[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

说明书

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，属于混凝土结构耐久性测定技术领域。所述测定装置包括待测槽、直管、直流稳压电源、弯管、铜棒电极、阳极试件槽和阴极试件槽，所述测定方法包括待测试件的制备、测定装置的连接、电迁移试验及试验结果处理。所述测定方法提供一种使氯离子的扩散路径由毛细孔变为凝胶孔的试件制备方法，采用该方法制得的试件表面毛细孔被环氧树脂填充，内部毛细孔处于干燥状态，水化硅酸钙的凝胶孔处于湿润状态，使氯离子在试验过程中以湿润的水化硅酸钙凝胶孔为主要扩散路径。本发明的试验装置结构简单合理，操作方便，能够精确地获得氯离子在水化硅酸钙凝胶中的扩散系数。

技术领域

本发明涉及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，属于混凝土结构耐久性测定技术领域。

背景技术

在沿海地区以及寒冷地区（使用除冰盐），氯离子引起的钢筋锈蚀是导致混凝土结构耐久性劣化的主要原因，钢筋锈蚀造成了巨大的经济损失，因此，混凝土抗氯离子渗透性能已成为评价混凝土耐久性的重要指标之一。

宏观尺度上，混凝土可视为界面过渡区、水泥水化物及骨料，其中，水泥水化物主要包括水化硅酸钙（C-S-H）、氢氧化钙晶体（CH）和硫酸盐水化物。在过去几十年里，世界各国学者对混凝土氯离子渗透性能做了很多试验研究，主要有静态扩散法、电加速氯离子迁移法、电导法、气体渗透法等，混凝土氯离子扩散系数的试验测定中，试件处于保水状态，其氯离子的扩散路径以毛细孔为主，而水化硅酸钙凝胶氯离子扩散系数的测定要以凝胶孔为主要扩散路径。因此这些现有的测定技术不能精确测得水化硅酸钙凝胶氯离子扩散系数。

发明内容

解决的技术问题：现有的测定技术仅适用于测定主要扩散路径为毛细孔的混凝土氯离子扩散系数，不能精确地测得水化硅酸钙凝胶的氯离子扩散系数，而氯离子在水化硅酸钙凝胶中的主要扩散路径为凝胶孔，因此本发明提出了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，该装置具有结构简单合理、适用灵活性好、经济成本低、操作简单方便等优点，所述测定方法准确有效，能够快速地获得氯离子在水化硅酸钙凝胶中的扩散系数。

技术方案：一种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、直流稳压电源、弯管、铜棒电极、阳极试件槽和阴极试件槽，所述弯管设于直管两侧，且弯管和直管无缝连接，所述待测槽设于直管内侧中部，所述铜棒电极分别与直流稳压电源的正极和负极连接，并且所述铜棒电极分别设于直管中待测槽一侧管道内和待测槽另一侧管道内，所述阳极试件槽为直流稳压电源正极相接的铜棒电极所在的管道内部，所述阴极试件槽设于直流稳压电源负极相接的铜棒电极所在的管道内部。

作为优选，所述直管为PVC硬直管，所述弯管为PVC弯管。

作为优选，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；