CN109724912A - 一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法，所述试验方法包括以下步骤：标定硫酸钠溶液标准曲线；拟合标准溶液曲线方程；将再生混凝土试件切片并磨成粉末；使用分光光度计测定试件粉末配制的溶液吸光度；将测得吸光度代入标准溶液曲线方程计算硫酸根离子含量，从而定义硫酸根离子侵入深度。该试验方法快速便捷、简单可靠、应用前景广阔，受外界环境因素影响小，可量化表征硫酸根离子侵入再生混凝土试件深度。
Description
技术领域
本发明涉及测定再生混凝土受硫酸盐侵蚀程度技术领域，具体涉及一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法。
背景技术
混凝土结构在长期服役过程中不可避免的遭受外界硫酸盐介质侵蚀，硫酸根离子与水泥水化产物反应生成膨胀性腐蚀产物，使混凝土发生膨胀、开裂破坏，严重影响混凝土结构安全性和使用寿命。与普通混凝土相比，再生混凝土因其原材料组成特点导致其受硫酸盐侵蚀程度更严重。
与天然骨料相比，再生骨料品质较差（多棱角、吸水率大、空隙率高等）；且再生骨料附着旧砂浆的存在使混凝土内部形成多重薄弱界面结构（旧骨料-旧砂浆界面、旧骨料-新砂浆界面、新骨料-新砂浆界面等），进一步增加了硫酸根离子侵入混凝土内部的可能性及侵入深度。目前关于测定混凝土试件受硫酸盐侵蚀程度试验方法主要参考《水泥化学分析方法》（GB/T 176-2008）硫酸钡重量法（基准法），以测定的混凝土试件内部SO3量近似表征试件侵入硫酸根离子量。然而，该方法过程繁琐、测试精度差，且未能体现出硫酸根离子侵入混凝土试件深度，故提出一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法非常有必要。
发明内容
本发明目的是要解决现有测定再生混凝土试件受硫酸盐侵蚀程度测定方法不足之处，提供一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法，包括以下步骤：
步骤1：标定硫酸钠溶液标准曲线。用分析天平称取 1.4786g 无水硫酸钠，溶于少量纯净水并定容至 1000ml，所述1.00ml溶液含 1.00mg硫酸根离子。分别取 0.00、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、4.00、6.00、8.00 及 10.00ml 硫酸盐标准溶液，分别加到50ml比色管，加蒸馏水定容至 25ml，加 2.5mol/l 的盐酸 2.5ml，加 Bacl2-PVA 混合液10ml，再次定容至 50ml，立即混匀并放置 5min，放入比色皿中测量硫酸根离子含量，以空白试剂做参比测定；
步骤2：拟合标准曲线方程。根据溶液吸光度和对应硫酸根离子含量，标定曲线拟合方程如下：
f x=12.627abs 2+2.686abs+0.024
式中：f x 为硫酸根离子含量；abs为溶液吸光度。
步骤3：制备切片，将再生混凝土试件浸泡在5% 硫酸钠溶液一定龄期后取出切片。其中，再生混凝土试件五个面用环氧树脂均匀涂抹以隔绝试件与硫酸钠溶液接触，仅留一个面受硫酸钠溶液侵蚀；
步骤4：制备粉末。将步骤3准备好的切片在50℃烘箱中烘干48h后取出，扣取切片中部部位放入陶瓷研体中研磨至粒径小于80μm；
步骤5：使用紫外分光光度计测试试件粉末配制的溶液吸光度。用分析天平称取 2g步骤4所述粉末，用 50ml 蒸馏水浸泡，并在振荡器上振荡 30min 后取下静置 24h；随后用中速滤纸过滤25ml滤液加入比色管中；向比色管中加入 2.5ml 2.5moL/L盐酸，再加入 10ml混合均匀的Bacl2-PVA 混合液；将试样定容至 50ml，盖上塞子用手振荡 3 次，静置 5min然后用紫外分光光度计测试溶液吸光度；
步骤6：计算溶液硫酸根离子含量。将测得的溶液吸光度代入步骤2所述硫酸钠溶液标准曲线，计算得到溶液硫酸根离子含量；
步骤7：定义硫酸根离子侵入深度。所述硫酸根离子侵入深度为测得硫酸根离子含量为0时的深度。
具体地，所述步骤2所述紫外分光光度计型号为DR 6000；更具体地，溶液吸光度测试方法按照紫外分光光度计测试规程进行。
