專利名稱：一種混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法
一種混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法本發(fā)明涉及非穩(wěn)態(tài)電遷移試驗(yàn)，尤其涉及混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性本質(zhì)上取決于離子或分子以液體或氣體的形式進(jìn)入或穿過材料的過程，結(jié)構(gòu)壽命取決于這些物質(zhì)進(jìn)入混凝土的速度。有害性介質(zhì)侵入混凝土的過程主要受混凝土滲透性的影響。“滲透性”這個(gè)詞被廣泛地使用，在一般的情況下是指影響介質(zhì)侵入的特性。氯離子擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)定對(duì)于預(yù)測(cè)擴(kuò)散速度有關(guān)鍵的影響。目前最常用的方法還是非穩(wěn)態(tài)電遷移試驗(yàn)(RCM)，通過測(cè)量陽極電解液初始和最終溫度的平均值(T)，試件高度 (h)，氯離子擴(kuò)散深度(Xd)為通電試驗(yàn)時(shí)間(t)，計(jì)算混凝土試件的氯離子快速擴(kuò)散系數(shù)，表達(dá)式如下
TKxd-^d)Drcmo =2.872 XIO-6
，t(I)a = 3.338xl(T3 W(2)該試驗(yàn)方法為跨過試樣在軸向施加外部電勢(shì)，迫使負(fù)極的氯離子向試樣中遷移。在試驗(yàn)經(jīng)一定的時(shí)間后，將試樣沿軸向劈開，在劈開的試件表面上立即噴涂O. lmol/L AgN03溶液，可在約15分鐘后觀察到白色AgCl沉淀。若在劈開的試件表面噴涂顯色指示劑，表面稍干后噴O. lmol/L AgN03溶液。噴AgN03溶液的試件約一天左右，含氯離子的部分將變成紫羅蘭色。測(cè)量顯色分界線離底面的距離，將顯色深度代入計(jì)算公式，即得到混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)。該方法試驗(yàn)周期短、試驗(yàn)儀器簡(jiǎn)單、操作方便，而且直接根據(jù)氯離子侵入混凝土深度的測(cè)量值來導(dǎo)出擴(kuò)散系數(shù)，而不是通過電量、電阻或電導(dǎo)的測(cè)定，優(yōu)點(diǎn)較多，在國(guó)際上被廣泛采用，我國(guó)的《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南》也推薦使用。但RCM試驗(yàn)要求混凝土內(nèi)部不含氯離子。如果在試驗(yàn)之初混凝土內(nèi)部已經(jīng)含有氯離子，在RCM的試驗(yàn)過程中，內(nèi)部氯離子將產(chǎn)生兩種作用①在電場(chǎng)環(huán)境下它們會(huì)發(fā)生遷移；②它們也和指示劑反應(yīng)。這兩種作用會(huì)影響到RCM試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，當(dāng)內(nèi)含氯離子超出一定限值，采用RCM的實(shí)驗(yàn)方法將不能測(cè)出結(jié)構(gòu)的氯離子擴(kuò)散系數(shù)，因此，現(xiàn)在的試驗(yàn)方法不能解決以下兩種情況一、內(nèi)摻型氯離子混凝土結(jié)構(gòu)滲透系數(shù)的測(cè)定；二、已受氯離子侵蝕混凝土結(jié)構(gòu)滲透系數(shù)的測(cè)定。為了對(duì)內(nèi)部已含有氯離子的混凝土進(jìn)行可靠的RCM試驗(yàn)，以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，可以考慮用碘離子擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定來代替氯離子擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定，但對(duì)混凝土進(jìn)行碘離子擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定，需要建立碘離子顯色的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種在非穩(wěn)態(tài)電遷移試驗(yàn)過程中，能夠快速測(cè)定混凝土中碘離子滲透深度的方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法，包括以下步驟101)劈裂試件試件做完電遷移試驗(yàn)后，劈成兩半；102)噴灑試劑在混凝土的劈裂面上噴灑碘酸鹽溶液，再噴灑淀粉懸浮液；103)酸化表面步驟102完成后，當(dāng)混凝土的劈裂面表面稍干時(shí)，噴灑弱酸溶液；104)測(cè)量滲透深度待混凝土的劈裂面顯色后，測(cè)量碘離子滲透深度。