CN107621439A - 一种混凝土电渗透抗腐蚀的方法 - Google Patents
一种混凝土电渗透抗腐蚀的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107621439A CN107621439A CN201710855764.2A CN201710855764A CN107621439A CN 107621439 A CN107621439 A CN 107621439A CN 201710855764 A CN201710855764 A CN 201710855764A CN 107621439 A CN107621439 A CN 107621439A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- concrete
- test
- erosion
- sulfate
- test specimen
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
本发明利用电渗脉冲原理，设计了一种混凝土电渗透抗腐蚀的方法，即在电渗脉冲作用下加速硫酸盐向混凝土中的侵蚀。进行了电渗脉冲的混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法的初步研究。针对不同水胶比、不同脉冲频率、不同龄期、不同浸泡环境及不同粉煤灰掺量这些变量研究了电渗脉冲作用下混凝土抗硫酸盐侵蚀的质量和抗压强度的规律。
Description
技术领域
本发明属于混凝土电渗透技术领域，具体涉及一种混凝土电渗透抗腐蚀的方法。
背景技术
水泥混凝土与其他用于建筑物的材料相比，造价低、耐久、取材方便，因此成为现今地下设施结构、房屋建筑、桥隧结构、水下工程、海湾港口等土木建设工程的主要材料。但是，水泥混凝土由于内部结构与水化产物的原因，易受空气、地下水及土壤中的有害成分的化学侵蚀，造成其强度、体积变形和使用寿命等性能的下降。以致目前较多混凝土结构的房屋未达到预定的服役年限就提前失去原有结构功能。
关于混凝土抗硫酸盐侵蚀问题，我国在制定了GBT 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，相对于耐久性中别的问题的研究，但缺乏混凝土抗硫酸盐侵蚀问题的相关研究，硫酸盐对混凝土的侵蚀机理及影响因素：分为硫酸盐化学侵蚀和硫酸盐物理侵蚀。
硫酸盐化学侵蚀由外界环境的作用而引起混凝土结构中材料的劣化主要分为化学侵蚀和物理侵蚀两个方面。硫酸盐侵蚀时其中的一个重要因素，在现实的环境中，硫酸盐多存在与沿海和内陆盐湖地区以及酸性的地下水和含高勃土的土壤中，同时硫酸盐也有可能在混凝土成分中，这些情况下的硫酸盐离子均会对混凝土产生侵蚀用，使混凝土产生破坏，硫酸盐离子侵蚀包括很多次生过程，因此该侵蚀过程是比较复杂的。
硫酸盐物理侵蚀是指硫酸盐对混凝土的破坏在某些环境下还伴有物理过程的发生，如发生盐结晶侵蚀。硫酸盐从外部扩散到混凝土内部或者作为内部硫酸盐而存在，物理侵蚀过程是由于混凝土微结构中析出各种无水盐或含水盐盐类结晶的主要原因是毛细管效应，它能造成盐溶液扩大到超出水面部分，毛细管水上升到地面或干燥部分，引起蒸发。
硫酸盐对混凝土的侵蚀是一个长期的过程。同时伴随着复杂的物理化学过程。采用现场试验来研究其破坏的规律比较不容易实现。在试验室中进行试验使其加速完成，常用的途径有:增加试件的反应面积、增大侵蚀溶液的质量分数、增大结晶压力(即采用干湿循环交替法)、提升溶液温度、增大试件的渗透性等途径针对水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀加速试验方法主要包括:增加与腐蚀溶液接触面积(即小尺寸试件)、增加侵蚀溶液浓度、干湿循环、增加侵蚀溶液温度等。
小尺寸试件在水泥混凝土的抗硫酸盐性能测试中应用广泛。我国国家标准《水泥抗硫酸盐侵蚀测试方法》GB/T749-2008采用10 mmX 10 mmX30 mm的小胶砂试件(灰砂比为1: 3.5。《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂试验方法》JC/T1011-2006借鉴了水泥抗硫酸盐侵蚀测试方法，亦采用胶砂小试件。
增大试件的渗透性也是一种加速方式。此方式通过增大水灰比(W/C，提高试件的渗透性以使侵蚀溶液易于进入试件内部，来加快侵蚀速度。氧扩散法测定的是5 0C和20 0C时硫酸盐溶液浸泡的试件的渗气性，同时计算它们的有效扩散系数以进行评价硫酸盐的侵蚀性能。干湿循环引起的劣化速度远比持续浸泡引发的性能劣化快得多。干湿循环过程中在毛细管和循环变化的大气相对湿度的共同作用下，硫酸盐通过毛细作用进入混凝土内部，在混凝土中上升并在地表区域蒸发，硫酸盐因此容易在干湿交替部位结晶膨胀，而导致混凝土盐结晶破坏。
