试体进行干湿循环处理至预设侵蚀龄期，测定所述第
二组试体的体积参数、质量参数和强度参数包括：
步骤201，对所述第二组试体进行烘干处理；
步骤202，将烘干处理后的所述第二组试体置于真空环境中，并向所述真空环境中
注入所述模拟海水侵蚀溶液，对所述第二组试体进行浸泡处理；
步骤203，若干次循环进行所述烘干处理和所述浸泡处理至所述预设侵蚀龄期，测
定所述第二组试体的体积参数、质量参数和强度参数。
其中，可以将烘干处理后的第二组试体放置在试验容器中的试体架上，并通过真
空泵的抽吸作用使试验容器内的真空度达到预设范围，从而使试验容器形成所述的真空环
境，所述的预设范围可以为0.05MPa～0.10MPa，然后在真空泵继续运转的情况下，向试验容
器内注入模拟海水侵蚀溶液直至淹没第二组试体，使得模拟海水侵蚀溶液能够在真空环境
下填满第二组试体内的所有孔洞，使第二组试体实现真空饱盐状态，提高了干湿循环处理
的试验速率。需要说明的是，当第二组试体浸泡在模拟海水侵蚀溶液中时，模拟海水侵蚀溶
液的液面距第二组试体的顶面距离应大于或等于2cm，以保证第二组试体完全浸泡在模拟
海水侵蚀溶液中。
上述步骤201对所述第二组试体进行烘干处理可以包括如下步骤：
将所述第二组试体置于真空环境中；
对处于所述真空环境中的所述第二组试体进行加热，其中，对所述第二组试体进
行加热的温度小于或等于65℃。
其中，在对第二组试体进行烘干处理时，可以将第二组试体放置在试验容器中，并
通过真空泵的抽吸作用使试验容器内的真空度达到预设范围，该预设范围可以为0.05MPa
～0.10MPa，从而使试验容器内形成所述的真空环境，然后对试验容器进行加热，将试验容
器内的温度加热至预设范围并保持不变，使第二组试体在真空环境下进行加热烘干，使得
第二组试体中的水分不仅可以通过加热而蒸发，还会通过负压抽吸而脱离第二组试体，加
快了第二组试体的烘干速度，进一步提高了试验速率。需要说明的是，具体在实施时，对第
二组试体的加热温度不应大于65℃，以避免高温对第二组试体造成损坏，防止对第二组试
体的抗海水侵蚀性能的测定造成影响。
上述步骤201对所述第二组试体进行烘干处理之后还可以包括：
步骤204，对烘干处理后的所述第二组试体进行冷却。
其中，对烘干处理后的所述第二组试体进行冷却的目的是为了避免较高的温度对
模拟海水侵蚀溶液的成分造成影响，从而防止对第二组试体的抗海水侵蚀性能的测定造成
影响，而对第二组试体进行冷却的方式有多种，例如，可以采用电机驱动风扇，使风扇的扇
叶转动而产生的冷风吹向前述的试验容器，使试验容器内的温度降低，从而实现对烘干处
理后的第二组试体进行冷却的目的。
该测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的方法还可以包括：
步骤205，每进行所述干湿循环处理至预设次数时，检测所述模拟海水侵蚀溶液的
酸碱度，若所述酸碱度超出预设范围，向所述模拟海水侵蚀溶液中滴定盐酸溶液，且在滴定
的同时进行搅拌；
其中，由于第二组试体反复浸泡在模拟海水侵蚀溶液中时，第二组试体与模拟海
水侵蚀溶液所发生的化学反应大多生成氢氧化钙等碱性物质，从而导致多次循环后的模拟
海水侵蚀溶液pH(hydrogen ion concentration，氢离子浓度指数)值升高，而真实的海洋
环境中产生的碱性物质对海水的影响极小，为了保持模拟海水侵蚀溶液的pH值不变，防止
对第二组试体的抗海水侵蚀性能的测定造成影响，可以在每进行所述干湿循环处理至预设
次数时，检测所述模拟海水侵蚀溶液的酸碱度，若该酸碱度超出预设范围，则向模拟海水侵
蚀溶液中滴定盐酸溶液，且边滴定边搅拌，以使二者混合均匀，从而使得模拟海水侵蚀溶液
的pH值在预设范围7.8至8.2不变。其中，所述盐酸溶液中盐酸与水的配比可以为1:5；通常
情况下，所述预设次数为3至5次。
另一方面，如图3所示，本发明实施例还提供了一种测定水泥基材料抗海水侵蚀性
