氯盐侵蚀混凝土的实时监测技术研究.docx

氯盐侵蚀混凝土的实时监测技术研究

15000字 35页 原创作品，已通过查重系统


摘要
钢筋腐蚀是钢筋混凝土结构性能退化的最主要原因之一，由此产生的结构维护费用十分高昂，引发的事故是使人们付出了惨痛的代价。因此，防止混凝土结构的性能退化是一个非常重要问题。而引起钢筋腐蚀的主要因素是氯盐侵入。虽然我们已经有了很多的监测方法来测试混凝土中氯离子的浓度，但它们有各种各样的缺陷，且不能实时监测。为此，我们制造了一种氯离子传感器来对混凝土进行实时监测。
本文采用电化学沉积法制造氯离子选择性电极。在混凝土模拟液中测试了电极电位的稳定性和重现性，配置不同氯离子浓度的混凝土模拟液来测试电极电位的敏感性，同时研究温度对电极敏感性能的影响。此外，在混凝土中梯度嵌入电极，然后将混凝土浸泡在质量分数为3.5%的氯化钠溶液中，通过测试电极电位从而推算出混凝土中距渗透面不同深度处的自由氯离子浓度。实验结束后，将混凝土切片压榨出孔隙液，由孔隙液得到的自由氯离子浓度验证电极电位推算出的自由氯离子浓度的可靠性。
混凝土模拟液中测试结果表明：在混凝土模拟液中电极电位28d的平均值与56d的平均值的相差仅仅为0.63 mV表明电极电位稳定性良好；试验时间内，不同电极电位偏差最大为5.0 mV，最小的仅仅为2.2 mV，显示出电极电位有很好的重现性。氯离子电极电位与氯离子浓度的log值有很好的线性响应关系，响应关系斜率为-53 mV/decade。电位与氯离子浓度的log值关系曲线的斜率与温度有关，相同的电位值在不同温度下表示不同的氯离子浓度。
在混凝土中测试结果表明：随着浸泡时间增加氯离子浓度逐渐变大；距离渗透面越深处自由氯离子浓度越低；相同深度处，水灰比越小的试件氯离子浓度越低；掺入矿物外掺料能显著降低氯离子浓度，复掺粉煤灰和矿渣试件抗氯离子能力最强。通过与压榨出的孔隙液中氯离子浓度对比，电极电位推算出的氯离子浓度与压榨出的孔隙液中的真实氯离子浓度偏差小于5%，电极电位得到的氯离子浓度具有很好的可靠性。


关键词：钢筋腐蚀；氯离子; 电极; 监测