国家现行标准GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》采用方法是提高侵蚀液温度与干湿循环共同作用的方法。GB/T50082-2009中规定，将100mmX 100 mmX 100 mm立方体混凝土试件按规定养护后在800C下烘干，再置于250C- 300C温度范围内的5%Na2S04溶液中浸泡，然后在800C条件下烘干再浸泡，24小时为一干湿循环，将混凝土在干湿循环作用下混凝土立方体抗压强度与标准养护下的强度进行比较，以检验混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。不过，基于干湿循环与高温双重作用的试验方法也存在严重不足。正如前所述，高温改变了硫酸盐侵蚀机理，高温与干湿循环双重作用更与实际工程硫酸盐侵蚀特征不符。目前，国内外还很缺乏能够有效提高混凝土抗腐蚀的简便方法。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种通过电化学技术提高混凝土中抗腐蚀的方法，该方法能够有效提高混凝土中抗腐蚀，改善混凝土表面疏水性，并提升混凝土结构耐久性；本发明利用电渗脉冲技术原理，促进硫酸根离子向水泥混凝土内部的扩散，促进硫酸根离子与水 泥混凝土水化产物反应，快速检测水泥混凝土抗硫酸盐腐蚀性能；混凝土抗硫酸盐腐蚀能 力大小以混凝土的质量变化与强度损失值进行评判。
为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种混凝土电渗透抗腐蚀的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)选择测试试件：取水泥混凝土作为测试试件，测试试件的形状为立方体；
2)预处理步骤1)中的混凝土结构表面，使混凝土结构表面清洁、完整；
3) 称取测试试件的初始质量；
4)将步骤3)中的测试试件连接电压发生器的两个电极板并固定；
5)将步骤4)中的经预处理的混凝土结构试样置于硫酸盐溶液，保持测试阳极端箱内的硫酸盐溶液液面高度不低于测试试件的上端面；
6) 打开电源，施加恒定电压，所用电压为5-30V，频率为5-30秒，通电时间7-10天；
7)测量测试结果：测试完成后，将混凝土测试试件取下，表面处理干净；
8)称取测试后的质量，并测试测试试件的抗压强度；
9)测试结果评判：将步骤3)称取的初始质量与步骤8)中得到的测试后质量相比较，计算混凝土测试前后的质量变化；计算电压作用下，混凝土抗硫酸盐腐蚀能力大小以混凝土的质量变化与强度损失值进行评判。
其中，步骤（1）中，测试试件的尺寸为50mm×50mm×50mm或120mm×120mm×120mm。
其中，步骤（2）中，所述预处理混凝土结构表面的步骤为修补混凝土裂缝，去除混凝土表面油污、灰尘构成的附着物。
其中，步骤（4）中，导电电极与混凝土结构平行放置，相隔20-40mm。
其中，步骤（4）中，导电电极材料为石墨、铂或钛金属中的一种，尺寸略小于测试试件侧面的尺寸。
其中，步骤（5）中，所述硫酸盐溶液为硫酸钠溶液，硫酸盐浓度为饱和溶液。
其中，步骤（1）中，所述表面预处理为修补混凝土裂缝，去除混凝土表面油污、灰尘等附着物。
相对于现有技术，本发明提供的技术利用了电渗、电迁移等电动原理，所采用的硫酸钠溶液的浓度，以及施加的脉冲电压和频率都对测试的时间产生影响。当硫酸溶液浓度达到饱和浓度、脉冲电压5-30V和频率为5-30秒时， 测试七天后，就可以达到理想的测试效果；反之，若硫酸钠溶液浓度较低、脉冲电压和频率较低时，测试时间需要相对延长，但也能达到理想的测试效果。
本发明的有益效果: 计算电压作用下，混凝土抗硫酸盐腐蚀能力大小以混凝土的质量变化与强度损失值进行评判；该方法具有简便、高效、成本低与效果好等优点，与此同时，该方法受环境因素（如湿度）影响小，应用前景十分广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
一种混凝土电渗透抗腐蚀的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)选择测试试件：取水泥混凝土作为测试试件，测试试件的形状为立方体；
2)预处理步骤1)中的混凝土结构表面，使混凝土结构表面清洁、完整；
3) 称取测试试件的初始质量；
4)将步骤3)中的测试试件连接电压发生器的两个电极板并固定；
5)将步骤4)中的经预处理的混凝土结构试样置于硫酸盐溶液，保持测试阳极端箱内的硫酸盐溶液液面高度不低于测试试件的上端面；
6) 打开电源，施加恒定电压，所用电压为5-30V，频率为5-30秒，通电时间7-10天；
7)测量测试结果：测试完成后，将混凝土测试试件取下，表面处理干净；
8)称取测试后的质量，并测试测试试件的抗压强度；
9)测试结果比较：将步骤3)称取的初始质量与步骤8)中得到的测试后质量相比较，计算混凝土测试前后的质量变化；计算电压作用下，将混凝土抗硫酸盐腐蚀能力大小与混凝土的质量变化和强度损失值进行比较。
10）建立校正模型，其中，在相同混凝土抗硫酸盐腐蚀能力的情况下，通过偏最小二乘法将混凝土的质量变化和强度损失值建立校正关系。
11）通过已建立的校正模块调节电压，通过校正模块确定通电的最短时间。
其中，步骤（1）中，测试试件的尺寸为50mm×50mm×50mm。
其中，步骤（2）中，所述预处理混凝土结构表面的步骤为修补混凝土裂缝，去除混凝土表面油污、灰尘构成的附着物。
其中，步骤（4）中，导电电极与混凝土结构平行放置，相隔20mm。
其中，步骤（4）中，导电电极材料为石墨，尺寸略小于测试试件侧面的尺寸。
其中，步骤（5）中，所述硫酸盐溶液为硫酸钠溶液，硫酸盐浓度为饱和溶液。
其中，步骤（1）中，所述表面预处理为修补混凝土裂缝，去除混凝土表面油污、灰尘等附着物。
实施例2
