一種混凝土溶蝕試驗方法技術

本發明專利技術涉及一種混凝土溶蝕試驗方法，具體涉及化學法加速溶蝕進程方法，溶蝕程度評價指標及其測試方法。發明專利技術提出的一種混凝土溶蝕試驗方法，其化學法加速混凝土溶蝕進程的方法符合混凝土溶蝕規律，方法簡單，操作方便，加速效果顯著，溶蝕程度評價指標科學合理，能客觀反應混凝土溶蝕程度，溶蝕程度測試方法步驟清晰，測試結果精確度高，特別適用于研究混凝土溶蝕耐久性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于建筑材料領域，具體涉及一種混凝土溶蝕試驗方法。
技術介紹
溶蝕，也稱溶出性侵蝕，是硅酸鹽水泥水化產物Ca(OH)2、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等不斷溶解于水的現象。當混凝土與環境水持續接觸時水泥水化產物將不斷溶解流失，混凝土結構逐漸變得疏松，孔隙率增大，強度降低，進而發生溶蝕破壞。溶蝕是硅酸鹽水泥的本質所決定的，從水泥制品剛浸入水中就立即開始，而混凝土溶蝕破壞是一個極其緩慢的過程。20世紀80年代中期全國水工混凝土耐久性及病害調查結果表明，在調查的32座大壩中，滲漏溶蝕病害發生率100％。90年代國家電力公司的調研結果表明，運行多年的豐滿、佛子嶺、新安江、梅山、古田溪等壩，都存在不同程度的溶蝕病害，其中一些輕型壩尤為嚴重。另外，工業用污水處理廠結構混凝土以及處置放射性廢物的容器等長期與水接觸的混凝土工程，溶蝕病害也不容忽視。凍融循環、堿-骨料反應、滲漏溶蝕、鋼筋銹蝕等耐久性問題是威脅混凝土結構安全的主要問題。經過近半個世紀的理論研究與工程實踐，除滲漏溶蝕外，上述其它耐久性方面的研究成果豐富，形成了系統的測試方法、評價準則和規程規范。分析原因主要是由于滲漏溶蝕進程極其緩慢，工程界重視程度不夠，且實驗室很難有效模擬溶蝕過程，缺少試驗方法和評價指標。已公開的專利(公開號CN 101393194A)提出了一種電化學加速混凝土溶蝕試驗方法和裝置，遺憾的是該方法需要有專門的裝置，且溶蝕過程是對混凝土試件的全斷面的溶蝕，與實際工程中混凝土的溶蝕規律不一致，實際混凝土的溶蝕過程是從與水接觸的表面開始不斷向內部延伸，另外，溶蝕程度評價方法也不能反應實際情況。本專利技術涉及一種混凝土溶蝕試驗方法，具體涉及化學法加速溶蝕進程方法、溶蝕程度評價指標及其測試方法，特別適用于研究混凝土滲漏溶蝕耐久性。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種混凝土溶蝕試驗方法，包含化學法加速溶蝕進程方法、溶蝕程度評價指標和測試方法，特別適用于研究混凝土溶蝕耐久性。本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現：一種混凝土溶蝕試驗方法，該方法包括化學法加速溶蝕進程方法，溶蝕程度評價指標及其測試方法；具體步驟如下：保留混凝土試件溶蝕起始面，其余表面刮涂封閉材料，將混凝土試件放入試驗容器中，采用分析純硝酸銨試劑和去離子水配制1～6mol/L硝酸銨溶液，注入試驗容器中，加入硝酸銨溶液的量為硝酸銨溶液應淹沒混凝土試件預溶蝕面，化學加速混凝土溶蝕，達到預定溶蝕時間后取出混凝土試件并沿溶蝕起始面法向方向也就是溶蝕發展方向切開，待斷面風干后噴指示劑初步確定溶蝕前鋒線位置，從混凝土試件中切取包含部分溶蝕起始面和部分初步確定的溶蝕前鋒線在內的砂漿小試樣，用掃面電鏡背散射分析技術，從溶蝕起始面開始沿溶蝕發展方向連續測試砂漿小試件表面鈣的相對含量，精確確定溶蝕前鋒線位置，測定溶蝕深度，計算以CaO計的鈣離子溶出率，本專利技術提出溶蝕深度和以CaO計的鈣離子溶出率為溶蝕程度評價指標，定義溶蝕深度為沿溶蝕發展方向溶蝕起始面至溶蝕前鋒線的距離，定義以CaO計的鈣離子溶出率為混凝土遭受溶蝕作用區域內鈣離子溶出量與水泥中鈣離子初始含量的比值。