以上所述的混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法，所述的碘酸鹽溶液為質(zhì)量百分比濃度1% -4%的碘酸鉀或碘酸鈉水溶液。以上所述的混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法，所述淀粉懸浮液是質(zhì)量百分比濃度2% -5%淀粉水懸浮液。以上所述的混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法，所述的弱酸溶液是質(zhì)量百分比濃度30% -50%的醋酸水溶液。以上所述的混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法，步驟102完成10分鐘后，按步驟103進(jìn)行噴灑弱酸溶液。本發(fā)明混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法的試驗(yàn)過程不受混凝土內(nèi)部氯離子的影響，過程簡(jiǎn)單快速，可用于對(duì)內(nèi)摻型混凝土結(jié)構(gòu)和已受氯離子侵蝕結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)和壽命預(yù)測(cè)。下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述本發(fā)明使用的試劑中，碘酸鹽只要是有碘酸根的化合物即可，可以是碘酸鉀或碘酸鈉；弱酸可以是可以是醋酸或磷酸。本發(fā)明實(shí)施例中使用以下試劑配方碘酸鉀1% -4%水溶液(碘酸鉀為化學(xué)純，采用西隴化工股份有限公司產(chǎn)品)；淀粉2% -5%水的懸浮液(淀粉為廣東環(huán)凱微生物科技有限公司產(chǎn)品)；醋酸30% -50%水溶液(醋酸為化學(xué)純，采用上海凌峰化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品)。以上碘酸鉀1% -4%水溶液、淀粉2% -5%水的懸浮液和醋酸30% -50%水溶液按質(zhì)量百分比濃度將原料稱重、混合、攪拌均勻即可得到需要的試劑。實(shí)施例I :I、劈裂試件試件做完電遷移試驗(yàn)后，從橡膠筒移除后，立即在壓力試驗(yàn)機(jī)上劈成兩半；II、噴灑試劑先噴射I %的碘酸鉀溶液把混凝土中的碘離子氧化成單質(zhì)碘，再噴射2%的淀粉懸浮液；III、酸化表面表面稍干后(約15分鐘)，噴射30%的醋酸溶液；IV、測(cè)量滲透深度碘離子滲透到的地方顯示褐色，待混凝土表面顯色后測(cè)量碘離子滲透深度。實(shí)施例2
I、劈裂試件試件做完電遷移試驗(yàn)后，從橡膠筒移除后，立即在壓力試驗(yàn)機(jī)上劈成兩半；II、噴灑試劑先噴射2%的碘酸鉀溶液把混凝土中的碘離子氧化成單質(zhì)碘，再噴射2%的淀粉懸浮液；III、酸化表面表面稍干后(約15分鐘)，噴射30%的醋酸溶液；IV、測(cè)量滲透深度碘離子滲透到的地方顯示褐色，待混凝土表面顯色后測(cè)量碘離子滲透深度。實(shí)施例3 I、劈裂試件試件做完電遷移試驗(yàn)后，從橡膠筒移除后，立即在壓力試驗(yàn)機(jī)上劈成兩半；II、噴灑試劑先噴射3%的碘酸鉀溶液把混凝土中的碘離子氧化成單質(zhì)碘，再噴射2%的淀粉懸浮液；III、酸化表面表面稍干后(約15分鐘)，噴射30%的醋酸溶液；IV、測(cè)量滲透深度碘離子滲透到的地方顯示褐色，待混凝土表面顯色后測(cè)量碘離子滲透深度。實(shí)施例4 I、劈裂試件試件做完電遷移試驗(yàn)后，從橡膠筒移除后，立即在壓力試驗(yàn)機(jī)上劈成兩半；II、噴灑試劑先噴射4%的碘酸鉀溶液把混凝土中的碘離子氧化成單質(zhì)碘，再噴射2%的淀粉懸浮液；III、酸化表面表面稍干后(約15分鐘)，噴射30%的醋酸溶液；IV、測(cè)量滲透深度碘離子滲透到的地方顯示褐色，待混凝土表面顯色后測(cè)量碘離子滲透深度。實(shí)施例5 I、劈裂試件試件做完電遷移試驗(yàn)后，從橡膠筒移除后，立即在壓力試驗(yàn)機(jī)上劈成兩半；II、噴灑試劑先噴射I %的碘酸鉀溶液把混凝土中的碘離子氧化成單質(zhì)碘，再噴射5%的淀粉懸浮液；III、酸化表面表面稍干后(約15分鐘)，噴射30%的醋酸溶液；IV、測(cè)量滲透深度碘離子滲透到的地方顯示褐色，待混凝土表面顯色后測(cè)量碘離子滲透深度。實(shí)施例6 I、劈裂試件試件做完電遷移試驗(yàn)后，從橡膠筒移除后，立即在壓力試驗(yàn)機(jī)上劈成兩半；II、噴灑試劑先噴射I %的碘酸鉀溶液把混凝土中的碘離子氧化成單質(zhì)碘，再噴射2%的淀粉懸浮液；III、酸化表面表面稍干后(約15分鐘)，噴射50%的醋酸溶液；IV、測(cè)量滲透深度碘離子滲透到的地方顯示褐色，待混凝土表面顯色后測(cè)量碘離子滲透深度。
