电压对混凝土电化学除盐效果的影响.pdf
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1、1 0 低温建筑技术 2 0 1 0 年第5 期( 总第 1 4 3 期) 电压对混凝土电化学除盐效果的影响 郑秀梅 , 高小建 , 邓宏卫 ( 1 佳木斯大学建筑工 程学 院。 黑龙江佳木斯1 5 4 0 0 7 ; 2 哈尔滨工业大学土木 工程学院 。 哈尔滨1 5 0 0 9 0 ) 【 摘要】 着重研究不同的电压对电化学除盐效果的影响。主要从两个方面来进行阐述 : 一是, 不同电压对 电解质溶液中氯离子浓度变化的影响; - - 是, 对除盐后混凝土试件中主要离子含量分布的影响。 【 关键词】 电化学除盐 ; 氯离子浓度; 含量分布 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 【 文献标识
2、码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 o 1 O ) 0 5 0 0 1 0 0 2 1 试验方案 1 1 混凝土配合比 本试验配制 了三种水灰 比混凝土, 分别是 0 5 、 O 4 、 O 3 2 , 并对试件进行编号, 1 号为水灰 比为 0 5的混凝土试 件, 2 号为水灰比为 O 4的混凝土试件, 3 号为水灰比为0 3 2 的混凝土试件。通过适当调整减水剂掺量, 使各混凝土坍落 度达到 l 8 2 0 c m, 保证各试件成型质量 良好。同时, 每种混 凝土中掺入总胶凝材料质量 3 的氯化钠以引入氯离子。 1 2 试件成型 采用 (I ) 1 0 0 m
3、 t n 1 5 0 m i l l 的圆柱体混凝土试件, 沿试件 轴心方向埋入一根( I ) 1 0的光面钢筋。在混凝土成型前 , 将钢 筋加工成 1 5 i n m长度, 经相应处理后埋入混凝土轴向中心位 置处, 露出试件 5 m m。混凝土试件成型 l d 后拆模, 然后用塑 料布包裹起来放入标准养护室中养护, 以防止混凝土中的氯 盐因浇水养护而流失。到 2 8 d龄期 时, 进行电化学除氯 处理 。 1 3 除盐方法及参数的选择 对三种 不同水灰 比的混凝土 试件, 通过不 同的电压 ( 2 o v, 4 0 V, 6 0 V) , 在 c a ( O H) 电解质溶液中进行除盐 ,
4、并测 通 电时间 , d 得相应的除盐数据, 四周后结束除盐。电解质溶液的碱性和 降低电解质溶液中的 a一 浓度 , 加快 C l 一 排除的速度, 除盐期 间每 2 d 更换电解质溶液, 并留取换下的电解质溶液 2 5 0 m L , 测定其中氯离子含量。除盐时间为 4周。 除盐结束后, 取出试件, 除去表面残 留的析出晶体, 进行 混凝土中残留的氯离子含量的测定。具体方法为: 将试件自 钢筋处径向切为两部分, 沿钢筋轴向将混凝土4等分, 至上而 下编号为 I 、 、 I 和 I V ; 径向将混凝土分为内、 中、 外 3层, 在 层与层交点处对混凝土进行取样 ( 见图中黑色点即为取样 点)
5、 , 经处理后测定所取试样的氯离子、 钠离子及钾离子含量。 2 试验结果与分析 2 1 电压对电解质溶液中氯离子排出浓度的影响 电解质溶液中排出氯离子浓度的变化 , 从侧面反映了混 凝土中氯离子的排除情况, 现按试件水灰比的不同将除盐方 案分为三组: 1 2 0 V、 1 4 0 V及 1 6 0 V为一组 , 试件水灰比 均为 0 5 ; 22 0 V、 2 4 0 V及 26 0 V为一组 , 试件水灰 比均 为 0 4 ; 3 2 0 V、 34 0 V及 3 6 0 V为另一组 , 试件水灰 比均 为 0 3 2 。每组中各混凝土试件在电化学除盐过程电解质溶 液中排出氯离子累积浓度如图
6、 1 、 图2及图 3 所示。 圈 1 试件 1 在电压作用下氯离子排出量变化图2试件2 在电压作用下氯离子排出 量变化 图3试件3 在电压作用下氯离子排出量变化 从以上三幅图可看出, 无论哪种水灰比的混凝土试件 , 在电化学除盐的第 2 d , 电解质溶液中排出的氯离子浓度都 随电压的增大而大幅提高, 尤其是 6 0 V电压作用的试件, 效 果最显著, 其溶液浓度值约为同期 2 0 V电压作用的溶液浓度 的2倍左右, 4 0 V电压作用的溶液浓度值介于两者之间, 在 图 2 及图3中可以看出从第 3 d 开始 , 4 0 V电压作用下的试件 氯离子排出浓度基本接近 6 0 V电压作用下的氯离
7、子排出浓 度。而在图3中, 从第 2 d 开始, 4 0 V电压作用下的试件排氯 浓度只比2 0 V电压作用下的略有提高, 相差不大。从第 6 d 开始 , 混凝土试件在 2 0 V 、 4 0 V及 6 0 V三种电压下的氯离子排 出浓度曲线斜率基本相同, 且均呈线性关系 , 这意味着除盐 后期每两天的氯离子排出浓度大致相当。说明从此时起, 电 压的大小对于氯排出量来说 , 区别甚微 , 相对较高的电压在 除盐的中后期的效果较低 , 电压除盐效果略差。 综合以上三幅图可看出, 水灰 比为 0 3 2的试件电化学 除盐效果最优, 而水灰 比为 O 4 o的试件优于水灰 比为 O 5 0 I -
8、1 捌舡越避 嘴 卜 1 删如 蠼 酶 键】 毒 岳梃健 稠姐 器 健3 毒 c b 畿 郑秀梅等: 电压对混凝土电化学除盐效果的影响 的试件。也就是说 , 电化学除盐对密实程度高的混凝土除盐 效果更好。这可能是在水灰比较大的混凝土中, 由于存在一 些宏观的气孔, 阻碍 了混凝土中孔 以及其中孔溶液的连贯 性 , 在表观上反映为减小了氯离子的排除量和排除效率; 而 水灰比较小的混凝土, 即使微观结构比较密实, 但由于其凝 胶孔和毛细孔可以形成连贯的结构 , 同样可以提高混凝土 沿钢筋纵向分布点 图 4 除盐后 2 - 2 0 V试件内部氧离子分布 吕 捌 加 年 辱 廿 赵 赠 中电化学除盐的
9、效率。 2 2 电压对除盐后混凝土试件中离子分布的影响 ( 1 ) 残留氯离子含量及分布。电化学除盐后试件中残留 的氯离子含量可说明电化学除盐的效果, 现以2 号试件为例, 根 据实验所得数据制图4 、 图5 、 图 6 , 分别为 2 0 V、 4 0 V 、 6 0 V电压作 用下试件陌 ; 盐后, 试件内部残留的氯离子含量及分布。 沿钢筋纵向分布点 图 5除盐后 2 - 4 0 V试件 内部氯离子分布 综合以上三幅图, 可看出, 经过电化学除盐处理后 , 混凝 土外层氯离子含量明显高于混凝土内层 , 这从宏观上反映了 混凝土内部氯离子在电压作用下向混凝土外部迁移的特性。 I、 、 层混凝
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