[发明专利]无电极电测法测定混凝土氯离子渗透系数的方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土性能检测技术领域，涉及一种无电极电测法测定混凝土氯离子渗透系数的方法。

背景技术

为了评估混凝土的耐久性，现有测试方法包括自然渗透法ASTM C1556(2004)、电量法ASTM C1202-94、渗透系数法(研究者Luping Tang，K.Stanisha)、NEL法(清华大学路新瀛)等。

氯离子自然扩散法(ASTM C1556)，是将混凝土浸泡在氯化钠溶液中，经过分段切取混凝土磨粉、浸取、电化学滴定等实验步骤，建立氯离子浓度与扩散距离的关系，利用Fick第二定理，计算扩散系数。该方法与实际情况相似，但测试所需时间长，尤其对于密实度高的混凝土；同时，过长的浸泡时间会导致测试过程中混凝土的渗透性发生改变，引起较大测试误差。

电通量法(ASTM C1202，ASSHTO T277)，是在Φ100×50mm的混凝土试样两侧施加60V的直流电压，通过检测6小时内流过的电量大小来评价混凝土的渗透性。已有大量报道，60V的直流电压会导致明显的电极极化反应，以及测试过程中导电溶液温度升高等问题造成测量误差。

电迁移法(NT Build492)采用较高的电压(10V～60V)，通电完毕取出试件，将其劈成两半，用硝酸银滴定氯离子的扩散深度，根据水溶液电化学中的Nernst-Planck方程计算氯离子的扩散系数。电极反应消耗孔溶液中的离子，且混凝土饱水后通电时间较长(6h～96h)，不仅孔溶液在不断变化，而且相当部分电流会消耗于电极反应，并非全用于氯离子迁移，与电通量法一样，其先天缺陷也无法根除。

由于上述两种方法采用的高直流电压带来明显的极化问题，因此，一些学者对上述电的方法进行了改进，有代表性的是清华大学路新瀛的NEL法，NEL法使用低压直流电(1V～5V)，测试前对样品用4M的NaCl溶液进行真空饱盐处理，基于Nernst－Einstein方程，计算混凝土氯离子的扩散系数。

现有的电测法都是使用电极来测试电性能，电极极化消耗孔溶液中的离子，导致孔溶液在不断变化，且相当部分电流会消耗于电极反应，并非全用于氯离子迁移，还有前面提到的电极的材质和尺寸的问题，因此电极法的先天缺陷无法根除。

浙江大学采取无电极法测试混凝土的导电性能，是将混凝土烘干放在溶液中测试混凝土中离子导通的时间。混凝土在烘干过程中，尤其是早期会有干缩等引起微观结构的改变，测出的结果是时间，不能获得氯离子渗透系数。

发明内容

本发明目的在于解决和消除目前电极法测试氯离子渗透性的存在的极化反应、电极与水泥基材间的接触电阻、水泥水化收缩产生接触开裂等因素带来的测试误差较大的问题，提供了一种无电极电测法测定混凝土氯离子渗透系数的方法。

无电极电测法测定混凝土氯离子渗透系数的方法，包括以下步骤：

将任意龄期的硬化混凝土切割成混凝土切片；

用氯化钠溶液对混凝土切片进行真空饱盐处理；

用无电极电阻率仪分别测试氯化钠溶液电阻率、氯化钠溶液与混凝土切片串联模型的电阻率，然后根据电阻率公式计算混凝土切片的电阻率；

根据Nernst-Einstein方程，计算氯离子在混凝土切片中的渗透系数。

按上述方案，所述混凝土切片的厚度为40-60mm。

按上述方案，所述氯化钠溶液浓度为8～12wt％。

按上述方案，所述的真空饱盐处理真空度2～5KPa，饱盐时间1～3小时。

本发明有益效果在于：

在本发明中没有使用任何电极，因而彻底消除了电极法带来的测量误差，提高了测试准确度和精度；并采用高浓度的氯化钠溶液置换样品中的原液相来测试渗透性，不需要烘干样品，避免烘干过程对样品渗透性的改变，且能直接获得氯离子的渗透系数值。

本发明提供了确定任意龄期的硬化混凝土切片的氯离子渗透系数的方法，解决了目前无法准确测定混凝土氯离子渗透系数的难题，为钢筋混凝土耐久性的评估和寿命预测提供更加准确的依据，并可推广到混凝土孔隙率的测定、其它的多孔介质孔结构及渗透性的研究中。从样品饱盐处理到测试完毕，所需时间较短，需2～5小时，测试时间1～2分钟即可。

具体实施方式

以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对保护范围的限制。

本发明无电极电测法测定混凝土氯离子渗透系数的方法，过程如下：

将任意龄期的硬化混凝土切割成厚度40-60mm的混凝土切片；