其中，該方法所述試件溶蝕起始面是試件與溶蝕介質接觸的表面。其中，使用的密封材料與混凝土試件表面有良好的粘結性能，與硝酸銨溶液不發生化學反應或離子交換。其中，使用的試驗容器為塑料容器或有機玻璃槽，試驗容器與硝酸銨溶液不發生化學反應或離子交換。其中，使用的指示劑為酚酞指示劑，酚酞指示劑遇堿性變成粉紅色。其中，該方法所述溶蝕前鋒線是指：由于溶蝕作用混凝土中鈣離子含量開始降低的臨界線，也是混凝土遭受和未遭受溶蝕作用的分界線，隨著溶蝕作用持續進行，溶蝕前鋒線沿溶蝕發展方向不斷向混凝土內部延伸。其中，該方法所述用背散射分析技術，從溶蝕起始面開始沿溶蝕發展方向連續測試砂漿小試件表面的鈣離子相對含量，測試時應避開粗骨料。其中，該方法所述溶蝕前鋒線的確定包括初步確定和精確確定，溶蝕前鋒線的初步確定針對混凝土試件，精確確定針對砂漿小試件。其中，該方法所述混凝土遭受溶蝕作用區域內鈣離子溶出量為達到預定溶蝕時間時試驗容器中硝酸銨溶液的體積與以CaO計的鈣離子濃度的乘積。其中，該方法所述水泥中鈣離子初始含量為遭受溶蝕作用區域混凝土體積、單位體積混凝土中水泥用量、水泥中以CaO計的鈣離子百分含量三者的乘積。本專利技術的有益效果為：本專利技術提出的一種混凝土溶蝕試驗方法，其化學法加速混凝土溶蝕進程的方法符合混凝土溶蝕規律，方法簡單，操作方便，加速效果顯著，溶蝕程度評價指標科學合理，能客觀反應混凝土溶蝕程度，溶蝕程度測試方法步驟清晰，測試結果精確度高，特別適用于研究混凝土溶蝕耐久性。附圖說明圖1為混凝土試件加速溶蝕試驗示意圖。其中1是試驗容器、2是硝酸銨溶液、3是混凝土試件、4是溶蝕起始面、5是密封材料、6是溶蝕發展方向。圖2為混凝土試件沿溶蝕發展方向切開斷面示意圖。其中21是混凝土試件中未發生溶蝕作用區域(噴指示劑后變為粉紅色)、22是密封材料、23是混凝土試件中發生溶蝕作用區域(噴指示劑后不變色)、24是溶蝕起始面、25是砂漿小試樣、26是初步確定的溶蝕前鋒線、27是溶蝕
發展方向。圖3為將混凝土試件沿溶蝕方向切開后，斷面晾干后噴酚酞指示劑初步確定溶蝕前鋒線位置的示意圖。圖4為取包含部分溶蝕起始面和部分初步確定的溶蝕前鋒線的砂漿小試件，經干燥、噴金后標注測試線的示意圖。圖5為用掃面電鏡背散射分析砂漿小試件表面沿溶蝕發展方向測試線上鈣的相對含量的示意圖。具體實施方式一種混凝土溶蝕試驗方法，包含化學法加速溶蝕進程方法、溶蝕程度評價指標和測試方法。一種化學法加速混凝土溶蝕進程方法，清洗混凝土試件表面、晾干，保留試件溶蝕起始面其余表面刮涂封閉材料，將混凝土試件放入試驗容器中，配制(1～6)mol/L硝酸銨溶液，將溶液注入試驗容器中，化學法加速混凝土溶蝕。其中，所述溶蝕起始面是試件與硝酸銨溶液接觸的表面。其中，所述密封材料與混凝土試件表面有良好的粘結性能，與硝酸銨溶液不發生化學反應或離子交換。其中，所述硝酸銨溶液采用分析純硝酸銨試劑和去離子水配制，硝酸銨溶液應淹沒混凝土試件預溶蝕面。其中，所述試驗容器為塑料容器或有機玻璃槽，試驗容器與硝酸銨溶液不發生化學反應或離子交換。其中，試件溶蝕起始面應與硝酸銨溶液充分接觸。混凝土溶蝕程度評價指標，本專利技術提出溶蝕深度和鈣離子(以CaO計)溶出
