Detectando a distribuição de cloreto solúvel em água da pasta de cimento em uma maneira de alta precisão
Summary
Um protocolo para obtenção de um perfil de cloreto solúvel em água utilizando uma alta precisão, método de trituração é apresentado.
Abstract
Para melhorar a precisão da distribuição ao longo da profundidade cloreto de pasta de cimento sob condições de seca e molhada cíclicas, propõe-se um novo método para obter um perfil de alta precisão de cloreto. Em primeiro lugar, colar espécimes são moldados, curados e expostos a condições de seca e molhada cíclicas. Em seguida, amostras de pó em profundidades diferentes espécime são moídas quando for atingida a idade de exposição. Finalmente, o teor de cloreto solúvel em água é detectado usando um método de titulação de nitrato de prata, e perfis de cloreto são plotadas. A chave para melhorar a precisão da distribuição ao longo da profundidade do cloreto é excluir o erro no powderization, que é o passo mais crítico para testar a distribuição de cloreto. Baseado no conceito acima, o método de moagem no presente protocolo pode ser usado para moer pó amostras automaticamente camada por camada da superfície para dentro, e deve-se notar que uma espessura de moagem muito fina (menos de 0,5 mm) com um erro mínimo, a menos de 0,04 mm ca n ser obtidos. O perfil de cloreto obtido por esse método reflecte melhor a distribuição de cloreto nas amostras, que ajuda os pesquisadores para capturar as características de distribuição que são muitas vezes negligenciadas. Além disso, este método pode ser aplicado a estudos no campo de materiais à base de cimento, que exigem precisão de distribuição de alto cloreto.
Introduction
A Cloreto induzida por corrosão de aço de reforço é uma das principais causas comprometendo a vida útil das estruturas de concreto armado exposto a um ambiente agressivo (ex., ambiente marinho ou ambiente de sais de degelo). A distribuição de cloreto pode ser usada para investigações sobre a taxa de penetração de cloreto, a quantidade de aço à corrosão e as previsões da vida útil. Portanto, uma distribuição de cloreto precisa é de grande importância para a pesquisa da durabilidade de estruturas de betão.
Mecanismos ou ações combinadas de vários mecanismos são responsáveis pelo transporte de cloreto no concreto sob ambientes específicos1. Em partes submersas de estruturas marinhas, difusão pura é o único mecanismo de condução cloreto ingresso2, que faz com que o cloreto de conteúdo para diminuir com o aumento da profundidade. Concreto está em um estado não-saturada3 quando submetido a um ambiente de molhamento e secagem como uma zona tidal Marinha ou um ambiente de sal anti-gelo. Em tais condições, o processo de ingresso de cloreto se torna muito complicado e tanto a difusão e a sucção capilar operam em cloreto de transporte4. Assim, a distribuição de cloreto sob condições de molhamento e secagem é mais complicada do que em um estado submerso. Portanto, a distribuição de cloreto sob condições de molhamento e secagem cíclicas precisa ser estudado mais precisamente.
A distribuição de cloreto em materiais à base de cimento é normalmente representada por um perfil de cloreto. A precisão de um perfil de cloreto depende principalmente dois aspectos: a exatidão do conteúdo de cloreto e a precisão de distribuição cloreto ao longo da profundidade. Sobre o teste de conteúdo de cloreto, o princípio básico é baseado na reação química entre (Cl.–) e (Ag+)5,6, embora diferentes padrões exigem diferentes operações específicas. O teor de cloreto exata pode ser adquirido como operações específicas são seguidas. No entanto, a precisão da distribuição ao longo da profundidade do cloreto depende principalmente a precisão da posição de amostragem. Os métodos já conhecidos para a obtenção de amostras de poder em diferentes profundidades de amostra são uma furadeira elétrica, uma máquina de moagem normal e um moedor de perfil. Infelizmente, todos eles compartilham uma desvantagem como a precisão é baixa quando o intervalo de espessura ou amostragem de moagem é pequeno. Assim, a obrigação de investigar a distribuição de cloreto na camada superficial de amostras sob condição cíclica de molhamento e secagem não for cumprida. Portanto, um novo método que pode permitir que um menor intervalo de amostragem (por exemplo, menos de 0,5 mm) e reduzir ao mínimo o erro (por exemplo, inferior a 0,05 mm) é necessária.
O protocolo detalhado aqui oferece uma maneira mais precisa para obter um perfil de cloreto, melhorando a precisão de distribuição cloreto ao longo da profundidade.
Protocol
Representative Results
Discussion
O erro de moagem da máquina de trituração do CNC de alta precisão é controlado dentro de 0,04 mm e o desvio padrão é menor do que 0,03 mm (tabela 1)8. Prova que esse método de moagem tem um alto grau de precisão e estabilidade nas medições do conteúdo de cloreto em função da profundidade, contribuindo para uma melhor ilustração da distribuição real cloreto nas amostras.