本發(fā)明的原理是利用碘遇淀粉顯色。其主要原理是利用高價(jià)碘離子把混凝土中的負(fù)一價(jià)碘離子氧化成碘分子，而直鏈淀粉是由α -葡萄糖分子縮合而成螺旋狀的長(zhǎng)長(zhǎng)的螺旋體，每個(gè)葡萄糖單元都仍有羥基暴露在螺旋外，碘分子跟這些羥基作用，使碘分子嵌入淀粉螺旋體的軸心部位，生成顯色的包合物，在一定的聚合度或相對(duì)分子質(zhì)量范圍內(nèi)，隨聚合度或相對(duì)分子質(zhì)量的增加，包合物的顏色的變化由無色、橙色、淡紅、紫色到藍(lán)色。淀粉跟碘生成的包合物在PH = 4時(shí)最穩(wěn)定，混凝土內(nèi)部是堿性環(huán)境，pH值一般在12以上，因此要在混凝土表面噴灑醋酸溶液。本發(fā)明正是利用酸性環(huán)境下，碘遇淀粉顯色的原理，建立碘離子在混凝土中的識(shí)別技術(shù)。測(cè)定混凝土的滲透系數(shù)目前最常用的方法是非穩(wěn)態(tài)電遷移試驗(yàn)(RCM)，但如果結(jié)構(gòu)內(nèi)部已經(jīng)含有氯離子，這些氯離子將會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，含量過多時(shí)甚至無法測(cè)出結(jié)構(gòu)的氯離子擴(kuò)散系數(shù)。本發(fā)明建立碘離子在混凝土中的識(shí)別技術(shù)，試驗(yàn)過程中，不受混凝土內(nèi)部氯離子的影響，對(duì)內(nèi)摻型混凝土結(jié)構(gòu)和已受氯離子侵蝕結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)和壽命預(yù)測(cè)時(shí)，本發(fā)明具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和學(xué)術(shù)價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法，其特征在于，包括以下步驟101)劈裂試件試件做完電遷移試驗(yàn)后，劈成兩半；102)噴灑試劑在混凝土的劈裂面上噴灑碘酸鹽溶液，再噴灑淀粉懸浮液；103)酸化表面步驟102完成后，當(dāng)混凝土的劈裂面表面稍干時(shí)，噴灑弱酸溶液；104)測(cè)量滲透深度待混凝土的劈裂面顯色后，測(cè)量碘離子滲透深度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法，其特征在于，所述的碘酸鹽溶液為質(zhì)量百分比濃度1% -4%的碘酸鉀或碘酸鈉水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法，其特征在于，所述淀粉懸浮液是質(zhì)量百分比濃度2% -5%淀粉水懸浮液。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法，其特征在于，所述的弱酸溶液是質(zhì)量百分比濃度30% -50%的醋酸水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法，其特征在于，步驟102 完成10分鐘后，按步驟103進(jìn)行噴灑弱酸溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混凝土中碘離子滲透深度的測(cè)定方法，包括以下步驟101)劈裂試件試件做完電遷移試驗(yàn)后，劈成兩半；102)噴灑試劑在混凝土的劈裂面上噴灑碘酸鉀溶液，再噴灑淀粉懸浮液；103)酸化表面步驟102完成后，當(dāng)混凝土的劈裂面表面稍干時(shí)，噴灑弱酸溶液；104)測(cè)量滲透深度碘離子滲透到的地方顯示褐色，待混凝土的劈裂面顯色后，測(cè)量碘離子滲透深度。本發(fā)明的測(cè)定方法的試驗(yàn)過程不受混凝土內(nèi)部氯離子的影響，過程簡(jiǎn)單快速，可用于對(duì)內(nèi)摻型混凝土結(jié)構(gòu)和已受氯離子侵蝕結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)和壽命預(yù)測(cè)。
文檔編號(hào)G01N13/04GK102590059SQ20121001083
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者劉偉, 劉軍, 宋應(yīng)秋, 張鳴, 董必欽, 邢鋒 申請(qǐng)人:深圳大學(xué)