CN109975200A - 一种混凝土抗离子侵蚀性能测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土抗离子侵蚀性能测试方法及装置，属于混凝土技术领域。该测试方法所使用的测试装置包括箱体，所述的箱体内设有内室和外室，所述的内室内设有第一电极，所述的外室内设有第二电极，所述的第一电极与第二电极形成电路回路；所述的内室通过待测样品与外室形成若干组离子迁移通道，所述的外室内还设有用于防止离子结晶的搅拌组件。本发明实施例通过设置带有第一电极的内室以及设置带有第二电极的外室，便可通过待测样品使内室与外室之间形成多组离子迁移通道，从而可以直接将该装置固定在待测样品的测试面上进行抗离子侵蚀性能测试，其操作方便，测试效率和精度均比较高。

Description

一种混凝土抗离子侵蚀性能测试方法及装置

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体是一种混凝土抗离子侵蚀性能测试方法及装置。

背景技术

混凝土，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料，常见的混凝土是用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，然后通过与水按一定比例配合，经搅拌即可得到。其中，混凝土的抗离子侵蚀性能是决定混凝土结构耐久性的关键因素之一。

然而，传统的混凝土抗离子侵蚀性能测试方法需要从混凝土结构物中取芯进行检测，操作起来很不方便，需要耗费较多的时间才能完成对混凝土抗离子侵蚀性能的检测，而且存在测量误差较大的问题。所以，目前急需一种可以直接对混凝土进行抗离子侵蚀性能检测的装置及方法，以提高混凝土抗离子侵蚀性能的检测效率和精确度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土抗离子侵蚀性能测试方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种混凝土抗离子侵蚀性能测试装置，包括箱体，所述的箱体内设有内室和外室，所述的内室内设有第一电极，所述的外室内设有第二电极，所述的第一电极与第二电极形成电路回路；所述的内室通过待测样品与外室形成若干组离子迁移通道，所述的外室内还设有用于防止离子结晶的搅拌组件。

本发明实施例采用的一种优选方案，所述的搅拌组件包括磁力搅拌器，所述的磁力搅拌器设置在外室内。

本发明实施例采用的另一种优选方案，所述的外室内设置有离子传感器。

本发明实施例采用的另一种优选方案，所述的测试装置还包括电源模块、控制模块以及用于自动计算离子扩散系数的计算模块，所述的计算模块、电源模块和离子传感器均与控制模块进行电性连接。

本发明实施例采用的另一种优选方案，所述的测试装置还包括用于自动保存测试数据的存储模块，所述的存储模块与控制模块进行电性连接。

本发明实施例采用的另一种优选方案，所述箱体的外壁上设有用于将箱体固定在待测样品上的固定件，所述的固定件上设有若干组螺栓孔。

本发明实施例采用的另一种优选方案，所述内室的底部设有第二凹槽，所述的第二凹槽上设有离子出口，所述外室的底部设有若干组第一凹槽，所述的第一凹槽上设有离子进口；所述的离子出口通过待测样品与离子进口形成离子迁移通道。

本发明实施例采用的另一种优选方案，所述的第一凹槽和第二凹槽上均设有密封圈，且所述第一凹槽和第二凹槽的深度均不大于密封圈的厚度。

本发明实施例还提供一种混凝土抗离子侵蚀性能测试方法，包括以下步骤：

(1)选取待测样品的一面作为测试面，并对测试面进行打磨平整；

(2)将上述的混凝土抗离子侵蚀性能测试装置固定在测试面上；

(3)往内室和外室内注入去离子水对待测样品进行饱水处理18-30h，饱水处理结束后将内室和外室内的去离子水排干净；

(4)分别往内室和外室注入离子溶液和去离子水，然后对内室和外室施加15-60V的电压，使内室内的离子通过待测样品迁移到外室内；

(5)当内室和外室的离子浓度达到平衡状态下，认为试验结束，根据外室内的离子浓度计算得到相关测试离子的离子扩散系数，从而评价待测样品的抗离子侵蚀性能。

本发明实施例的提供的上述技术方案，相比于现有技术，具有以下技术效果：

(1)本发明实施例通过设置带有第一电极的内室以及设置带有第二电极的外室，便可通过待测样品使内室与外室之间形成离子迁移通道，从而可以直接将该装置固定在待测样品的测试面上进行抗离子侵蚀性能测试，其操作方便，测试效率较高。