率為混凝土溶蝕程度評價指標，定義溶蝕深度為沿溶蝕發展方向溶蝕起始面至溶蝕前鋒線的距離，定義鈣離子溶出率為混凝土遭受溶蝕作用區域內鈣離子(以CaO計)溶出量與水泥中鈣離子(以CaO計)初始含量的比值。其中，所述溶蝕發展方向為垂直于溶蝕起始面向混凝土內部延伸的方向。其中，所述溶蝕前鋒線是由于溶蝕作用混凝土中鈣離子含量開始降低的臨界線，也是混凝土遭受和未遭受溶蝕作用的分界線，隨著溶蝕作用持續進行，溶蝕前鋒線沿溶蝕發展方向不斷向混凝土內部延伸。其中，所述鈣離子(以CaO計)溶出量為溶蝕加速試驗結束時試驗容器中硝酸銨溶液的體積與鈣離子(以CaO計)濃度的乘積。其中，所述混凝土遭受溶蝕作用區域內水泥中鈣離子(以CaO計)初始含量為遭受溶蝕作用區域混凝土的體積、單位體積混凝土中水泥用量、水泥中鈣離子(以本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混凝土溶蝕試驗方法，其特征在于：該方法包括化學法加速溶蝕進程方法，溶蝕程度評價指標及其測試方法；具體步驟如下：保留混凝土試件溶蝕起始面，其余表面刮涂封閉材料，將混凝土試件放入試驗容器中，采用分析純硝酸銨試劑和去離子水配制1～6mo1/L硝酸銨溶液，注入試驗容器中，加入硝酸銨溶液的量為硝酸銨溶液應淹沒混凝土試件預溶蝕面，化學加速混凝土溶蝕，達到預定溶蝕時間后取出混凝土試件并沿溶蝕起始面法向方向也就是溶蝕發展方向切開，待斷面風干后噴指示劑初步確定溶蝕前鋒線位置，從混凝土試件中切取包含部分溶蝕起始面和部分初步確定的溶蝕前鋒線在內的砂漿小試樣，用掃面電鏡背散射分析技術，從溶蝕起始面開始沿溶蝕發展方向連續測試砂漿小試件表面鈣的相對含量，精確確定溶蝕前鋒線位置，測定溶蝕深度，計算以CaO計的鈣離子溶出率，本專利技術提出溶蝕深度和以CaO計的鈣離子溶出率為溶蝕程度評價指標，定義溶蝕深度為沿溶蝕發展方向溶蝕起始面至溶蝕前鋒線的距離，定義以CaO計的鈣離子溶出率為混凝土遭受溶蝕作用區域內鈣離子溶出量與水泥中鈣離子初始含量的比值。

【技術特征摘要】
1.一種混凝土溶蝕試驗方法，其特征在于：該方法包括化學法加速溶蝕進程方法，溶蝕程度評價指標及其測試方法；具體步驟如下：保留混凝土試件溶蝕起始面，其余表面刮涂封閉材料，將混凝土試件放入試驗容器中，采用分析純硝酸銨試劑和去離子水配制1～6mo1/L硝酸銨溶液，注入試驗容器中，加入硝酸銨溶液的量為硝酸銨溶液應淹沒混凝土試件預溶蝕面，化學加速混凝土溶蝕，達到預定溶蝕時間后取出混凝土試件并沿溶蝕起始面法向方向也就是溶蝕發展方向切開，待斷面風干后噴指示劑初步確定溶蝕前鋒線位置，從混凝土試件中切取包含部分溶蝕起始面和部分初步確定的溶蝕前鋒線在內的砂漿小試樣，用掃面電鏡背散射分析技術，從溶蝕起始面開始沿溶蝕發展方向連續測試砂漿小試件表面鈣的相對含量，精確確定溶蝕前鋒線位置，測定溶蝕深度，計算以CaO計的鈣離子溶出率，本發明提出溶蝕深度和以CaO計的鈣離子溶出率為溶蝕程度評價指標，定義溶蝕深度為沿溶蝕發展方向溶蝕起始面至溶蝕前鋒線的距離，定義以CaO計的鈣離子溶出率為混凝土遭受溶蝕作用區域內鈣離子溶出量與水泥中鈣離子初始含量的比值。2.根據權利要求1所述的一種混凝土溶蝕試驗方法，其特征在于：該方法所述試件溶蝕起始面是試件與溶蝕介質接觸的表面。3.根據權利要求1所述的一種混凝土溶蝕試驗方法，其特征在于：使用的密封材料與混凝土試件表面有良好的粘結性能，與硝酸銨溶液不發生化學反應或離子交換。4.根據權利要求1所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孔祥芝，陳改新，魯一暉，紀國晉，李曙光，劉艷霞，馬臨濤，李蓉，劉晨霞，計濤，
申請(專利權)人：北京中水科海利工程技術有限公司，中國水利水電科學研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11