具体地，所述步骤3混凝土试件尺寸为10cm×10cm×10cm；更具体地，所述混凝土试件切片方式为：0~1cm范围平均切四片，1~2cm范围平均切三片，2~3cm范围平均切两片，3~4cm范围切一片，剩余4~10cm为一片。所述0cm处为试件与外界硫酸根离子接触面。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明试验方法快速便捷、简单可靠、应用前景广阔；
2、本发明可以精确测定再生混凝土试件受硫酸盐侵蚀深度，以实现量化表征再生混凝土受硫酸盐侵蚀程度；
3、本发明受外界环境，如湿度、外界酸根离子等因素影响小。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加鲜明，下面结合附图对本发明作进一步详细说明，其中：
图1为硫酸钠溶液标定曲线；
图2为硫酸根离子侵入深度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选实施例进行详细说明。应当理解，优选实施例仅为了更好理解本发明技术方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法，包括以下步骤：
步骤1：标定硫酸钠溶液标准曲线。用分析天平称取 1.4786g 无水硫酸钠，溶于少量纯净水并定容至 1000ml。此时，1.00ml溶液含 1.00mg硫酸根离子。分别取 0.00、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、4.00、6.00、8.00 及 10.00ml 硫酸盐标准溶液，分别加到50ml比色管，加蒸馏水定容至 25ml，加 2.5mol/l 盐酸 2.5ml，加 Bacl2-PVA 混合液10ml，再次定容至 50ml，立即混匀放置 5min，放入比色皿中测量硫酸根离子含量，以空白试剂做参比测定；
步骤2：拟合标准曲线方程。溶液硫酸根离子标定曲线见图1，拟合方程如下：
f x=12.627abs 2+2.686abs+0.024
式中：f x 为硫酸根离子含量；abs为溶液吸光度。
步骤3：制备切片，将再生混凝土试件浸泡在5% 硫酸钠溶液120d后取出切片。其中，再生混凝土试件五个面用环氧树脂均匀涂抹以隔绝试件与硫酸钠溶液接触，仅留一个面受硫酸钠溶液侵蚀。试件从侵蚀面开始0~1cm范围平均切四片，1~2cm范围平均切三片，2~3cm范围平均切两片，3~4cm范围切一片，剩余4~10cm为一片。所述0cm处为试件与外界硫酸根离子接触面；
步骤4：制备粉末。将步骤3所述切片在50℃烘箱中烘干48h后取出，扣取切片中部部位放入陶瓷研体中研磨至粒径小于80μm；
步骤5：使用紫外分光光度计测试试件粉末配制的溶液吸光度。用分析天平称取 2g步骤4所述粉末，用 50ml 蒸馏水浸泡，并在振荡器上振荡 30min 后取下静置 24h；随后用中速滤纸过滤25ml滤液加入比色管中；向比色管中加入 2.5ml 2.5moL/L盐酸，再加入 10ml混合均匀的Bacl2-PVA 混合液；将试样定容至 50ml，盖上塞子用手振荡 3 次，静置 5min然后用紫外分光光度计测试溶液吸光度；
步骤6：计算溶液硫酸根离子含量。将测得的溶液吸光度代入步骤2所述硫酸钠溶液标准曲线，计算得到溶液硫酸根离子含量；
步骤7：定义硫酸根离子侵入深度。所述硫酸根离子侵入深度为测得硫酸根离子含量为0时的深度。例如，试件中再生混凝土试件硫酸根离子侵入分布见图2，可判定硫酸根离子侵入深度为1.75cm。
基于以上设计和计算方法，该试验方法能够快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开技术方案基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：标定硫酸钠溶液标准曲线，通过分析天平称取 1.4786g 无水硫酸钠，溶于少量纯净水并定容至 1000ml，分别取 0.00、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、4.00、6.00、8.00 及 10.00ml 硫酸盐标准溶液，分别加到50ml比色管，加蒸馏水定容至 25ml，加2.5mol/l 的盐酸 2.5ml，加 Bacl2-PVA 混合液10ml，再次定容至 50ml，立即混匀并放置5min，放入比色皿中测量硫酸根离子含量，以空白试剂做参比测定；
