CN104964919B - 一种应用于固态Ag/AgCl参比电极的pH值凝胶电解质缓冲层及其制备方法 - Google Patents
一种应用于固态Ag/AgCl参比电极的pH值凝胶电解质缓冲层及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104964919B CN104964919B CN201510267947.3A CN201510267947A CN104964919B CN 104964919 B CN104964919 B CN 104964919B CN 201510267947 A CN201510267947 A CN 201510267947A CN 104964919 B CN104964919 B CN 104964919B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- gel electrolyte
- cushion
- solid
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
本发明提供了一种应用于固态Ag/AgCl参比电极的pH值凝胶电解质缓冲层，其主要是由饱和Ca(OH)2溶液或碱性混凝土模拟孔溶液，与高分子保水材料所制成。本发明还提供了所述pH值凝胶电解质缓冲层的制备方法。相对于现有技术，本发明所得pH值凝胶电解质缓冲层，可以用于混凝土结构中钢筋腐蚀监测的固态Ag/AgCl参比电极，不仅能够减少参比电极中电解质的流失，提高使用寿命，而且还能够降低介质pH的影响，增强稳定性；此外，本发明pH值凝胶电解质缓冲层成本低、效果好，制备方法简单，易于推广和产业化，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于固态Ag/AgCl参比电极的pH值凝胶电解质缓冲层以及制备方法，应用于混凝土结构中钢筋腐蚀的监测技术领域。
背景技术
钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性和使用寿命的首要因素，已给国民经济和人民生命安全造成巨大损害。发展混凝土中钢筋腐蚀监测技术，实时掌握混凝土中钢筋的腐蚀状况及其变化过程，对于混凝土结构的耐久性评估，合理使用修复与加固措施都具有重要意义。
混凝土中钢筋腐蚀本质上是电化学腐蚀，对其进行监测宜采用电化学法。其中，参比电极是对混凝土结构中钢筋腐蚀进行电化学法监测中不可或缺的关键元件。由于固态Ag/AgCl参比电极在氯离子环境中有良好的电位稳定性，且还有较小的温度系数和较强的抗极化性能，受混凝土内SO4 2-、Cl-等离子污染干扰较小，从而成为混凝土结构中钢筋腐蚀监测使用最为广泛的参比电极之一。
尽管如此，研究却发现，目前应用的固态Ag/AgCl参比电极电极电位易受环境介质pH值的影响。由于混凝土中的pH值会随混凝土的水胶比、掺合料、外加剂和碳化等众多因素影响，实际使得混凝土结构中固态Ag/AgCl参比电极的电位稳定性变差，并影响其使用寿命。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种应用于固态Ag/AgCl参比电极的pH值凝胶电解质缓冲层及其制备方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供了一种应用于固态Ag/AgCl参比电极的pH值凝胶电解质缓冲层，其主要是由饱和Ca(OH)2溶液或碱性混凝土模拟孔溶液，与高分子保水材料所制成。
作为优选，所述固态Ag/AgCl参比电极为用于混凝土结构中钢筋腐蚀监测的固态Ag/AgCl参比电极。
作为另一种优选，所述饱和Ca(OH)2溶液为每100g水中加入5g-10g的Ca(OH)2。
作为另一种优选，所述碱性混凝土模拟孔溶液为KOH、NaOH和Ca(OH)2的混合溶液，其浓度分别为(0.4-0.8)mol/L，(0.1-0.3)mol/L和(0.8-1.2)mol/L。
作为另一种优选，所述高分子保水材料是羟乙基羧甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素中的一种或两种混合材料。
作为另一种优选，所述高分子保水材料添加量是每10ml溶液中加入0.5g-1.5g。
本发明还提供了上述应用于固态Ag/AgCl参比电极的pH值凝胶电解质缓冲层的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制饱和Ca(OH)2溶液或碱性混凝土模拟孔溶液；
(2)加热步骤(1)所配制的溶液，使其温度保持在85～90℃；
(3)添加高分子保水材料，搅拌，充分混合，即得。
作为优选，所述步骤(3)中，搅拌时间为20-30min。
本发明提供的pH值凝胶电解质缓冲层，可以用于混凝土结构中钢筋腐蚀监测的固态Ag/AgCl参比电极，该缓冲层置于固态Ag/AgCl参比电极中氯离子凝胶电解质层与多孔陶瓷层(或水泥浆层)之间，一方面减少了固态Ag/AgCl参比电极中氯离子凝胶电解质层中电解质的流失，有利于提高其使用寿命；另一方面将固态Ag/AgCl参比电极置于pH值凝胶电解质缓冲层保护下，降低了混凝土介质pH值影响作用，从而确保了固态Ag/AgCl参比电极的电位稳定性及工作性。
