氯离子在水泥砂浆中的渗透深度和浓度分布.pdf

1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/第卷第期年月同济大学学报氯离子在水泥砂浆中的渗透深度和浓度分布陈更新李纹纹王培铭同济大学材料科学与工程系,上海,摘要研究了分别浸清于和刃水溶液中的水泥砂装试体受氛离子渗透的现象研究中,用染色法和滴定法分别刹定了氛离于的渗透深度及其在渗透方向上的含童变化 染色法是指梢酸银一格酸钾溶液染色法滴定法包括氛离子总含贵和游离分童浏定法研究给出了渗透深度与水泥标号、水灰比、养护龄期、水溶液氛离子载体种类和氛离于浓度及试体漫清时间等实验参数的关系,水泥砂策的氛离子总含童和游 离分童沿渗透方向的变化规律,并用滴定的结果对染色得到的氛离子渗透深度进行了评价关键词氯离子渗透水泥砂浆染色法滴定法中图法分类号我们曾用硝酸银一铬酸钾溶液染色法测定了食盐水溶液 中的氯离子对普通混凝土门和掺丁苯胶乳混凝土幻的渗透深度,并用回归方法探讨了渗透深度与浸渍时间的相互关系 又将染色法的结果与滴定法测定的混凝土中实际的氯离子含量进行了 比较,认为硝酸银一铬酸钾染色法是测定混凝土氯离子渗透深度的一种简便易行,且具有足够精度的测定方法在此基础上,研究了和水溶液中的氯离子对分别用硅酸盐水泥和普通水泥制成的水泥砂浆的渗透现象试验 中,用硝酸银一铬酸钾溶液染色法测定氯离子渗透深度,用滴定法测定渗透方向上水泥砂浆的氯离子总含量和游离分量,并将染色法与滴定法的结果进行了 比较试验原材料水泥型 硅盐水泥和普通 硅 酸盐水泥砂细度模数,最大粒径为拌和水自来水试体制备将水泥、砂和水按灰砂比和三种水灰比、和制成规 格 为的长方体试体,成型方法参照 国标一试体脱模后,用钢丝刷刷去每个试体两个四方形端面的水泥浆薄层,然后分成两批,一本文收到日期年月日第一作者男,年生,工程师国家自然科学基金资助项目 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/同济大学学报第卷批立 即用环氧树脂将个长方形侧面涂层,置于养护 室 中干养,养护龄期为,这样的试体记作养护试体另一批先在标养室中水养,然后 用环 氧树脂将个长方形侧面涂层,置于养护 室中干养,这样 的试体记作养护试体试验方法及步骤将养护到预定龄期的试体,分别浸人氯离 子浓度分别为、一 和一的和水溶液中试体的四方形端 面与水溶液液面垂直,上表面与水溶液表面的距离约为在浸渍 时间达到、和时,取出试体,擦干表面,将其沿长方形方 向劈开半块用染色法测定氯离 子渗透深度,另半块用来作为滴定法测 定水 泥砂浆的氯离子总含量诚和游离分量琳时所需的试样具体操作参照文献 和文献试验结果及讨论渗透深度与水泥砂浆试体参数的关系将劈裂 面上实测点的渗透深度的算术平 均值表示 为氯离子在浸溃时 间时的渗透深度,列人表和根据线性回归结果 表,表,一之 间的相关关系可用幂函数来描述一,系数的物理意 义是单位浸溃 时 间时的渗透深度,即一指数值指 出了曲线的凹向和随增 加 的相对 的快慢程度显然可以得到下列关系浸渍溶液的氯离子浓度越大,随增加的量 也越大水泥砂浆的越小,抗氯离子渗透性就越好不同标号的水泥制成的水泥砂浆的抗氯离子渗透性不同用型硅酸盐水泥制成的水泥砂浆试体的抗氯离子渗透性比用普通水泥制成的好,前者的氯离子渗透深度仅为后者的表养护试体在溶液中浸渍后的氯离子渗透深度单位浸渍时氯离子浓度,一间,一甲口八六乙 八、一”一少门一了止门 了人八上矛弓八八了八八丈通只一几口自自八八月性上月止曰八自刁自月性,上上石,上八净心,上工曰上,上叮住匕,人占以土上曰一一一一门,叹立山试样是 由水泥制备并养护后浸溃的试样是山,水泥制备并养护后浸溃的试样是由水泥制备并养护后 浸渍的。1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/第期陈更新等氯离子在水泥砂浆中的渗透深度和浓度分布表养护试体。在溶液中浸渍后的氯离子渗透深度单位浸渍时试样一一一间浓度一一一丫合,土甩八口月勺以州八己,工上一匕已在 浸人氯离子溶液前,水泥砂浆试体养护的时间越长,抗氯离子渗透性就越好以普通水泥制成的水泥砂浆为例,在相同的条件下,养护样品的渗透深度仅为养护的和两种溶液的氯离子在相同龄期水泥砂浆 中的渗透深度 没有明显的差别水灰比、水泥 品种 和养护龄期对氯离子渗透性的影响主要 与水泥浆体的形貌有关一方面,不 同水化产物对氯离子有不同的化合作用,使游离氯离子的浓度有所改变另一方面,上述三个参数改变 了浆体的孔隙率和孔结构,从而改变 了氯离子扩散系数混合水泥如矿渣水泥、火山灰质水泥、粉煤灰水泥和钢渣水泥,在其它条件相 同的情况下,之所以都会不同程度地具有更高的抗氯离子渗透的能力,就是因为 用其制作的水泥 砂浆一般具有 较 小的表养护试体在溶液中浸渍后的渗透深度与浸渍时间的回归结果试样浓度一显著性一一,一一,一六阳 合内匕表示回归得到的线性关系在信度下具有显著性。