【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水泥基材料檢測，特別是一種水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)及方法。
技術介紹
1、混凝土的碳化是混凝土所受到的一種化學腐蝕，目前的方法主要是將二氧化碳氣體通過硬化混凝土細孔滲透到混凝土內，與其堿性物質(ca(oh)2)發(fā)生化學反應后生成碳酸鹽(caco3)和水，使混凝土堿性降低。碳化作用主要是通過發(fā)生上述反應，生成致密碳化產物，改善混凝土再生骨料的物理性能，從而提高再生骨料混凝土的工作性能，其中堿性的降低會導致ph值的變化；這一過程是從混凝土表面開始，隨著時間的推移深度逐漸加深。
2、而目前存在的水泥基材試件碳化效果檢測方法仍拘于將試件破碎后，利用ph測試液進行ph測定，間接判斷水泥基材試件的碳化效果。其操作及其不便，且測定結果精確度不足。
3、目前，現有技術一般是直接采用氣態(tài)或液態(tài)二氧化碳對試件進行碳化，其本質仍然是二氧化碳溶于水生成碳酸得到碳酸根離子，以碳酸根離子形式進行反應，而對于現有技術而言，要使足量的二氧化碳進入水泥基材試件內部，并與其堿性組分完成化學反應，該過程對于溫度、濕度、試件含水率、試件大小等有著極其嚴格的要求，且最佳試驗條件并未明了，其碳化效果較差，耗時較長。
4、常規(guī)方式是利用氣態(tài)co2對水泥基材料進行碳化、礦化實踐，通常采用提高環(huán)境中氣態(tài)co2濃度的方式進行適當加速；少部分采用其他相態(tài)(例如：液態(tài)等)co2進行水泥基材加速碳化或礦化；氣態(tài)co2碳化效率低、反應時間長，極大地降低了水泥基材的碳化速率；液態(tài)co2存在co2相態(tài)不穩(wěn)定的潛在風險，導致碳化反應難以穩(wěn)
5、因此，需要一種更加有效的碳化或礦化系統(tǒng)及方法。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)及方法，該方法利用通電加速碳酸根離子遷移快速實現水泥基材試件碳化檢測過程。
2、為達到上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、本專利技術提供的水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)，包括測試臺，其特征在于：所述測試臺上設置有碳酸根離子生成單元、試件槽、電場加速單元、碳化或礦化狀態(tài)檢測單元；
4、所述碳酸根離子生成單元，用于生成在待測試件中進行碳化反應所需的碳酸根離子；
5、所述試件槽，用于設置待測試件；
6、所述電場加速單元設置于試件槽兩側，用于對待測試件施加用于加速碳酸根離子遷移的電壓；
7、所述碳化或礦化狀態(tài)檢測單元，用于通過檢測穿過待測試件的碳酸根離子濃度來確定待測試件的碳化程度。
8、進一步，所述碳酸根離子生成單元包括溶液槽、氣體輸送裝置、測量裝置；
9、所述溶液槽下部設置為用于容納飽和氫氧化鈉溶液的溶液部，所述溶液槽上部為用于容納二氧化碳氣體的氣體部，所述測量裝置設置于溶液部中用于測量溶液中碳酸根離子濃度；所述氣體輸送裝置用于向溶液槽中的氣體部輸送二氧化碳氣體。
10、進一步，所述氣體輸送裝置包括二氧化碳輸送管道、閥門、二氧化碳壓力檢測儀；所述二氧化碳輸送管道，用于向測試臺中輸送二氧化碳氣體；所述閥門設置于二氧化碳輸送管道上用于控制輸送二氧化碳氣體的通斷狀態(tài)；所述二氧化碳壓力檢測儀設置于氣體部中，用于檢測二氧化碳氣體壓力。
11、進一步，所述碳酸根離子生成單元還包括二氧化碳進氣控制單元，所述二氧化碳進氣控制單元用于根據二氧化碳壓力確定閥門的通斷狀態(tài)，以適于向溶液槽內輸送二氧化碳氣體。
12、進一步，還包括顯示裝置，所述顯示裝置包括顯示屏、處理分析單元；所述二氧化碳壓力檢測儀、測量裝置分別與處理分析單元連接；所述顯示屏用于輸出二氧化碳壓力檢測儀的檢測結果數據；用于輸出測量裝置對溶液部中碳酸根離子濃度的檢測結果；