一种混凝土电渗透抗腐蚀的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)选择测试试件和参考试件：取水泥混凝土作为测试试件，测试试件的形状为立方体，参考试件在标准养护条件下养护至相同龄期；
2)预处理步骤1)中测试试件和参考试件的混凝土结构表面，使混凝土结构表面清洁、完整；
3) 称取测试试件和参考试件的初始质量；
4)将步骤3)中的测试试件连接电压发生器的两个电极板并固定；
5)将步骤4)中的经预处理的混凝土结构试样置于硫酸盐溶液，保持测试阳极端箱内的硫酸盐溶液液面高度不低于测试试件的上端面；
6) 打开电源，施加恒定电压，所用电压为5-30V，频率为5-30秒，通电时间7-10天；
7)测量测试结果：测试完成后，将混凝土测试试件取下，表面处理干净；
8)称取测试后的质量，并测试测试试件的抗压强度；
9)称取参考试件在标准养护条件下养护至相同龄期的质量；
10)测试结果比较：将步骤3)称取的初始质量与步骤8)中得到的测试后质量相比较，计算混凝土测试前后的质量变化；计算电压作用下，将混凝土抗硫酸盐腐蚀能力大小与混凝土的质量变化和强度损失值进行比较。
11）建立校正模型，其中，在相同混凝土抗硫酸盐腐蚀能力的情况下，通过偏最小二乘法将混凝土的质量变化和强度损失值建立校正关系。
12）通过已建立的校正模块调节电压，通过校正模块确定通电的最短时间。
其中，步骤（1）中，测试试件的尺寸为120mm×120mm×120mm。
其中，步骤（2）中，所述预处理混凝土结构表面的步骤为修补混凝土裂缝，去除混凝土表面油污、灰尘构成的附着物。
其中，步骤（4）中，导电电极与混凝土结构平行放置，相隔40mm。
其中，步骤（4）中，导电电极材料为石墨、铂或钛金属中的一种，尺寸略小于测试试件侧面的尺寸。
其中，步骤（5）中，所述硫酸盐溶液为硫酸钠溶液，硫酸盐浓度为饱和溶液。
其中，步骤（1）中，所述表面预处理为修补混凝土裂缝，去除混凝土表面油污、灰尘等附着物。
此外，为了进行效果对比，同时并将测试试件的抗压强度与在标准养护条件下养护至相同龄期的参考试件的抗压强度、抗硫酸盐腐蚀能力相比较。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种混凝土电渗透抗腐蚀的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)选择测试试件：取水泥混凝土作为测试试件，测试试件的形状为立方体；
2)预处理步骤1)中的混凝土结构表面，使混凝土结构表面清洁、完整；
3) 称取测试试件的初始质量；
4)将步骤3)中的测试试件连接电压发生器的两个电极板并固定；
5)将步骤4)中的经预处理的混凝土结构试样置于硫酸盐溶液，保持测试阳极端箱内的硫酸盐溶液液面高度不低于测试试件的上端面；
6) 打开电源，施加恒定电压，所用电压为5-30V，频率为5-30秒，通电时间7-10天；
7)测量测试结果：测试完成后，将混凝土测试试件取下，表面处理干净；
8)称取测试后的质量，并测试测试试件的抗压强度；
9)测试结果比较：将步骤3)称取的初始质量与步骤8)中得到的测试后质量相比较，计算混凝土测试前后的质量变化；计算电压作用下，将混凝土抗硫酸盐腐蚀能力大小与混凝土的质量变化和强度损失值进行比较。
2. 10）建立校正模型，其中，在相同混凝土抗硫酸盐腐蚀能力的情况下，通过偏最小二乘法将混凝土的质量变化和强度损失值建立校正关系。
3. 11）通过已建立的校正模块调节电压，通过校正模块确定通电的最短时间。
4.如权利要求1所述的混凝土电渗透抗腐蚀的方法，其特征在于，步骤（1）中，测试试件的尺寸为50mm×50mm×50mm或120mm×120mm×120mm。
5.如权利要求1所述的混凝土电渗透抗腐蚀的方法，其特征在于，其特征在于，步骤（2）中，预处理混凝土结构表面的步骤为修补混凝土裂缝，去除混凝土表面油污、灰尘构成的附着物。
6.如权利要求1所述的混凝土电渗透抗腐蚀的方法，其特征在于，步骤（4）中，导电电极与混凝土结构平行放置，相隔20-40mm。
7.如权利要求1所述的混凝土电渗透抗腐蚀的方法，其特征在于，步骤（4）中，导电电极材料为石墨、铂或钛金属中的一种，尺寸略小于测试试件侧面的尺寸。
8.如权利要求1所述的混凝土电渗透抗腐蚀的方法，其特征在于，步骤（5）中，所述硫酸盐溶液为硫酸钠溶液，硫酸盐浓度为饱和溶液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710855764.2A CN107621439A (zh) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | 一种混凝土电渗透抗腐蚀的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710855764.2A CN107621439A (zh) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | 一种混凝土电渗透抗腐蚀的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107621439A true CN107621439A (zh) | 2018-01-23 |
Family
