專利名稱：一種測(cè)試水泥砂漿中氯離子二維分布的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)試水泥砂漿中氯離子二維分布的方法，具體涉及一種對(duì)混凝土
進(jìn)行氯離子二維擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)，并測(cè)定混凝土內(nèi)部氯離子含量的二維分布情況的方法。
二背景技術(shù)：
海洋、化冰鹽等環(huán)境中富含氯離子，混凝土結(jié)構(gòu)常常由于受到氯離子的侵蝕而發(fā) 生耐久性破壞，大大影響了建筑物的使用壽命。因此，弄清楚混凝土中氯離子的擴(kuò)散問題是 分析和評(píng)估混凝土耐久性和服役壽命的關(guān)鍵。 迄今為止大部分對(duì)混凝土中氯離子擴(kuò)散和分布的研究是針對(duì)氯離子一維擴(kuò)散的， 并據(jù)此揭示了混凝土材料性能與氯離子擴(kuò)散之間的內(nèi)在關(guān)系。而在實(shí)際工程中，在混凝土 結(jié)構(gòu)的角點(diǎn)等幾何形狀復(fù)雜處，氯離子通常以二維狀態(tài)進(jìn)行擴(kuò)散，這是常規(guī)的氯離子一維 擴(kuò)散模型所不能準(zhǔn)確反映的。此外，由于上述的混凝土結(jié)構(gòu)角點(diǎn)等幾何形狀復(fù)雜的位置附 近往往又是應(yīng)力較為集中的區(qū)域，鋼筋分布較為密集，對(duì)氯離子的腐蝕效應(yīng)更為顯著，因 此，如何正確測(cè)試二維擴(kuò)散條件下氯離子在混凝土中的分布情況，并據(jù)此研究混凝土結(jié)構(gòu) 耐久性和服役壽命，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和學(xué)術(shù)價(jià)值。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)試混凝土中氯離子二維分布的方法，該方法能有效 測(cè)定二維擴(kuò)散條件下混凝土結(jié)構(gòu)中不同位置的氯離子含量，并繪制混凝土中氯離子含量二 維分布等濃度線圖。 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的一種測(cè)試水泥砂漿中氯離子二維分布的 方法，包括以下步驟 1、水泥砂漿中氯離子二維擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)將制備并養(yǎng)護(hù)后的水泥砂漿試塊的4個(gè)面用 環(huán)氧樹脂密封，保留兩個(gè)相鄰面暴露于氯離子環(huán)境中，或通過浸烘循環(huán)加速氯離子擴(kuò)散到 試塊內(nèi)，得到含氯離子的試塊， 2、試塊處理通過擦拭或磨切去除含氯離子的試塊表面氯離子，然后放入6(TC的 烘箱中烘24h，除去試塊中的水分， 3、在試塊上標(biāo)記取樣坐標(biāo)選取試塊上與兩個(gè)暴露面同時(shí)相交的一面，去除覆蓋 其上的環(huán)氧樹脂，將該試塊表面清理干凈，然后在上面標(biāo)記二維坐標(biāo)點(diǎn)，坐標(biāo)點(diǎn)之間的距離 在15-30mm， 4、鉆取粉末固定試塊，依次沿坐標(biāo)點(diǎn)從試塊頂部向下鉆孔取樣，然后收集各取樣 點(diǎn)的水泥砂漿粉末，分裝在不同的容器中， 5、測(cè)定水泥砂漿粉末樣品中的氯離子含量將各取樣點(diǎn)的砂漿粉末依次放入溫度
為60°C的烘箱中干燥至恒重，提取各取樣點(diǎn)粉末中的氯離子并測(cè)定含量， 6、繪制氯離子含量二維分布等濃度線圖根據(jù)水泥砂漿試塊的各坐標(biāo)點(diǎn)上的氯離
子含量，繪制反映水泥砂漿中氯離子二維擴(kuò)散情況的氯離子含量二維分布等濃度線圖。
3
所述水泥砂漿試塊為由拌合用水、水泥、砂制備而成的試塊或摻粉煤灰、礦渣的砂 漿試塊或混凝土試塊。 所述氯離子包括總氯離子和自由氯離子。