(2)本发明实施例还通过在外室内设置磁力搅拌器，可以防止进入到外室内的离子发生结晶、凝聚等问题，从而可以有利于内室内的离子快速地迁移到外室内，以提高检测效率。

(3)本发明实施例的测试装置设置两组离子迁移通道，即提供有两组测试通道，任一测试通道独立工作，每次只能测试某一种溶液，比如硫酸钠溶液等。

(4)本发明实施例还通过在外室内设置离子传感器，可以通过离子传感器采集外室内的离子浓度，从而可以省去检测离子浓度的操作，以及可以提高最终测试的精确性。

附图说明

图1为实施例1提供的一种混凝土抗离子侵蚀性能测试装置的结构示意图。

图2为实施例2提供的箱体底部的结构示意图。

图3为一种混凝土抗离子侵蚀性能测试装置的控制结构图。

图中：1-箱体、2-内室、3-外室、4-第一电极、5-第二电极、6-磁力搅拌器、7-离子传感器、8-离子出口、9-离子进口、10-待测样品、11-固定件、12-螺栓孔、13-第一凹槽、14-第二凹槽、15-密封圈。

具体实施方式

下面的具体实施例是结合本说明书中提供的附图对本申请的技术方案作出的具体、清楚的描述。其中，说明书的附图只是为了用于将本申请的技术方案呈现得更加清楚明了，并不代表实际生产或使用中的形状或大小，以及也不能将附图的标记作为所涉及的权利要求的限制。

另外，在本申请的描述中，所采用到的术语应当作广义的理解，对于本领域的技术人员而言，可以根据实际的具体情况来理解术语的具体含义。譬如，本申请中所采用的术语“安装”可以定义为可拆卸的固定安装或者是不可拆卸的固定安装等；所采用的术语“设置”和“设有”，可以定义为接触式设置或者未接触式设置等；所采用的术语“连接”和“相连”可以定义为固定连接或者可活动连接的机械连接，也可定义为电性连接等；所采用的术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；所采用的方位词术语均是以附图为参考或者根据以实际情况以及公知常识所定义的方向为准。

实施例1

参照附图1，该实施例提供一种混凝土抗离子侵蚀性能测试装置，包括箱体1，箱体1为圆柱型结构，其内部设置有内室2和外室3，外室3为环形结构，位于内室2的外侧；其中，所述的内室2内设有第一电极4，第一电极4为阴极，所述的外室3内设有第二电极5，第二电极5为阳极，所述的第一电极4与第二电极5形成电路回路；所述的内室2通过待测样品10与外室3形成若干组离子迁移通道，所述的外室3内还设有用于防止离子结晶的搅拌组件。

具体的，所述内室2的底部设有离子出口8，所述外室3的底部设有两组离子进口9，将箱体1固定在待测样品10上时，所述的离子出口8便可通过待测样品10分别与两组离子进口9形成两组离子迁移通道。

另外，所述的搅拌组件包括磁力搅拌器6，磁力搅拌器6为现有技术中的磁力搅拌器，所述的磁力搅拌器6安装在外室3内，通过磁力搅拌器6可以对外室3内的去离子水进行磁力搅拌，从而可以防止进入到外室3内的离子发生结晶、凝聚等问题，以及可以有利于内室2内的离子快速地迁移到外室3内。

进一步，所述的外室3内还安装有离子传感器7，离子传感器7为现有技术中市售的离子传感器，具体可选用现有技术中3727E2型号的离子传感器，该传感器内置有常见的酸、碱、盐的浓度曲线，在测量这些溶液时，可以直接调用曲线，直接读取浓度，其中常见溶液包含：NaOH、CaCl₂、HNO₃、H₂SO₄、H₃PO₄等；通过离子传感器可以对外室3内的离子浓度进行检测和计算，从而可以省去离子浓度的检测步骤，以及可以提高最终测试的精确度。

