[发明专利]一种测量混凝土离子渗透率的装置和方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及检测设备领域，具体涉及硬化水泥浆和混凝土中离子渗透率检测设备领域，更加具体的说，涉及一种测量混凝土离子渗透率的装置和方法。

背景技术

硬化水泥浆体和混凝土是多孔材料，土壤或海水等介质中的氯离子能渗入到混凝土中。由于氯离子能够破坏高碱度环境中的钢筋的钝化膜，所以钢筋混凝土结构中的氯离子的渗透受到了很多人的关注。目前测量硬化水泥浆和混凝土中氯离子扩散的方法主要是快速氯离子迁移系数法(RCM法)和电通量法。

RCM法操作较为复杂，电通量法根据美国材料试验协会(ASTM)推荐的混凝土抗氯离子渗透性试验方法ASTM C1202修改而成，该法也可叫直流电量法(或库仑电量法、导电量法)，是目前国际上应用最为广泛的混凝土抗氯离子渗透性试验方法之一，其适用于测定以通过混凝土试件的电通量为指标来确定混凝土抗氯离子渗透性能。但电通量法不适用于掺有亚硝酸盐和钢纤维等良导电材料的混凝土抗氯离子渗透性能。

发明内容

本发明是要解决硬化水泥砂浆和混凝土氯离子渗透测量复杂等问题，应用多通道电极法，提供一种简单方便且可以调整以适应试样大小的装置，实现对混凝土离子渗透率的测量。

为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案进行实现。

一种测量混凝土离子渗透率的装置，在待测样品的侧表面设置外槽，并在外槽中设置电解质溶液和参比电极，在待测样品的下表面设置由金属棒和绝缘材料层组成的多通道电极，所述金属棒的长度和绝缘材料层的厚度相等，所述金属棒镶嵌在绝缘材料层中并形成金属棒矩阵，所述金属棒的一端与待测样品的下表面相接触，另一端与绝缘材料层的下表面平齐；所述金属棒和参比电极分别与腐蚀测试仪器相连。

在上述技术方案中，所述待测样品选用混凝土块或水泥试块。

在上述技术方案中，所述参比电极为饱和甘汞电极或者饱和硫酸铜电极。

在上述技术方案中，所述电解质溶液为氯化钠水溶液，氯化钠的质量百分数为1％-15％。

在上述技术方案中，所述绝缘材料层选用酚醛树脂层或者环氧树脂层。

在上述技术方案中，所述金属棒的直径为0.5mm-8mm，材质为Q235钢。

在上述技术方案中，所述金属棒矩阵为m行×n列的矩阵，m可以等于n，例如5行20列或者10行10列，金属棒等间距设置在绝缘材料层中，优选等间隔3—30mm进行设置。

在上述技术方案中，所述腐蚀测试仪器是指具有检测金属腐蚀电信号的仪器，例如可以检测电压、电流的仪器，如武汉科思特仪器有限公司的CST520丝束电极腐蚀测试仪。

在上述技术方案中，所述腐蚀测试仪器与计算机相连，以将测试信号传导到计算机中并予以保存或者分析。

利用上述装置测量混凝土离子渗透速率的方法，按照下述步骤进行：

步骤1，向外槽中加入电解质溶液并将参比电极置于电解质溶液中，打开腐蚀测试仪器对多通道电极进行电信号扫描并记录电信号数据，根据记录的电信号数据和金属棒的位置进行电信号分布图的绘制；

步骤2，将电信号分布图中电信号明显分层的位置判断为离子扩散到的位置，并记录离子扩散到的位置所对应的金属棒位置，以及离子扩散到该位置所需的时间t；

步骤3，根据步骤2记录的金属棒位置计算待测样品—电解质溶液界面至离子扩散到的位置之间的水平距离d；

步骤4，通过公式v＝d/t，计算针对待测样品的离子渗透速率。

在渗透整个过程中，腐蚀测试仪器对多通道电极进行持续的电信号扫描，以电压信号为例，就能够获得不同时间的电压信号，针对整个待测样品，由于金属棒选择m行×n列的矩阵设置，每个金属棒即可测试其所对应的待测样品上某个位置的电压信号，当电压信号发生变化时，即可判断在哪个金属棒的位置发生电信号变化，并将该金属棒所在位置转换为金属棒距离测样品—电解质溶液界面的水平距离。

在步骤1中，扫描速度为1-5秒/点，腐蚀测试仪器对多通道电极进行电压或者电流信号的扫描和记录。

上述技术方案在测量混凝土样品中氯离子渗透速度中的应用，选择针对混凝土样品进行测试，并选择氯化钠水溶液作为电解质溶液，测试氯离子的渗透速度。