步骤2：拟合标准溶液曲线方程，根据步骤1所述溶液硫酸根离子含量和对应溶液吸光度，拟合标准溶液二次曲线方程；
步骤3：试件切片，将试件切割成不同厚度片状；
步骤4：制备粉末，将步骤3准备好的切片在50℃烘箱中烘干48h后取出，扣取切片中部部分放入陶瓷研体中研成粉；
步骤5：使用分光光度计测试试件粉末配制的溶液吸光度，用分析天平称取 2g步骤4所述粉末，用 50ml 蒸馏水浸泡，并在振荡器上振荡 30min 后取下静置 24h；随后用中速滤纸过滤25ml滤液加入比色管中；向比色管中加入 2.5ml 2.5moL/L盐酸，再加入 10ml 混合均匀的Bacl2-PVA 混合液；将试样定容至 50ml，盖上塞子用手振荡 3 次，静置 5min 然后用分光光度计测试溶液吸光度；
步骤6：计算溶液硫酸根离子含量，将测得的溶液吸光度代入步骤2所述硫酸钠溶液标准曲线，计算得到溶液硫酸根离子含量；
步骤7：定义硫酸根离子侵入深度。
2.根据权利要求1所述一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法，其特征在于，所述步骤2溶液吸光度由分光光度计测得，具体地，分光光度计型号为DR6000分光光度计；溶液吸光度测试方法按照分光光度计测试规程进行。
3.根据权利要求1所述的一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法，其特征在于，所述步骤2中拟合标准溶液曲线方程为：
f x=12.627abs 2+2.686abs+0.024
式中：f x 为硫酸根离子含量；abs为溶液吸光度。
4.根据权利要求1所述的一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法，其特征在于，所述混凝土试件尺寸为10cm×10cm×10cm；更为具体地，所述步骤3中再生混凝土试件浸泡在5% 硫酸钠溶液一定龄期后取出切片，其中，再生混凝土试件五个面用环氧树脂均匀涂抹以隔绝试件与硫酸钠溶液接触，仅留一个面受硫酸钠溶液侵蚀。
5.根据权利要求1所述的一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法，其特征在于，所述步骤3中再生混凝土试件切割方式为：0~1cm范围平均切四片，1~2cm范围平均切三片，2~3cm范围平均切两片，3~4cm范围切一片，剩余4~10cm为一片，所述0cm处为试件与外界硫酸根离子接触面。
6.根据权利要求1所述的一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法，其特征在于，所述步骤4中试件粉末粒径小于80μm。
7.根据权利要求1所述的一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法，其特征在于，所述步骤5中溶液吸光度采用紫外分光光度计测试。
8.根据权利要求1所述的一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法，其特征在于，所述步骤6将测得的溶液吸光度代入步骤2所述硫酸钠溶液标准曲线中，计算得到溶液硫酸根离子含量。
9.根据权利要求1所述的一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法，其特征在于，所述步骤7中硫酸根离子侵入深度定义为测得溶液硫酸根离子含量为0时的深度。
10.根据权利要求1所述的一种快速测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度试验方法，其特征在于，所述方法不仅可以测定再生混凝土试件中硫酸根离子侵入深度，还可以测定自然环境下任何混凝土试件中硫酸根离子侵入深度。
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