另外，参照附图3，所述的测试装置还包括电源模块、控制模块、用于自动计算离子扩散系数的计算模块以及用于自动保存测试数据的存储模块，所述的计算模块、电源模块、存储模块和离子传感器7均与控制模块进行电性连接。

其中，上述的各个模块均为现有技术中常用的模块，具体的，控制模块，为现有技术中常见的PLC控制器，通过控制模块将离子传感器7采集到的离子浓度反馈给计算模块，以及通过将计算模块处理好的数据反馈给存储模块进行储存；电源模块可以选用高容量锂电池，以满足现场对待测样品10进行长时间的测试；计算模块，是通过计算机并根据稳态流量及能斯特(Nernst)-普朗克(Planck)方程进行计算得到待测样品10的扩散率或离子扩散系数，从而根据扩散率或离子扩散系数的大小便能判断混凝土的抗离子侵蚀性能是否优良；存储模块，可以配合U盘等设备进行使用，以便于将测试数据进行保存和后续的处理分析；另外根据存储模块还可以储存事先进行标定好的测试参数，以便于提高测试效率。

进一步，为了便于将箱体1固定在待测样品10上，所述箱体1的外壁上设有用于将箱体1固定在待测样品10上的固定件11，所述的固定件11上设有若干组螺栓孔12。通过螺栓孔12以及与螺栓孔12相匹配的膨胀螺栓，便可将箱体1稳定地固定在待测样品10上，从而便于进行后续的测试实验。

实施例2

参照附图2，为了可以提高待测样品10与内室2以及待测样品10与外室3之间的密封性，该实施例是在实施例1的基础上进行改进，具体的，所述内室2的底部设有第二凹槽14，所述的第二凹槽14上设有离子出口8，所述外室3的底部设有两组第一凹槽13，所述的两组第一凹槽13上均设有离子进口9；所述的离子出口8通过待测样品10与两组离子进口9形成两组离子迁移通道。另外，所述的第一凹槽13和第二凹槽14上均设有密封圈15，且所述第一凹槽13和第二凹槽14的深度均略小于密封圈15的厚度。通过密封圈15的设置，可以起到密封的作用，从而可以防止出现漏液等问题。

实施例3

该实施是在结合实施例1和2的基础上，提供了一种混凝土抗离子侵蚀性能测试方法，具体的，包括以下步骤：

(1)选取待测样品10上无大面积缺陷的一面作为测试面，并对测试面用砂纸进行打磨平整，确保山上述的箱体1可以稳定地固定在待测样品10上，以及避免出现漏液的现象；

(2)将上述的箱体1通过膨胀螺栓和固定件11固定在测试面上；

(3)往内室2和外室3内注入去离子水对待测样品10进行饱水处理18-30h，使待测样品10处于充满水份的状态，饱水处理结束后将内室2和外室3内的去离子水抽出排干净；

(4)分别往内室2和外室3注入离子溶液和去离子水，离子溶液可以选用0.55mol/L的NaCl溶液或者待测样品10％的Na2SO4溶液；然后对内室2的第一电极4和外室3的第二电极5施加15-60V的电压，便可使内室2内的离子通过待测样品10迁移到外室3内；

(5)离子到达外室的速率通过测定外室3的电导率来确定，内外室离子浓度达到平衡状态下，认为试验结束，可通过取样外室3中溶液来测定离子浓度，利用Nernst-Planck的方程，可计算出相关测试离子的扩散系数，从而评价待测样品10即混凝土材料的抗离子侵蚀性能。当然也可通过离子传感器7采集外室3内的离子浓度，然后通过计算模块便可计算得到待测样品10的离子扩散系数，以及通过存储模块可以将得到的测试数据进行保存，以便于后续将这些历史测试数据调出来进行处理分析。