ID=61090139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710855764.2A Pending CN107621439A (zh) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | 一种混凝土电渗透抗腐蚀的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107621439A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109236300A (zh) * | 2018-07-30 | 2019-01-18 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种防止矿井混凝土井筒受离子侵蚀破坏的电迁移方法 |
| CN109655399A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-04-19 | 深圳大学 | 一种水泥基材料受硫酸盐侵蚀的快速检测方法 |
| CN110208175A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-06 | 济南大学 | 一种使用透析袋测试c3s水化体系抗硫酸盐侵蚀性能的方法 |
| CN110426459A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-08 | 朱小明 | 一种隧道衬砌混凝土抗硫酸盐侵蚀测试方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101435816A (zh) * | 2008-12-11 | 2009-05-20 | 重庆大学 | 一种水泥混凝土抗硫酸盐腐蚀的测试方法及测试装置 |
| CN102087180A (zh) * | 2009-12-08 | 2011-06-08 | 上海汉鑫硬质合金有限公司 | 一种混凝土抗硫酸盐侵蚀方法 |
| CN102288539A (zh) * | 2011-07-26 | 2011-12-21 | 重庆大学 | 水泥混凝土抗tsa侵蚀加速试验装置及方法 |
| CN106518158A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-03-22 | 河海大学 | 一种提高硅烷在混凝土中渗透深度的方法 |
-
2017
- 2017-09-21 CN CN201710855764.2A patent/CN107621439A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101435816A (zh) * | 2008-12-11 | 2009-05-20 | 重庆大学 | 一种水泥混凝土抗硫酸盐腐蚀的测试方法及测试装置 |
| CN102087180A (zh) * | 2009-12-08 | 2011-06-08 | 上海汉鑫硬质合金有限公司 | 一种混凝土抗硫酸盐侵蚀方法 |
| CN102288539A (zh) * | 2011-07-26 | 2011-12-21 | 重庆大学 | 水泥混凝土抗tsa侵蚀加速试验装置及方法 |
| CN106518158A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-03-22 | 河海大学 | 一种提高硅烷在混凝土中渗透深度的方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109236300A (zh) * | 2018-07-30 | 2019-01-18 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种防止矿井混凝土井筒受离子侵蚀破坏的电迁移方法 |
| CN109655399A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-04-19 | 深圳大学 | 一种水泥基材料受硫酸盐侵蚀的快速检测方法 |
| CN109655399B (zh) * | 2019-01-15 | 2021-09-10 | 深圳大学 | 一种水泥基材料受硫酸盐侵蚀的快速检测方法 |
| CN110208175A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-06 | 济南大学 | 一种使用透析袋测试c3s水化体系抗硫酸盐侵蚀性能的方法 |
| CN110426459A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-08 | 朱小明 | 一种隧道衬砌混凝土抗硫酸盐侵蚀测试方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107621439A (zh) | 一种混凝土电渗透抗腐蚀的方法 | |
| Andrade et al. | Corrosion rate evolution in concrete structures exposed to the atmosphere | |