本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于 首次提供了混凝土或水泥砂漿試塊中氯離子含量二維分布的測(cè)試方法，能夠?qū)Σ?符合一維擴(kuò)散條件的混凝土結(jié)構(gòu)的氯離子擴(kuò)散和濃度分布情況進(jìn)行更準(zhǔn)確的測(cè)試和分析， 以便于更好地對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)拐角等形狀復(fù)雜位置及其附近的鋼筋腐蝕情況進(jìn)行準(zhǔn)確的分 析和預(yù)測(cè)，對(duì)氯離子環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
四

圖1是取樣坐標(biāo)點(diǎn)示意圖。
圖2是定位取樣操作示意圖。 圖3是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室中30次浸烘循環(huán)后砂漿試塊角點(diǎn)附近的總氯離子含量二維分 布等濃度圖。 圖4是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室中30次浸烘循環(huán)后砂漿試塊角點(diǎn)附近的自由氯離子含量二維 分布等濃度圖。 圖5是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室中60次浸烘循環(huán)后砂漿試塊角點(diǎn)附近的總氯離子含量二維分 布等濃度圖。 圖6是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室中60次浸烘循環(huán)后砂漿試塊角點(diǎn)附近的自由氯離子含量二維 分布等濃度圖。 圖7是在自然海洋環(huán)境下暴露9個(gè)月后混凝土試塊角點(diǎn)附近的自由氯離子含量二 維分布等濃度圖。
五具體實(shí)施例方式
以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例1 本實(shí)施例為測(cè)試水泥砂漿中氯離子二維分布方法的具體實(shí)例，包括以下步驟
1、水泥砂漿中氯離子二維擴(kuò)散實(shí)驗(yàn) 制備砂漿按重量比配制，水泥粉煤灰砂為i : i. 56 : o. 67 : 4.33，水膠比
為0. 45。制備一天后脫模，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)28天后在自然環(huán)境下養(yǎng)護(hù)3天，然后將一定 齡期的水泥砂漿試塊的4個(gè)面用環(huán)氧樹脂密封，僅留下兩個(gè)相鄰表面暴露于氯離子濃度為 161. 2g/L的模擬海水中，使模擬海水的濃度為廣西北海海域氯離子濃度的十倍，以加快氯 離子的擴(kuò)散。為了模擬自然海水環(huán)境下漲潮退潮的干濕循環(huán)，實(shí)驗(yàn)采用浸烘循環(huán)的實(shí)驗(yàn)方 法加速氯離子的擴(kuò)散，即先將密封好的砂漿試塊放入室溫為2(TC的模擬海水池中浸泡8小 時(shí)，然后再將其放置于溫度為60°C的烘箱中烘16小時(shí)，此為一個(gè)循環(huán)，再將其浸泡8小時(shí)和 烘16小時(shí)，如此循環(huán)往復(fù)；
2、試塊處理。 經(jīng)過30次浸烘循環(huán)后，將砂漿試塊從模擬海水中取出，用磨切的方法去除試塊表 面存在的氯離子，然后放入6(TC的烘箱中烘24h，除去試塊中的水分；
3、對(duì)照?qǐng)D1，在試塊上標(biāo)記取樣坐標(biāo)選取試塊上與兩個(gè)暴露面AB和AD同時(shí)相交 的一個(gè)試塊表面，去除覆蓋其上的環(huán)氧樹脂。將該試塊表面清理干凈，然后用鉛筆在上面標(biāo) 記二維坐標(biāo)點(diǎn)，坐標(biāo)點(diǎn)中心之間的距離為20mm ; 4、對(duì)照?qǐng)D2，固定試塊，依次沿坐標(biāo)點(diǎn)從試塊頂部向下鉆孔取樣，然后收集各取樣 點(diǎn)的水泥砂漿粉末，分裝在不同的容器中，