综上所述，本发明实施例通过设置带有第一电极4的内室2以及设置带有第二电极5的外室3，便可通过待测样品10使内室2与外室3之间形成离子迁移通道，从而可以直接将该装置固定在待测样品10的测试面上进行抗离子侵蚀性能测试，其操作方便，测试效率较高。

另外，本发明实施例通过在外室3内设置磁力搅拌器6，可以防止进入到外室3内的离子发生结晶、凝聚等问题，从而可以有利于内室2内的离子快速地迁移到外室3内，以提高检测效率；本发明实施例还通过在外室3内设置离子传感器7，可以通过离子传感器7采集外室3内的离子浓度，从而可以省去检测离子浓度的操作，以及可以提高最终测试的精确性。

需要说明的是，上述实施例只是针对本申请的技术方案和技术特征进行具体、清楚的描述。而对于本领域技术人员而言，属于现有技术或者公知常识的方案或特征，在上面实施例中就不作详细地描述了。

当然，本申请的技术方案不只局限于上述的实施例，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，从而可以形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种混凝土抗离子侵蚀性能测试装置，包括箱体（1），所述的箱体（1）内设有内室（2）和外室（3），其特征在于，所述的内室（2）内设有第一电极（4），所述的外室（3）内设有第二电极（5），所述的第一电极（4）与第二电极（5）形成电路回路；所述的内室（2）通过待测样品（10）与外室（3）形成若干组离子迁移通道，所述的外室（3）内还设有用于防止离子结晶的搅拌组件。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土抗离子侵蚀性能测试装置，其特征在于，所述的搅拌组件包括磁力搅拌器（6），所述的磁力搅拌器（6）设置在外室（3）内。

3.根据权利要求1或2所述的一种混凝土抗离子侵蚀性能测试装置，其特征在于，所述的外室（3）内设置有离子传感器（7）。

4.根据权利要求3所述的一种混凝土抗离子侵蚀性能测试装置，其特征在于，所述的测试装置还包括电源模块、控制模块以及用于自动计算离子扩散系数的计算模块，所述的计算模块、电源模块和离子传感器（7）均与控制模块进行电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种混凝土抗离子侵蚀性能测试装置，其特征在于，所述的测试装置还包括用于自动保存测试数据的存储模块，所述的存储模块与控制模块进行电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种混凝土抗离子侵蚀性能测试装置，其特征在于，所述箱体（1）的外壁上设有用于将箱体（1）固定在待测样品（10）上的固定件（11），所述的固定件（11）上设有若干组螺栓孔（12）。

7.根据权利要求1所述的一种混凝土抗离子侵蚀性能测试装置，其特征在于，所述内室（2）的底部设有第二凹槽（14），所述的第二凹槽（14）上设有离子出口（8），所述外室（3）的底部设有若干组第一凹槽（13），所述的第一凹槽（13）上设有离子进口（9）；所述的离子出口（8）通过待测样品（10）与离子进口（9）形成离子迁移通道。

8.根据权利要求7所述的一种混凝土抗离子侵蚀性能测试装置，其特征在于，所述的第一凹槽（13）和第二凹槽（14）上均设有密封圈（15），且所述第一凹槽（13）和第二凹槽（14）的深度均不大于密封圈（15）的厚度。

9.一种混凝土抗离子侵蚀性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）选取待测样品（10）的一面作为测试面，并对测试面进行打磨平整；

（2）将如权利要求1-8中任一项所述的混凝土抗离子侵蚀性能测试装置固定在测试面上；

（3）往内室（2）和外室（3）内注入去离子水对待测样品（10）进行饱水处理18-30h，饱水处理结束后将内室（2）和外室（3）内的去离子水排干净；

（4）分别往内室（2）和外室（3）注入离子溶液和去离子水，然后对内室（2）和外室（3）施加15-60V的电压，使内室（2）内的离子通过待测样品（10）迁移到外室（3）内；

（5）当内室（2）和外室（3）的离子浓度达到平衡状态下，认为试验结束，根据外室（3）内的离子浓度计算得到相关测试离子的离子扩散系数，从而评价待测样品（10）的抗离子侵蚀性能。