13、進一步，所述電場加速單元包括陽極板、陰極板、電源；所述陽極板、陰極板分別與電源連接，所述陽極板、陰極板分別設置于待測試件兩側，所述陽極板、陰極板形成的電場用于將溶液部的碳酸根離子加速遷移到待測試件中；
14、進一步，所述碳化狀態(tài)檢測單元包括去離子水槽，所述去離子水槽一側用于設置待測試件，用于接收從待測試件中穿出的碳酸根離子；所述去離子水槽中設置有用于檢測碳酸根離子濃度的檢測儀。
15、本專利技術提供的利用上述水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)進行的碳化或礦化方法，包括以下步驟：
16、s1：將待試驗對象即水泥基材試件放置于電極板之間；
17、s2：打開閥門，讓二氧化碳進入區(qū)域一，且充滿區(qū)域二，并在區(qū)域二形成穩(wěn)定壓強；得到氫氧化鈉、碳酸鈉混合溶液后，關閉閥門；
18、s3：打開電源，通過電極板之間的電場使得碳酸根離子加速定向移動，并與試件內部堿性組分反應；
19、s4：通過監(jiān)測儀器時監(jiān)測區(qū)域二內的二氧化碳壓強與區(qū)域三內碳酸鈉濃度；并在顯示屏上顯示濃度變化圖形；確定碳化或礦化完成程度。
20、進一步，所述步驟s3打開電源后，按照以下步驟進行碳化處理，具體步驟如下：
21、在區(qū)域一中置有過量的氫氧化鈉晶體，保持區(qū)域一中氫氧化鈉溶液濃度；
22、通過向區(qū)域二中輸入氣態(tài)二氧化碳與氫氧化鈉反應生成新的碳酸鈉，使整個區(qū)域一處于氫氧化鈉與碳酸鈉混合的狀態(tài)。
23、進一步，所述步驟s3打開電源后，按照以下步驟進行礦化處理，具體步驟如下：
24、通過監(jiān)測區(qū)域三中碳酸根離子的濃度并通過終端顯示屏反應其隨時間的變化圖形，當該圖形呈現線性增長變化趨勢時，可判斷水泥基試件完成礦化；
25、通過終端顯示屏中區(qū)域三碳酸根離子濃度圖形，控制運行時間，可得到不同碳化程度的試件。
26、本專利技術的有益效果在于：
27、本專利技術提供的水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)及方法，本系統(tǒng)利用電遷移法使碳酸根離子發(fā)生定向遷移，快速的進入水泥基試件內，與試件內的氫氧化鈣、水化硅酸鈣等堿性組分發(fā)生化學反應生成致密物，從而加速碳化。
28、本專利技術利用二氧化碳壓力檢測儀，實時反應二氧化碳壓力值，通過控制閥門開閉狀態(tài)及時補充調整二氧化碳濃度，從而維持裝置及系統(tǒng)運行時所需的碳酸根離子濃度穩(wěn)定，因此可以實現對整套裝置中co2濃度、壓力可控；co2濃度可控主要優(yōu)勢在于保證溶液中co32-離子的含量維持穩(wěn)定狀態(tài)、壓力可控主要是為了進一步在加壓狀態(tài)下進一步驅動co2溶解及溶液中co32-離子加速遷移，提高水泥基試件碳化或礦化效率；相較于現有的水泥基材碳化手段，本技術結合電遷移法，使碳酸根離子在電場作用下可快速進入水泥基材試件，在實現充分碳化的同時，大大減少碳化時長；通過終端顯示屏，可實時觀測碳化完成程度，進一步保障碳化或礦化的充分性。
29、本系統(tǒng)通過碳酸根離子遷移到存在一定含水量的試件內部，可直接與氫氧化鈣以及水化硅酸鈣等堿性組分進行反應，對于各類試驗條件并無特殊要求，使整個運行過程更加簡捷便利。
30、本專利技術的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)，包括測試臺，其特征在于：所述測試臺上設置有碳酸根離子生成單元、試件槽、電場加速單元、碳化或礦化狀態(tài)檢測單元；
2.如權利要求1所述的水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)，其特征在于：所述碳酸根離子生成單元包括溶液槽、氣體輸送裝置、測量裝置；