5、測(cè)定氯離子含量。 將各取樣點(diǎn)的砂漿粉末樣本依次放入溫度為6(TC的烘箱中干燥至恒重，提取各取
樣點(diǎn)粉末中的氯離子并測(cè)定含量； 6 、繪制氯離子含量二維分布等濃度線圖。 對(duì)照?qǐng)D3和圖4，根據(jù)水泥砂漿試塊中各二維坐標(biāo)點(diǎn)上的總氯離子含量和自由氯 離子含量，繪制氯離子含量二維分布等濃度線圖，據(jù)此反映水泥砂漿中氯離子二維擴(kuò)散和 分布的情況，圖內(nèi)濃度單位為氯離子與混凝土的質(zhì)量百分比，如0. 84是指每百克混凝土中 含有O. 84克氯離子。
實(shí)施例2 本實(shí)施例為測(cè)試水泥砂漿中氯離子二維分布方法的具體實(shí)例，包括以下步驟
1、水泥砂漿中氯離子二維擴(kuò)散實(shí)驗(yàn) 制備砂漿按重量比配制，水水泥粉煤灰砂為i : i. 56 : o. 67 : 4.33，水
膠比為0. 45制備砂漿，一天后脫模，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)28天后在自然環(huán)境下養(yǎng)護(hù)3天，然 后將一定齡期的水泥砂漿試塊的4個(gè)面用環(huán)氧樹脂密封，僅留下兩個(gè)相鄰表面暴露于氯離 子濃度為161. 2g/L的模擬海水中，使模擬海水的濃度為廣西北海海域氯離子濃度的十倍， 以加快氯離子的擴(kuò)散。為了模擬自然海水環(huán)境下漲潮退潮的干濕循環(huán)，實(shí)驗(yàn)采用浸烘循環(huán) 的實(shí)驗(yàn)方法加速氯離子的擴(kuò)散，即先將密封好的砂漿試塊放入室溫為2(TC的模擬海水池中 浸泡8小時(shí)，然后再將其放置于溫度為60°C的烘箱中烘16小時(shí)，此為一個(gè)循環(huán)，再將其浸泡 8小時(shí)和烘16小時(shí)，如此循環(huán)往復(fù)；
2、試塊處理。 經(jīng)過60次浸烘循環(huán)后，將砂漿試塊從模擬海水中取出，用磨切的方法去除試塊表 面存在的氯離子，然后放入6(TC的烘箱中烘24h，除去試塊中的水分， 3、對(duì)照?qǐng)D1，在試塊上標(biāo)記取樣坐標(biāo)選取試塊上與兩個(gè)暴露面AB和AD同時(shí)相交 的一個(gè)試塊表面，去除覆蓋其上的環(huán)氧樹脂。將該試塊表面清理干凈，然后用鉛筆在上面標(biāo) 記二維坐標(biāo)點(diǎn)，坐標(biāo)點(diǎn)中心之間的距離為20mm ; 4、對(duì)照?qǐng)D2，固定試塊，依次沿坐標(biāo)點(diǎn)從試塊頂部向下鉆孔取樣，然后收集各取樣 點(diǎn)的水泥砂漿粉末，分裝在不同的容器中，
5、測(cè)定氯離子含量。 將各取樣點(diǎn)的砂漿粉末樣本依次放入溫度為6(TC的烘箱中干燥至恒重，提取各取
樣點(diǎn)粉末中的氯離子并測(cè)定含量； 6 、繪制氯離子含量二維分布等濃度線圖。 對(duì)照?qǐng)D5和圖6，根據(jù)水泥砂漿試塊中各二維坐標(biāo)點(diǎn)上的總氯離子含量和自由氯 離子含量，繪制氯離子含量二維分布等濃度線圖，據(jù)此反映水泥砂漿中氯離子二維擴(kuò)散和 分布的情況。
實(shí)施例3 本實(shí)施例為測(cè)試水泥砂漿中氯離子二維分布方法的具體實(shí)例，包括以下步驟
1、試塊處理。 將暴露于自然海洋環(huán)境下9個(gè)月的混凝土試塊，去除試塊表面存在的氯離子，然 后放入6(TC的烘箱中烘24h，除去試塊中的水分； 2、對(duì)照?qǐng)D1 ，在混凝土試塊上標(biāo)記取樣坐標(biāo)選取試塊上與兩個(gè)暴露面AB和AD同 時(shí)相交的一個(gè)試塊表面。將該試塊表面清理干凈，然后用鉛筆在上面標(biāo)記二維坐標(biāo)點(diǎn)，坐標(biāo) 點(diǎn)中心之間的距離為20mm ; 3、對(duì)照?qǐng)D2，固定混凝土試塊，依次沿坐標(biāo)點(diǎn)從試塊頂部向下鉆孔取樣，然后收集 各取樣點(diǎn)的混凝土粉末，分裝在不同的容器中，
