[發明專利]一種水化硅酸鈣凝膠氯離子擴散系數的測定裝置及測定方法

有效

• 申請號: 201810731364.5
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN108982301B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 劉琳;陶廣慧;宋丹雅;徐夏佺
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

1.一種水化硅酸鈣凝膠氯離子擴散系數的測定方法，其特征在于，所述測定方法包括以下步驟：

步驟一.將水泥和蒸餾水按照水灰比為0.3~0.6的比例混合并攪拌均勻，然后裝入離心管中真空密封，在溫度為20℃±2℃，相對濕度在95%以上的標準條件下養護28~56 d形成圓柱形毛培，然后將圓柱形毛培切割并打磨成薄片，然后將薄片浸沒在6 mol/L硝酸銨溶液中進行脫鈣處理60~400 min，然后將脫鈣處理后的薄片在30 ℃超聲波浴中清洗5 min，然后用紙巾將清洗后薄片表面水分擦干放入塑料盒內，然后使薄片在相對濕度為80%~85%的氮氣環境中靜置7~10 d，然后在真空玻璃干燥器中導出一根帶有活塞的軟管插入液體環氧樹脂中，確保活塞關閉，先打開真空泵持續兩分鐘抽真空，然后打開活塞使環氧樹脂流入塑料盒中浸沒薄片，然后固化12~24 h，將浸漬后薄片兩面拋光處理，直至表面露出水化硅酸鈣凝膠，制得待測試件；

步驟二.將步驟一制備的待測試件（1）外側嵌入環氧樹脂環（2），所述環氧樹脂環（2）的厚度與待測試件（1）的厚度相同，所述環氧樹脂環（2）的外徑與直管（3）的內徑一一對應，然后將環氧樹脂環（2）和待測試件（1）放入直管（3）內部待測槽中，然后向陽極試件槽（7）中注入0.3 mol/L的氫氧化鈉溶液，向陰極試件槽（8）中注入氫氧化鈉溶液和氯化鈉溶液的混合溶液，其中氫氧化鈉溶液的物質的量為0.3 mol/L，氯化鈉溶液的物質的量為1 mol/L，陽極試件槽（7）中溶液和陰極試件槽（8）中溶液的體積比為1:1，直流穩壓電源（4）的電壓采用9~24 V，通電后每隔1 h取1mL陽極試件槽（7）中液體于試驗瓶中，每取出1 mL陽極試件槽（7）中液體后放回1mL 0.3 mol/L的氫氧化鈉溶液，通電24~30 h后結束，用硝酸鹽滴定法測定所取溶液的氯離子濃度c/（mol/L）；

步驟三.然后以氯離子濃度c/（mol/L）為縱坐標，時間t/h為橫坐標，將步驟二獲得的數據標定在平面直角坐標系中，繪制成陽極試件槽內氯離子濃度隨時間的變化曲線圖；

步驟四.步驟三繪制的曲線圖中氯離子濃度線性增長部分進行線性擬合，得到斜率，然后利用下面公式計算水化硅酸鈣凝膠的氯離子擴散系數：

式中，D-擴散系數，m²/s；

ΔE-電勢差，V；

L-試件厚度，m；

A-試件面積，m²；

β-擴散面積修正系數，與水化齡期和水化硅酸鈣體積分數有關；

c₀-陰極試件槽中初始氯離子濃度，mol/L；

V₁-陽極試件槽初始液體體積，m³；

Z-氯離子電荷的絕對值；

F-法拉第常數，取96500 C/mol；

R-氣體常數，取8.314J/(mol?K)；

T-試驗時室溫的絕對溫度，K；

基于上述方法的水化硅酸鈣凝膠氯離子擴散系數的測定裝置，所述測定裝置包括待測槽、直管（3）、直流穩壓電源（4）、彎管（5）、銅棒電極（6）、陽極試件槽（7）和陰極試件槽（8），所述彎管（5）設于直管（3）兩側，且彎管（5）和直管（3）無縫連接，所述待測槽設于直管（3）內側中部，所述銅棒電極（6）分別與直流穩壓電源（4）的正極和負極連接，并且所述銅棒電極（6）分別設于直管（3）中待測槽一側管道內和待測槽另一側管道內，所述陽極試件槽（7）為直流穩壓電源（4）正極相接的銅棒電極所在的管道內部，所述陰極試件槽（8）設于直流穩壓電源（4）負極相接的銅棒電極所在的管道內部。

2.根據權利要求1所述的一種水化硅酸鈣凝膠氯離子擴散系數的測定方法，其特征在于，所述直管（3）為PVC硬直管，所述彎管（5）為PVC彎管。