3.如權利要求1所述的水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)，其特征在于：所述氣體輸送裝置包括二氧化碳輸送管道、閥門、二氧化碳壓力檢測儀；所述二氧化碳輸送管道，用于向測試臺中輸送二氧化碳氣體；所述閥門設置于二氧化碳輸送管道上用于控制輸送二氧化碳氣體的通斷狀態(tài)；所述二氧化碳壓力檢測儀設置于氣體部中，用于檢測二氧化碳氣體壓力。
4.如權利要求1所述的水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)，其特征在于：所述碳酸根離子生成單元還包括二氧化碳進氣控制單元，所述二氧化碳進氣控制單元用于根據二氧化碳壓力確定閥門的通斷狀態(tài)，以適于向溶液槽內輸送二氧化碳氣體。
5.如權利要求1所述的水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)，其特征在于：還包括顯示裝置，所述顯示裝置包括顯示屏、處理分析單元；所述二氧化碳壓力檢測
6.如權利要求1所述的水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)，其特征在于：所述電場加速單元包括陽極板、陰極板、電源；所述陽極板、陰極板分別與電源連接，所述陽極板、陰極板分別設置于待測試件兩側，所述陽極板、陰極板形成的電場用于將溶液部的碳酸根離子加速遷移到待測試件中。
7.如權利要求1所述的水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)，其特征在于：所述碳化狀態(tài)檢測單元包括去離子水槽，所述去離子水槽一側用于設置待測試件，用于接收從待測試件中穿出的碳酸根離子；所述去離子水槽中設置有用于檢測碳酸根離子濃度的檢測儀。
8.利用上述權利要求1至7中任一項所述的水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)進行的碳化或礦化方法，其特征在于：包括以下步驟：
9.如權利要求8所述的水泥基材通電加速碳化或礦化方法，其特征在于：所述步驟S3打開電源后，按照以下步驟進行碳化處理，具體步驟如下：
10.如權利要求8所述的水泥基材通電加速碳化或礦化方法，其特征在于：所述步驟S3打開電源后，按照以下步驟進行礦化處理，具體步驟如下：
...【技術特征摘要】
1.水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)，包括測試臺，其特征在于：所述測試臺上設置有碳酸根離子生成單元、試件槽、電場加速單元、碳化或礦化狀態(tài)檢測單元；
2.如權利要求1所述的水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)，其特征在于：所述碳酸根離子生成單元包括溶液槽、氣體輸送裝置、測量裝置；
3.如權利要求1所述的水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)，其特征在于：所述氣體輸送裝置包括二氧化碳輸送管道、閥門、二氧化碳壓力檢測儀；所述二氧化碳輸送管道，用于向測試臺中輸送二氧化碳氣體；所述閥門設置于二氧化碳輸送管道上用于控制輸送二氧化碳氣體的通斷狀態(tài)；所述二氧化碳壓力檢測儀設置于氣體部中，用于檢測二氧化碳氣體壓力。
4.如權利要求1所述的水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)，其特征在于：所述碳酸根離子生成單元還包括二氧化碳進氣控制單元，所述二氧化碳進氣控制單元用于根據二氧化碳壓力確定閥門的通斷狀態(tài)，以適于向溶液槽內輸送二氧化碳氣體。
5.如權利要求1所述的水泥基材通電加速碳化或礦化系統(tǒng)，其特征在于：還包括顯示裝置，所述顯示裝置包括顯示屏、處理分析單元；所述二氧化碳壓力檢測儀、測量裝置分別與處理分析單元連接；所述顯...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：蔣小慧，李瑩瑩，葉湘渝，張旭，胡珍，陳祥，陳宗楠，
申請(專利權)人：重慶交通大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。