[發明專利]一種水泥基材料氯離子結合穩定性的評價方法

有效

• 申請號: 201810228573.8
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108205046B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 張同生;田文立;郭奕群;陳鵬;王曉宇;韋江雄;余其俊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N31/16
• 分類號: G01N31/16
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅嘯秋

本發明屬于建材檢測技術領域，公開了一種水泥基材料氯離子結合穩定性的評價方法。將待測水泥基材料樣品破碎、干燥后置于Cl^?濃度為0.7mol/L、pH為13.3的NaCl?NaOH模擬孔溶液中浸泡，直至達到氯離子吸附平衡，過濾后取出樣品并干燥；然后分別加入到pH值為13.3、9.0、8.0、4.0、1.0的NaOH?HNO₃脫附溶液中浸泡至Cl^?濃度平衡，過濾，采用電位滴定儀分別測量各濾液中Cl^?含量，通過不同pH值脫附溶液中Cl^?濃度評價水泥基材料中各種水化產物對Cl^?的結合穩定性。本發明的評價方法與實際服役環境相似，測試準確度高。

技術領域

本發明屬于建材檢測技術領域，具體涉及一種水泥基材料氯離子結合穩定性的評價方法。

背景技術

目前，鋼筋混凝土結構耐久性的問題日益受到重視。大量研究表明，氯離子引起的鋼筋銹蝕是導致鋼筋混凝土結構失效的重要原因，鋼筋混凝土一般是混凝土包裹鋼筋的結構，外界環境中的氯離子通過水泥基材料的裂縫與孔隙逐步向內擴散并聚集在鋼筋表面，當擴散到鋼筋表面的氯離子達到一定濃度時，鋼筋的保護層發生破壞，引起鋼筋銹蝕，并生成膨脹性產物使水泥基材料開裂破壞。

往水泥基材料內部遷移的過程中，部分氯離子被水泥水化產物吸附，不再向內遷移。這部分氯離子被稱為結合氯離子，因與水泥水化產物結合的方式不同分為物理吸附與化學固化兩種。提高結合氯離子量，可以減少繼續向鋼筋表面遷移的自由氯離子，有助于推遲鋼筋表面達到臨界濃度的時間，從而提高鋼筋混凝土結構耐久性。然而在環境pH下降的情況下，水化產物及結合了氯離子的產物會發生分解，并且結合氯離子也會再次轉變為自由氯離子，加速了氯離子侵蝕作用。

現在通常采用水溶法與酸溶法(JTJ270-98《水運工程混凝土試驗規程》)對水泥基材料中氯離子存在形式及含量進行測試。采用酸溶法可測得水泥基材料中總氯離子的含量，水溶法測得物理吸附的氯離子含量，二者的差異即為化學結合氯離子含量。兩種方法結合運用表征了物理吸附與化學固化對水泥基材料結合氯離子能的貢獻，研究結果表明，化學結合穩定性強于物理吸附，通過酸溶法與水溶法也初步反映了水泥基材料的氯離子結合穩定性。

但是現行方法存在不足，酸溶法中用于溶解樣品的是濃度為6mol/L的硝酸，pH值小于1，在水泥基材料的實際使用過程中基本不會面對如此嚴苛的服役環境。因此，采用酸溶法評價化學固化氯離子的穩定性時會高估重新釋放的自由氯離子含量，從而導致鋼筋混凝土結構服役壽命預測值偏低。另外，水泥基材料一般為強堿性，僅采用強酸環境對其氯離子結合穩定性進行評價缺乏科學性，無法反映氯離子結合穩定性與服役環境的對應關系。

氯離子結合穩定性直接決定了水泥基材料中自由氯離子的含量，關系到氯離子在混凝土中的遷移與混凝土服役壽命的預測，因此迫切需要建立一種與實際服役環境相似的、且能反映與服役環境相對應的水泥基材料氯離子結合穩定性評價方法。

發明內容

針對以上現有技術存在的缺點和不足之處，本發明的目的在于提供一種水泥基材料氯離子結合穩定性的評價方法。該方法綜合考慮了水泥基材料的服役環境，更加科學地評價氯離子結合穩定性與環境pH值的對應關系。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種水泥基材料氯離子結合穩定性的評價方法，包括如下步驟：

(1)將待測水泥基材料樣品破碎、干燥后置于Cl^-濃度為0.7mol/L、pH為13.3的NaCl-NaOH模擬孔溶液中浸泡，直至達到氯離子吸附平衡，過濾后取出樣品并干燥；