[发明专利]一种电化学加速混凝土水化产物溶蚀测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电化学加速混凝土水化产物溶蚀测量装置。

背景技术

水工混凝土长期与水接触不可避免地发生溶蚀，溶蚀的主要水化产物是氢氧化钙和水 化硅酸钙(即C-S-H凝胶)，导致混凝土基体内部孔隙率增加，强度随之下降，混凝土 的结构发生直接的影响，进一步使其性能劣化。自然溶蚀过程非常缓慢，在不改变其破坏 机理的前提下研究适用于加速溶蚀的装置势在必行。

国内外学者尝试许多加速溶蚀试验方法，有的方法是通过常见的化学试剂与水泥水化 产物中碱性物质发生化学反应，生成新的化合物从而达到加速溶蚀的目的。主要水化产物 氢氧化钙和C-S-H凝胶的溶出破坏了混凝土内部孔溶液中存在的化学平衡，为了保持这 种平衡，水化相中的氢氧化钙和水化硅酸钙会持续发生分解。有的则是采用电化学加速方 法对较小尺寸的试件砂浆或者净浆试件进行溶蚀试验。常见的化学试剂有硝酸铵溶液 (6mol/L)、氯化铵溶液、硝酸等，电化学加速方法则是将水泥基试件置于装有溶蚀介质 的容器中，试件的单面或者两个底面与溶蚀介质接触并在外加电场的作用下加速内部孔隙 溶液中钙离子的移动速度。早在21世纪初美国的Jae-SukRyu和日本的NobuakiOtsuki 等人就采用电化学加速方法研究对置于离子交换水中的水泥砂浆试件溶蚀破坏进行了长 期预测。国内学者也采用类似的电化学装置对不同种类的混凝土试件进行了电化学加速试 验。但是，以上方法存在的缺点：(1)由于化学加速方法对试验装置的要求比较简单， 选择性较大，而且往往需要持续搅拌才能使化学试剂与水泥基体内部的水化产物发生反 应，试验过程比较复杂且要求试件尺寸较小，导致该方法仅适用尺寸较小的砂浆或净浆试 件，使该方法的使用范围受到限制。(2)虽然对混凝土试件进行了电化学加速溶蚀试验， 但仅以试件所在位置为界两侧划分为阴极室和阳极室，并没有明确的位置；其次，现有研 究中的电化学加速装置对应的混凝土试件较小，与实际工程相差较远。

还有学者为了测量混凝土的溶蚀参数，采用Werner法，将成熟水泥浆破碎，取一定 粒径范围内(0.09～0.21mm)的少量试件加入较多水中震荡使氢氧化钙充分溶出。但是， 该方法仅能测出水泥浆体中溶出钙的含量且对粒径尺寸有要求，因此无法研究骨料对混凝 土在溶蚀过程中的影响，使该方法受到很大的限制。

发明内容

本发明是要解决现有技术测量混凝土水化产物溶出存在的试验过程缓慢和现有技术 适应性受限制的问题，提供一种电化学加速混凝土水化产物溶蚀测量装置。

本发明一种电化学加速混凝土水化产物溶蚀测量装置包括阴极圆筒形测试区、阳极圆 筒形测试区、阴极端方形底座、阳极端方形底座、阴极板、阳极板、螺母、螺杆、试件固 定区、两个接线柱和两个圆形排气孔；阴极圆筒形测试区和阳极圆筒形测试区的中轴线与 螺杆平行，且阴极圆筒形测试区和阳极圆筒形测试区的中轴线重合；试件固定区将阳极圆 筒形测试区和阴极圆筒形测试区隔开，阳极圆筒形测试区和阴极圆筒形测试区对称设置；

阴极圆筒形测试区和阳极圆筒形测试区的侧壁上分别设有圆形排气孔，阴极端方形底 座和阳极端方形底座分别开有电极槽，试件固定区内部设有试件槽；阴极圆筒形测试区一 端通过胶黏剂与阴极端方形底座粘结在一起，另一端与试件固定区相连接，试件固定区与 阴极圆筒形测试区的连接处开有凹槽；阳极圆筒形测试区一端通过胶黏剂与阳极端方形底 座粘结在一起，另一端与试件固定区相连接，试件固定区与阳极圆筒形测试区的连接处开 有凹槽，阴极板和阳极板分别置于阴极端方形底座和阳极端方形底座的电极槽内，阴极板 和阳极板上设有圆形接线柱，设置在阴极板和阳极板上的圆形接线柱分别连接外电源的负 极和正极，阴极端方形底座和阳极端方形底座的四角分别开设带螺纹的圆形螺纹孔，四根 螺杆的一端分别穿过阴极端方形底座四角的圆形螺纹孔，另一端分别穿过阳极端方形底座 四角的圆形螺纹孔，并通过螺母形成一个整体以固定阴极板和阳极板。