能的装置，包括试验容器1，其内部设置有试体架12，该试体架12用于放置试体，具体在实施
时，试体应以竖直状态置于试体架12上，以保证试体与模拟海水侵蚀溶液能够均匀反应，且
该试体架12的结构有多种，只要能够放置试体，并保持试体的竖直状态既可。试验过程中，
可以将试体放置在试验容器1中，且在试验容器1上设置有进放液阀11，该进放液阀11用于
供液体进入或排出试验容器1，试验过程中，模拟海水侵蚀溶液可以通过该阀门11进入或排
出试验容器1；加热装置，用于为试验容器1加热，实现对处于试验容器1内的试体进行加热
烘干。
本发明实施例提供的测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的装置，可以将试体放置在
试验容器中的试体架上，并由加热装置对试验容器进行加热，对试体在预设温度范围内进
行加热烘干，烘干再冷却后，由进放液阀向试验容器内注入模拟海水侵蚀溶液，使试体浸泡
在模拟海水侵蚀溶液中，多次循环上述步骤，即可实现对第二组试体进行干湿循环模拟试
验。
进一步地，该测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的装置还包括真空泵3，其进气口与
试验容器1连通，用于为试体提供真空环境，在对烘干后的试体进行浸泡处理的过程中，试
体可以一直处于真空环境中，使得模拟海水侵蚀溶液能够填满试体内的所有孔洞，实现了
试体的真空饱盐目的，提高了试验速率。
具体地，参见图3，加热装置包括多个加热电阻2，多个加热电阻2设置于试验容器1
的外壁上，且围绕试验容器1的外周均匀分布。在试验容器1的外壁上设置加热电阻2，实现
通过加热电阻2来对试验容器1进行加热，使试验容器1内的温度达到预设范围，用以对试体
进行烘干，而且，加热电阻2的数量设计为多个，且多个加热电阻2围绕试验容器1的外周均
匀分布，可以使试验容器1均匀受热，从而使容器内的温度更均匀，进而更好地实现对试体
的烘干作用。
由于对试体进行烘干处理后，试验容器1内仍然具有较高温度，若此时便向试验容
器1内注入模拟海水侵蚀溶液，对试体进行浸泡处理，势必会对模拟海水侵蚀溶液造成影
响。因此，参见图3，本发明提供的测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的装置还包括散热装置，
其包括风扇3和与风扇3连接的电机4，风扇3的出风口与试验容器1相对，风扇3用于在电机4
的驱动下，对试验容器1进行散热。即在试体的烘干处理步骤结束后，可以启动电机4，使风
扇3将冷风吹向试验容器1，对试验容器1进行冷却，待试验容器1完全冷却后，再向试验容器
1内注入模拟海水侵蚀溶液，对试体进行湿循环浸泡处理，避免了模拟海水侵蚀溶液受到高
温影响，而影响试体的抗海水侵蚀性能的测定。
具体地，参见图3，试验容器1具有密封盖13，密封盖13上设置有与试验容器1内部
连通的放气阀132，密封盖13上设置有位于试验容器1内的放置管131，放置管131用于放置
温度计，通过放气阀132的设置，使得操作人员可以方便地通过放气阀132使试验容器1内的
压力恢复常压的目的，同时，通过放置管131的设置，可以使得操作人员能够随时取放温度
计，以获知试验容器1内的温度，方便操作。
其中，参见图3，前述的试验容器1上可以连接有压力变送器(图中未示出)，当然，
该测定水泥基材料抗海水侵蚀性能的装置还可以包括控制主板(图中未示出)，且该控制主
板与前述的进放液阀11、所述压力变送器和所述放气阀132电连接，以实现该装置的智能控
制。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何
熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵
盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。