[发明专利]一种水化硅酸钙凝胶氯离子扩散系数的测定装置及测定方法

权利要求书

1.一种水化硅酸钙凝胶氯离子扩散系数的测定方法，其特征在于，所述测定方法包括以下步骤：

步骤一.将水泥和蒸馏水按照水灰比为0.3~0.6的比例混合并搅拌均匀，然后装入离心管中真空密封，在温度为20℃±2℃，相对湿度在95%以上的标准条件下养护28~56 d形成圆柱形毛培，然后将圆柱形毛培切割并打磨成薄片，然后将薄片浸没在6 mol/L硝酸铵溶液中进行脱钙处理60~400 min，然后将脱钙处理后的薄片在30 ℃超声波浴中清洗5 min，然后用纸巾将清洗后薄片表面水分擦干放入塑料盒内，然后使薄片在相对湿度为80%~85%的氮气环境中静置7~10 d，然后在真空玻璃干燥器中导出一根带有活塞的软管插入液体环氧树脂中，确保活塞关闭，先打开真空泵持续两分钟抽真空，然后打开活塞使环氧树脂流入塑料盒中浸没薄片，然后固化12~24 h，将浸渍后薄片两面抛光处理，直至表面露出水化硅酸钙凝胶，制得待测试件；

步骤二.将步骤一制备的待测试件（1）外侧嵌入环氧树脂环（2），所述环氧树脂环（2）的厚度与待测试件（1）的厚度相同，所述环氧树脂环（2）的外径与直管（3）的内径一一对应，然后将环氧树脂环（2）和待测试件（1）放入直管（3）内部待测槽中，然后向阳极试件槽（7）中注入0.3 mol/L的氢氧化钠溶液，向阴极试件槽（8）中注入氢氧化钠溶液和氯化钠溶液的混合溶液，其中氢氧化钠溶液的物质的量为0.3 mol/L，氯化钠溶液的物质的量为1 mol/L，阳极试件槽（7）中溶液和阴极试件槽（8）中溶液的体积比为1:1，直流稳压电源（4）的电压采用9~24 V，通电后每隔1 h取1mL阳极试件槽（7）中液体于试验瓶中，每取出1 mL阳极试件槽（7）中液体后放回1mL 0.3 mol/L的氢氧化钠溶液，通电24~30 h后结束，用硝酸盐滴定法测定所取溶液的氯离子浓度c/（mol/L）；

步骤三.然后以氯离子浓度c/（mol/L）为纵坐标，时间t/h为横坐标，将步骤二获得的数据标定在平面直角坐标系中，绘制成阳极试件槽内氯离子浓度随时间的变化曲线图；

步骤四.步骤三绘制的曲线图中氯离子浓度线性增长部分进行线性拟合，得到斜率，然后利用下面公式计算水化硅酸钙凝胶的氯离子扩散系数：

式中，D-扩散系数，m²/s；

ΔE-电势差，V；

L-试件厚度，m；

A-试件面积，m²；

β-扩散面积修正系数，与水化龄期和水化硅酸钙体积分数有关；

c₀-阴极试件槽中初始氯离子浓度，mol/L；

V₁-阳极试件槽初始液体体积，m³；

Z-氯离子电荷的绝对值；

F-法拉第常数，取96500 C/mol；

R-气体常数，取8.314J/(mol•K)；

T-试验时室温的绝对温度，K；

基于上述方法的水化硅酸钙凝胶氯离子扩散系数的测定装置，所述测定装置包括待测槽、直管（3）、直流稳压电源（4）、弯管（5）、铜棒电极（6）、阳极试件槽（7）和阴极试件槽（8），所述弯管（5）设于直管（3）两侧，且弯管（5）和直管（3）无缝连接，所述待测槽设于直管（3）内侧中部，所述铜棒电极（6）分别与直流稳压电源（4）的正极和负极连接，并且所述铜棒电极（6）分别设于直管（3）中待测槽一侧管道内和待测槽另一侧管道内，所述阳极试件槽（7）为直流稳压电源（4）正极相接的铜棒电极所在的管道内部，所述阴极试件槽（8）设于直流稳压电源（4）负极相接的铜棒电极所在的管道内部。

2.根据权利要求1所述的一种水化硅酸钙凝胶氯离子扩散系数的测定方法，其特征在于，所述直管（3）为PVC硬直管，所述弯管（5）为PVC弯管。