有益效果：相对于现有技术，本发明所得pH值凝胶电解质缓冲层，可以用于混凝土结构中钢筋腐蚀监测的固态Ag/AgCl参比电极，不仅能够减少参比电极中电解质的流失，提高使用寿命，而且还能够降低介质pH的影响，增强稳定性；此外，本发明pH值凝胶电解质缓冲层成本低、效果好，制备方法简单，易于推广和产业化，应用前景广阔。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1：
配制的0.4mol/LKOH+0.1mol/L NaOH+0.8mol/L Ca(OH)2碱性混凝土模拟孔溶液，加热溶液，并使溶液温度保持85℃，按10:0.5比例在溶液中添加羟乙基羧甲基纤维素，强烈搅拌溶液20min，制得pH值凝胶电解质缓冲层。
实施例2：
配制的0.8mol/LKOH+0.3mol/L NaOH+1.2mol/L Ca(OH)2碱性混凝土模拟孔溶液，加热溶液，并使溶液温度保持90℃，按10:1.5比例在溶液中添加羟乙基羧甲基纤维和羟乙基甲基纤维素的混合材料，强烈搅拌溶液30min，制得pH值凝胶电解质缓冲层。
实施例3：
每100g水中加入5g Ca(OH)2，配制饱和Ca(OH)2溶液，加热溶液，并使溶液温度保持85℃，按10:0.5比例在溶液中添加羟乙基甲基纤维素，强烈搅拌溶液20min，制得pH值凝胶电解质缓冲层。
实施例4：
每100g水中加入10g Ca(OH)2，配制饱和Ca(OH)2溶液，加热溶液，并使溶液温度保持90℃，按10:1.5比例在溶液中添加羟乙基羧甲基纤维和羟乙基甲基纤维素的混合材料，强烈搅拌溶液30min，制得pH值凝胶电解质缓冲层。
实施例5：
配制的0.6mol/L KOH+0.2mol/L NaOH+1.0mol/L Ca(OH)2碱性混凝土模拟孔溶液，加热溶液，并使溶液温度保持85℃，按10:1比例在溶液中添加羟乙基羧甲基纤维素，强烈搅拌溶液30min，制得pH值凝胶电解质缓冲层。
实施例6：
每100g水中加入7g Ca(OH)2，配制饱和Ca(OH)2溶液，加热溶液，并使溶液温度保持90℃，按10:1比例在溶液中添加羟乙基羧甲基纤维素，强烈搅拌溶液30min，制得pH值凝胶电解质缓冲层。
实施例7：
配制0.6mol/L KOH+0.2mol/LNaOH+1.0mol/LCa(OH)2碱性混凝土模拟孔溶液，加热溶液并使溶液温度保持85℃，按10:1比例在溶液中添加羟乙基羧甲基纤维素，强烈搅拌溶液30min，制得pH值凝胶电解质缓冲层。
实施例8：
每100g水中加入7g Ca(OH)2，配制饱和Ca(OH)2溶液，加热溶液并使溶液温度保持90℃，按10:1比例在溶液中添加羟乙基羧甲基纤维素，强烈搅拌溶液30min，制得pH值凝胶电解质缓冲层。
实验例 本发明所得pH值凝胶电解质缓冲层的性能检测
一、实施例5和实施例6所得pH值凝胶电解质缓冲层的性能检测
分别将实施例5和实施例6所制备的pH值凝胶电解质缓冲层应用于固态Ag/AgCl参比电极，在pH值分别为9，10，12.6，13.5的溶液中，测试带有pH凝胶电解质缓冲层的固态Ag/AgCl参比电极电极电位；同时，以未使用任何pH值凝胶电解质缓冲层的固态Ag/AgCl参比电极作为对照组，也分别在上述pH值分别为9，10，12.6，13.5的溶液中，测试其电极电位，电位单位均为mV vs.SCE(饱和甘汞电极)，结果见表1；
此外，分别测试上述各组10天、30天和60天时的电极电位，考察各组电极电位的波动情况，结果见表1。
表1 各组不同时间的电极电位测试结果
由上表1可得，对照组，即未使用任何pH值凝胶电解质缓冲层的固态Ag/AgCl参比电极，在pH值分别为9，10，12.6，13.5的溶液中，其电位分别为10.1mV，1.2mV，-10.3mV，-21.2mV，差异较大；而使用实施例5所得pH值凝胶电解质缓冲层的固态Ag/AgCl参比电极，在不同pH值溶液中，其电位值在-23mV左右，使用实施例6所得的，其电位值在-21mV左右，表明其在不同pH值溶液中的电极电位均没有显著性差异。
二、实施例7和实施例8所得pH值凝胶电解质缓冲层应用于混凝土的性能检测
分别将将组装有实施例7和实施例8所得pH凝胶电解质缓冲层的固态Ag/AgCl参比电极埋入水灰比为0.65，尺寸为10×10×10cm3的立方体混凝土试块中。标准养护28天后在60℃温度下烘干48h。将处理后的混凝土试块送入碳化箱中碳化，箱内CO2体积分数保持在(20±3)％，相对湿度控制在(70±5)％，碳化温度为(20±5)℃。分别碳化0d、3d、7d、14d、28d。测试碳化不同时间后的混凝土中参比电极电位变化情况；同时，按照上述相同的方法，以埋在混凝土试块中未使用任何pH值凝胶电解质缓冲层的固态Ag/AgCl参比电极作为对照组，测试碳化不同时间后的混凝土中参比电极电位变化情况，电位单位均为mV vs.SCE(饱和甘汞电极)，结果见表2；
表2 各组不同时间的电极电位测试结果
由上表2可得，对照组，即未使用任何pH值凝胶电解质缓冲层的，其电位值在3天、7天、14天和28天均具有较大的变化，到28天时，变化值达到33.9mV；而使用本发明实施例7和实施例8所得pH值凝胶电解质缓冲层，其电位值在3天、7天、14天和28天均没有显著的变化，到28天时，其电位变化最大值，分别仅为7.6mV和5.6mV，相比较对照组，电位值变化显著降低，电位更加稳定。
Claims (6)
1.一种应用于固态Ag/AgCl参比电极的pH值凝胶电解质缓冲层，其特征在于：其主要是由饱和Ca(OH)2溶液或碱性混凝土模拟孔溶液，与高分子保水材料所制成；所述饱和Ca(OH)2溶液为每100g水中加入5g-10g的Ca(OH)2；所述碱性混凝土模拟孔溶液为KOH、NaOH和Ca(OH)2的混合溶液，其浓度分别为(0.4-0.8)mol/L，(0.1-0.3)mol/L和(0.8-1.2)mol/L。