4、測(cè)定氯離子含量。 將各取樣點(diǎn)的混凝土粉末樣品依次放入溫度為6(TC的烘箱中干燥至恒重，提取各
取樣點(diǎn)粉末中的氯離子并測(cè)定含量； 5 、繪制氯離子含量二維分布等濃度線圖。 對(duì)照?qǐng)D7，根據(jù)混凝土試塊中各二維坐標(biāo)點(diǎn)上的總氯離子含量，繪制氯離子含量二 維分布等濃度線圖，據(jù)此反映混凝土中氯離子二維擴(kuò)散和分布的情況。
權(quán)利要求
一種測(cè)試水泥砂漿中氯離子二維分布的方法，其特征在于，包括以下步驟1.1水泥砂漿中氯離子二維擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)將制備并養(yǎng)護(hù)后的水泥砂漿試塊的4個(gè)面用環(huán)氧樹脂密封，保留兩個(gè)相鄰面暴露于氯離子環(huán)境中，或通過浸烘循環(huán)加速氯離子擴(kuò)散到試塊內(nèi)，得到含氯離子的試塊，1.2試塊處理通過擦拭或磨切去除含氯離子的試塊表面氯離子，然后放入60℃的烘箱中烘24h，除去試塊中的水分，1.3在試塊上標(biāo)記取樣坐標(biāo)選取試塊上與兩個(gè)暴露面同時(shí)相交的一面，去除覆蓋其上的環(huán)氧樹脂，將該試塊表面清理干凈，然后在上面標(biāo)記二維坐標(biāo)點(diǎn)，坐標(biāo)點(diǎn)之間的距離在15-30mm，1.4鉆取粉末固定試塊，依次沿坐標(biāo)點(diǎn)從試塊頂部向下鉆孔取樣，然后收集各取樣點(diǎn)的水泥砂漿粉末，分裝在不同的容器中，1.5測(cè)定水泥砂漿粉末樣品中的氯離子含量將各取樣點(diǎn)的砂漿粉末依次放入溫度為60℃的烘箱中干燥至恒重，提取各取樣點(diǎn)粉末中的氯離子并測(cè)定含量；1.6繪制氯離子含量二維分布等濃度線圖根據(jù)水泥砂漿試塊的各坐標(biāo)點(diǎn)上的氯離子含量，繪制反映水泥砂漿中氯離子二維擴(kuò)散情況的氯離子含量二維分布等濃度線圖。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述測(cè)試水泥砂漿中氯離子二維分布的方法，其特征在于，所述水 泥砂漿試塊為由拌合用水、水泥、砂制備而成的試塊或摻粉煤灰、礦渣的砂漿試塊或混凝土 試塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述測(cè)試水泥砂漿中氯離子二維分布的方法，其特征在于，所述氯 離子包括總氯離子和自由氯離子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測(cè)試水泥砂漿中氯離子二維分布的方法，包括以下步驟(1)水泥砂漿氯離子二維擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)；(2)對(duì)試塊進(jìn)行取樣；(3)提取各取樣點(diǎn)粉末中的氯離子并測(cè)定含量；(4)根據(jù)步驟(3)得到的氯離子含量繪制反映水泥砂漿中氯離子二維擴(kuò)散情況的氯離子二維分布等濃度線圖。該方法能有效測(cè)定混凝土結(jié)構(gòu)中不同二維坐標(biāo)處的氯離子含量，并繪制出混凝土中氯離子二維分布等濃度線圖，可廣泛應(yīng)用于海洋、化冰鹽等氯鹽環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性分析和服役壽命研究。
文檔編號(hào)G01N1/28GK101762681SQ201010101150
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者周明, 楊綠峰, 洪斌, 蔣瓊明, 陳正, 高欽 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)