| CN101382535B (zh) | 一种生态型多孔混凝土抗冻性试验方法 | |
| Wu et al. | Corrosion characteristics of Q235 steel in simulated Yingtan soil solutions | |
| Hussain | Underwater half-cell corrosion potential bench mark measurements of corroding steel in concrete influenced by a variety of material science and environmental engineering variables | |
| CN110044811B (zh) | 一种实体混凝土抗低温硫酸盐侵蚀性能测试装置及方法 | |
| CN109437636A (zh) | 一种利用废弃植物落叶的钢筋阻锈剂及制备和应用方法 | |
| Ming et al. | Concrete durability under different circumstances based on multi-factor effects | |
| Ji et al. | Process control of reinforcement corrosion in concrete. Part 2: Time-dependent dominating factors under different environmental conditions | |
| Hu et al. | The coupled effect of temperature and carbonation on the corrosion of rebars in the simulated concrete pore solutions | |
| CN108254302A (zh) | 一种用于研究桥墩潮汐区和浪溅区氯离子临界浓度的试验装置及方法 | |
| Al-Galawi et al. | Effect of age and concrete cover thickness on steel reinforcement corrosion at splash zone in reinforced concrete hydraulic structures | |
| CN107436282A (zh) | 一种酸雨侵蚀溶液的模拟方法 | |
| CN104805875B (zh) | 滨海水泥土桩长期综合刚度预测方法 | |
| Jeong et al. | Electrochemical performance evaluation of corrosion monitoring sensor for reinforced concrete structures | |
| Kuo et al. | Evaluation of the sulfate resistance of fly ash and slag concrete by using modified ACMT | |
| Parmar et al. | Effect of alccofine and fly ash addition on the durability of high performance concrete | |
| Chu et al. | Corrosion resistance of steel in cracked reinforced concrete after electro-depositon treatment | |
| Raczkiewicz et al. | Impact of environment conditions on the degradation process of selected reinforced concrete elements | |
| CN207513290U (zh) | 一种输电杆塔主材根部长寿命防腐结构 | |
| RU2761197C1 (ru) | Способ оценки защитных свойств ингибиторов коррозии стальной арматуры в бетоне | |
| De-cai et al. | Laboratory tests on effect of deterioration on permeability of cement soil | |
| Robertson et al. | Performance of corrosion inhibitors in concrete exposed to marine environment | |
| Zhang et al. | Analysis of testing methods for chloride ion permeability in marine concrete | |
| CN107621403B (zh) | 一种获取地下混凝土受硫酸盐侵蚀后真实力学性能和本构的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180123 |