[发明专利]混凝土防护涂层抵抗铯离子渗透效果测试与表征方法

权利要求书

1.一种混凝土防护涂层抵抗铯离子渗透效果测试与表征方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、成型Φ100mm的圆柱体混凝土试块，养护至目标龄期后，从中切割出2个厚度为50±2mm的圆饼状试块；

B、在其中一个圆饼状试块的上表面或下表面、以及侧面涂覆防护涂层，并按涂层的要求养护；另一个圆饼状试块不做任何处理并放置于同样的环境条件；

C、将两个圆饼状试块在饱和NaCl溶液中真空饱水24h后，分别放入混凝土铯离子加速扩散装置，进行铯离子渗透试验；并保持涂覆防护涂层的试块铯离子从带涂层的表面向未带涂层的表面加速渗透；

D、将渗透完的圆饼状试块烘干后，采用高精度分层粉磨设备，以0.02～0.5mm每层的厚度从带涂层的表面开始进行分层粉磨；

E、对分层粉磨得到的所有粉末样品采用X射线荧光光谱仪或质谱仪测试铯离子含量并以质量分数表示；

F、分析涂覆防护涂层的圆饼状试块和不做任何处理的圆饼状试块表层混凝土铯离子含量随深度变化，按铯离子的最大渗透深度差异或相同深度铯离子含量的衰减情况对防护涂层抵抗铯离子渗透效果进行表征。

2.根据权利要求1所述的混凝土防护涂层抵抗铯离子渗透效果测试与表征方法，其特征在于，所述混凝土铯离子加速扩散装置包括相互连通的第一腔室和第二腔室，经一安放在两者连通处的所述圆饼状试块的阻隔和渗透，所述第一腔室和第二腔室被分隔为相对独立的阳极溶液池和阴极溶液池，所述阳极溶液池内安放有阳极棒，所述阴极溶液池内安放有阴极棒，所述阳极棒和阴极棒与直流电源相连。

3.根据权利要求1或2所述的混凝土防护涂层抵抗铯离子渗透效果测试与表征方法，其特征在于，所述铯离子渗透试验包括以下步骤：

A、将圆饼状试块装入铯离子加速扩散装置中，圆饼状试块的安装方向需保证带防护涂层的表面与阳极溶液接触，未带防护涂层的表面与阴极溶液接触；

B、在阳极溶液池中装满CsCl溶液，在阴极溶液池中加入NaCl溶液，将阴极棒和阳极棒分别插入阴阳极溶液池中，并将阳极棒连接电源的正极、阴极棒连接电源的负极；

C、打开直流电源，将电压调整至30～90V，持续24h；

D、将试块取出，去除表面涂层后用于后续分层粉磨。

4.根据权利要求1所述的混凝土防护涂层抵抗铯离子渗透效果测试与表征方法，其特征在于，

按下式(1)或下式(2)计算得到的防护涂层抵抗铯离子渗透系数表征：

式中：σ₁为防护涂层抵抗铯离子渗透系数，h_t为涂覆涂层的圆饼状试块铯离子最大渗透深度，h_b为不做任何处理圆饼状试块铯离子的最大渗透深度；

式中：σ₂为防护涂层抵抗铯离子渗透系数，n为涂覆涂层的圆饼状试块铯离子最大渗透深度处对应的分层粉磨层数，m_i为涂覆涂层的圆饼状试块第i层粉磨样品中铯离子含量，Mi为不做任何处理圆饼状试块第i层粉磨样品中铯离子含量。

5.根据权利要求1或4所述的混凝土防护涂层抵抗铯离子渗透效果测试与表征方法，其特征在于，分层粉磨时，当混凝土的强度等级低于C50时，按0.5mm一层进行分层粉磨；当混凝土的强度等级在C50～C70范围内时，按0.1mm一层进行分层粉磨；当混凝土强度等级高于C70时，按0.02mm一层进行分层粉磨。

6.根据权利要求3所述的混凝土防护涂层抵抗铯离子渗透效果测试与表征方法，其特征在于，所述CsCl溶液的浓度为0.2mol/L；所述NaCl溶液的浓度为0.2mol/L。

7.根据权利要求6所述的混凝土防护涂层抵抗铯离子渗透效果测试与表征方法，其特征在于，配制CsCl溶液的CsCl试剂中的Cs元素为非放射性稳定同位素¹³³Cs。