Quando o intervalo de teste é de 0,5 mm, com a profundidade da su…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores apreciam o apoio financeiro do programa nacional de pesquisa básica da China (programa 973) sob o contrato n º 2015CB655105, a Fundação de ciências naturais do contrato n º 51308262 e a Fundação ciência Natural da província de Jiangsu no âmbito do contrato n º BK20131012.
Materials
| Cement | Jiangnan Xiaoyetian | P.II. 52.5 | |
| Potassium chromate, 99.7% | Tianjin Kemiou | HG391887 | Toxic |
| Ethyl alcohol | Sinopharm | XK10009257 | |
| Silver nitrate, 99.8% | Sinopharm | 7761888 | Toxic |
| Phenolphthalein, 99.5% | Tianjin Fuchen | XK1301100017 | |
| Concentrated sulfuric acid, 98.3% | Shanghai Lingfeng | XK1301100085008 | Highly corrosive |
| Sodium chloride, 99.7% | Xilong Scientific | XK1320100153 | |
| Diesel oil | China Petroleum | 0# | |
| Epoxy resin | Yifeng Chemical | E44-6101 | |
| Deionized water | Beijing Liyuan | PUW-10N | |
| CNC Milling meachine | Foshan Xiandao Digital Technology | C31E | |
| Cement paste mixer | Wuxi Construction and Engineering | NJ160 | |
| High precision cutting machine | Buehler | 2215 | |
| Mixing spot | Wuxi Construction and Engineering | JJ-5 | |
| Scraper knife | Jinzheng Building Materials | CD-3 | |
| Cling film | Miao Jie | 65300 | |
| Mold (70mm×70mm×70mm) | Jingluda | ABS707 | |
| Plastic box | Fangao Household | 32797 | |
| Stainless steel brace | An Feng | 316L | |
| Paper | Deli | A4 | |
| Oven | Shanghai Huatai | DHG-9070A | |
| Automatic vibrator | Lichen | HY-4 | |
| Vibrating table | Jianyi | GZ-75 | |
| plastic film | Miao Jie | 65303 | |
| Vernier caliper | Links | 601-01 | |
| Electronic balance | Setra | BL-4100F | |
| Plastic bottle | Lining Plastic | 454 | |
| Brush | Huoniu | 3# | |
| Mask | UVEX | 3220 | |
| Gloves | Ammex | TLFGWC | |
| Plastic cup | Maineng | MN4613 | |
| Desiccator | Shenfei | GZ300 | |
| Filter paper | Hangzhou Wohua | 9614051 | |
| Dropper | Huaou | 1630 | |
| Breaker | Huaou | 1101 | |
| Funnel | Huaou | 1504 | |
| Measuring cylinder | Huaou | 1601 | |
| volumetric flash | Huaou | 1621 | |
| Conical flash | Huaou | 1121 | |
| Pipette | Huaou | 1633 | |
| Burette | Huaou | 1462 | |
| Mortar | Huaou | YBMM254 | |
| 80µm sieve | Shanghai Dongxing | KJ-80 | |
| Crucible | Oamay | GYGG | |
| Electric furnace | Tyler | SX-B06 |
References
- Byang, H. O., Jang, S. Y. Effects of material and environmental parameters on chloride penetration profiles in concrete structures. Cem. Concr. Res. 37 (1), 47-53 (2007).
- Mehta, P. K. . Concrete: structure, properties and materials. , 105-169 (1986).
- Khelidj, A., Loukili, A., Bastian, G. Experimental study of the hydro-chemical coupling inside maturing concretes: effect on various types of shrinkage. Mater. Struct. 31 (9), 588-594 (1998).
- Nielsen, E. P., Geiker, M. R. Chloride diffusion in partially saturated cementitious material. Cem. Concr. Res. 33 (1), 133-138 (2003).
- He, F., Shi, C., Yuan, Q., Chen, C., Zheng, K. AgNO3-based colorimetric methods for measurement of chloride penetration in concrete. Constr. Build. Mater. 26 (1), 1-8 (2012).
- Collepardi, M., Turriziani, R., Marcialis, A. Penetration of chloride ions into cement pastes and in concretes. J. Am. Ceram. Soc. 55 (10), 534-535 (1972).
- . . JTJ 270-98. Testing Code of Concrete for Port and Waterwog Engineering. , 202-207 (1998).
- Chang, H., Mu, S., Xie, D., Wang, P. Influence of pore structure and moisture distribution on chloride “maximum phenomenon” in surface layer of specimens exposed to cyclic drying-wetting condition. Constr. Build. Mater. 131 (1), 16-30 (2017).
- Lu, C., Gao, Y., Cui, Z., Liu, R. Experimental Analysis of Chloride Penetration into Concrete Subjected to Drying-Wetting Cycles. J. Mater. Civil. Eng. 27 (12), 1-10 (2015).
- Xu, K. . Properties of Chloride Ions Transportation in Concrete under Different Drying-wetting Cycles. , (2012).
- Zhao, T., Fan, H., Cao, W., Wang, P. Concrete powder grinding machine. China patent. , (2012).