2.根据权利要求1所述的pH值凝胶电解质缓冲层，其特征在于：所述固态Ag/AgCl参比电极为用于混凝土结构中钢筋腐蚀监测的固态Ag/AgCl参比电极。
3.根据权利要求1所述的pH值凝胶电解质缓冲层，其特征在于：所述高分子保水材料是羟乙基羧甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素中的一种或两种混合材料。
4.根据权利要求1所述的pH值凝胶电解质缓冲层，其特征在于：所述高分子保水材料添加量是每10ml溶液中加入0.5g-1.5g。
5.权利要求1-4任一项所述的pH值凝胶电解质缓冲层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)配制饱和Ca(OH)2溶液或碱性混凝土模拟孔溶液；
(2)加热步骤(1)所配制的溶液，使其温度保持在85～90℃；
(3)添加高分子保水材料，搅拌，充分混合，即得。
6.根据权利要求5所述的pH值凝胶电解质缓冲层的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，搅拌时间为20-30min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510267947.3A CN104964919B (zh) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | 一种应用于固态Ag/AgCl参比电极的pH值凝胶电解质缓冲层及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510267947.3A CN104964919B (zh) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | 一种应用于固态Ag/AgCl参比电极的pH值凝胶电解质缓冲层及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104964919A CN104964919A (zh) | 2015-10-07 |
| CN104964919B true CN104964919B (zh) | 2017-11-24 |
Family
ID=54218967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510267947.3A Expired - Fee Related CN104964919B (zh) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | 一种应用于固态Ag/AgCl参比电极的pH值凝胶电解质缓冲层及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104964919B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106872547A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-06-20 | 厦门海旭东方智能科技有限公司 | 一种用于氟离子检测的恒温检测器 |
| CN108169109A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-06-15 | 河海大学 | 一种Ag/AgCl固态参比电极及制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5085918B2 (ja) * | 2006-11-24 | 2012-11-28 | オリエンタル白石株式会社 | コンクリート構造物の電気防食用バックフィル及び電気防食用陽極ユニット |
| CN101226164B (zh) * | 2008-01-16 | 2010-11-17 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种钢筋混凝土腐蚀监/检测用埋置式参比电极 |
| CN102401781A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-04-04 | 中交第四航务工程局有限公司 | 一种钢筋混凝土用参比电极及其制造方法 |
| CN103822950B (zh) * | 2014-03-11 | 2016-04-06 | 苏州热工研究院有限公司 | 钢筋混凝土腐蚀监测/检测用复合埋置式参比电极 |
-
2015
- 2015-05-22 CN CN201510267947.3A patent/CN104964919B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104964919A (zh) | 2015-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Experimental investigation on mechanical and piezoresistive properties of cementitious materials containing graphene and graphene oxide nanoplatelets | |