1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/同济大学学报第卷表养护试体在,溶液中浸渍后的渗透深度与浸渍时间的回归结果浓度一,显著性一一一一表示回归得到的线性关系在信度具有显著性平均孔径,即大孔数量较少或同时封闭孔较多们但是,在本试验中,用普通水泥制作的水泥砂浆比用硅酸盐水泥制作的抗氯离子渗透性差 而文献【中普通水泥制作的水泥砂浆比用相同标号硅酸盐水泥制作的抗氯离子渗透性好这可能与本试验用普通水泥制作的水泥砂浆和文献【中用普通水泥制作的水泥砂浆有较大的差别有关这说明,抗氯离子渗透性不仅与是否加人混合材料有关,而且还与水泥标号有关水泥砂浆的氯离子含量沿渗透方向的变化规律及其与水泥砂浆试体参数的关系表列 出了滴定法测得的沿渗透方向变化的水泥砂浆的氯离子总含量诚和游离分量琳的部分结果 所谓水泥砂浆的氯离子总含量城被定义为水泥砂浆中的所有氯离子与水泥的质量百分比水泥砂浆的氯离子游离分量琳为水泥砂浆中的游离氯离子 与水泥的质量百分比表中试样距水泥砂浆表面的距离用平均距离给出 由表的数据可得到一和琳一关系曲线这些曲线均呈下降且先上凹后下凹性状,与文献结论类似根据这些结果,可以看出氯 离子 总含 量与游 离分量 有 一定的差别,约 为一,说明不管氯离子浓度分布如何,总是有一定数量 的氯离子被水泥浆体结合进化合物中,这个量就是一浸溃溶液的氯离子浓度越大,相 同距离处 的水泥砂浆的氯离子含量也越大浸渍时间越长,相 同距离处水泥砂浆的氯离子含量越大 如对浸渍于氯离子浓度为一 的溶液中用普硅水泥制成的水泥砂浆试体来说,在氯离子已经渗透的范围内,浸溃时间为中的氯离子在任意处的含量都比的增加叫以上对染色法得到的氯离子渗透深度的评价本试验结果和文献【相似,染色 时显示黄色区域的狱大于某一个值即氯离子渗透的实际深度比染色法测得的结果大文献用射线衍射分析的结果表明,浆体中被结合成难溶复盐的氯离子的量与浆体氯离子的总含量有关 但文献给出的结论说明,被结合进的氯离子与水泥质量比只有师本试验结果表明,被结合的氯离子介于肠和洲之 间,这个量既与氯离子 的总含量无关,也不像文献【所描述的那么大 据该文献,当水泥砂浆的氯离子含量不大于对时,这些氯离子由于和水泥水化产物结合生成上述难溶的复盐,对水泥砂浆并不造成侵蚀性破坏本试验结果表明,即使氯离子总含量低于,仍有游离氯离子存在,且其所占的比例一般比被结合的氯离子 的还要大由染色法测得的渗透深度处,除 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/第期陈更新等氯离子在水泥砂浆中的渗透深度和浓度分布表养护试休一在溶液中浸溃后沿渗透方向上的氯离子含量单位浓度一,浸渍时间渗透深度姗恻比勺臼一合,了叮乙内了,几曰勺合勺自阶今曰八,吃时,上勺合勺合勺自乙勺自 了今曰曰碑臼门上,几浸溃溶液 中氯离子浓度为一,浸渍时间为的样品是外,其它样品的氯离子含量等于或低于,这时,氯离子游离分量有的仍大于因此,染色法对水泥砂浆氯离子总含量的显色灵敏度优于叫且环境溶液的氯离子浓度越高,显色灵敏度越高,并等于水泥浆体结合氯离子生成的量结论水泥砂浆中氯离子 的渗透深度与浸渍时间的相关关系可用描述和的物理意义分别是单位浸渍时间时的渗透深度和随增加的相对速度浸溃溶液的氯离子浓度越小,随增 加的量也越小 水泥砂浆的越小,抗氯离子渗透性就越好不同标号的水泥制成的水泥砂浆的抗氯离子渗透性能也不同,在浸人氯离子溶液前,水泥砂浆试体养护 的时间越长,抗氯离子渗透性就越好为了提高抵抗氯离子渗透性能,必须选择适 当的水泥 品种、水灰比和养护龄期和两种溶液的氯离子在相 同龄期水泥砂浆中的渗透深度没 有明显的差别不管氯离子浓度分布如何,氯离子总含量与游离分量有 一定的差别,约为一,这一数量 的氯离子被水泥浆体结合进化合物中浸渍溶液的氯离子浓度越大,浸渍时间越长,相 同距离处的水泥砂浆的氯离子总含量和游离分量也越大染色法对水泥砂浆氯离子含量 的显色灵敏度优于,环境溶液的氯离子浓度 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/同济大学学报第卷越高,显色灵敏度越高参考文献徐志庆,王培铭氯离子在混凝土中的渗透 同济大学学报,增刊一徐志庆,王培铭掺丁苯橡胶混凝土的强度和掺氯离子渗透性上海建材学院学报,中华人民共和国交通部港口工程技术规范月匕京人 民交通 出版社,一胡力平,周莹海工混凝土耐久 性试验研究一一水泥 品种 及掺合料 对耐久性的 影响 港口技术与 管 理,加尽,一一一,一亡,