| Wen et al. | Electrical-resistance-based damage self-sensing in carbon fiber reinforced cement | |
| Ha et al. | Accelerated short-term techniques to evaluate the corrosion performance of steel in fly ash blended concrete | |
| Pilvar et al. | New method development for evaluation concrete chloride ion permeability | |
| CN104446176A (zh) | 一种水泥基复合材料及其压敏传感器 | |
| Tang et al. | Permeability interpretation for young cement paste based on impedance measurement | |
| Qiao et al. | Corrosion behavior of a steel bar embedded in a cement-based conductive composite | |
| CN104964919B (zh) | 一种应用于固态Ag/AgCl参比电极的pH值凝胶电解质缓冲层及其制备方法 | |
| Dong et al. | Investigation of the Cl− migration behavior of cement materials blended with fly ash or/and slag via the electrochemical impedance spectroscopy method | |
| Tang et al. | Non-steady state migration of chloride ions in cement pastes at early age | |
| Wang et al. | Effect of carbonate-containing self-healing system on properties of a cementitious composite: Fresh, mechanical, and durability properties | |
| Hou et al. | Characterization methods for sulfate ions diffusion coefficient in calcium sulphoaluminate mortar based on AC impedance spectroscopy | |
| Yang et al. | Using charge passed and total chloride content to assess the effect of penetrating silane sealer on the transport properties of concrete | |
| Aguirre-Guerrero et al. | Efficiency of electrochemical realkalisation treatment on reinforced blended concrete using FTIR and TGA | |
| CN203275253U (zh) | 基于非接触式电阻率的水泥基材料渗透性评价系统 | |
| CN105891101B (zh) | 混凝土中钢筋宏电池腐蚀的检测装置与方法 | |
| CN107255615B (zh) | 精确调控的钢筋加速锈蚀的系统和方法 | |
| Herrera et al. | Electro-chemical chloride extraction: Influence of C3A of the cement on treatment efficiency | |
| Zhang et al. | Research on chloride ion diffusivity of concrete subjected to CO2 environment | |
| CN102910938B (zh) | 一种硅酸根电迁移法制备密实混凝土的方法 | |
| CN101875006A (zh) | 固相微萃取材料组合物及电极材料组合物 | |
| Jiang et al. | Study on the concrete in chloride environment based on electrochemical impedance spectroscopy | |
| Lu et al. | Damage evolution of concrete by electrical resistivity monitoring methods | |
| Qian et al. | Effect of nano-SiO2 on sulfate attack resistance of cement pastes by electrochemical impedance spectroscopy | |
| CN102633533B (zh) | 水泥混凝土渗透修复膏 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171124 Termination date: 20200522 |