Summary

Rilevare la distribuzione di cloruro solubile in acqua della pasta di cemento in un modo ad alta precisione

Published: November 21, 2017
doi:

Summary

Un protocollo per ottenere un profilo di cloruro solubile in acqua utilizzando una metodo di fresatura di alta precisione è presentato.

Abstract

Per migliorare la precisione della distribuzione cloruro lungo la profondità della pasta di cemento bagnato-asciutto in condizioni cicliche, viene proposto un metodo nuovo per ottenere un profilo di alta precisione cloruro. In primo luogo, incolla campioni sono modellati, curati ed esposti a condizioni cicliche di bagnato-asciutto. Quindi, campioni di polvere ad una profondità di diversi esemplari sono rettificati quando viene raggiunta l’età di esposizione. Infine, il contenuto di cloruro solubile in acqua viene rilevato utilizzando un metodo di titolazione di nitrato d’argento, e profili di cloruro vengono tracciati. La chiave per migliorare la precisione della distribuzione cloruro lungo la profondità è di escludere l’errore in powderization, che è la fase più critica per il test della distribuzione di cloruro. Basato sul concetto di cui sopra, il metodo di rettifica in questo protocollo può essere utilizzato per macinare campioni in polvere automaticamente strato dopo strato dalla superficie verso l’interno, e va notato che uno spessore Mola molto sottile (meno di 0,5 mm) con un minimo errore di meno di 0,04 mm ca n essere ottenuto. Il profilo di cloruro ottenuto da questo metodo riflette meglio la distribuzione di cloruro negli esemplari, che consente ai ricercatori di acquisire le caratteristiche di distribuzione che sono spesso trascurate. Inoltre, questo metodo può essere applicato agli studi in materia di materiali a base di cemento, che richiedono una precisione di distribuzione alta cloruro.

Introduction

La corrosione del cloruro indotto dell’acciaio di rinforzo è una delle principali cause mettendo a repentaglio la vita di servizio delle strutture in cemento armato esposto ad un ambiente aggressivo (ad es., ambiente marino o sbrinante sali ambiente). La distribuzione di cloruro può essere utilizzata per indagini del tasso di penetrazione di cloruro, la quantità di acciaio alla corrosione e le previsioni del tempo di impiego. Di conseguenza, una distribuzione precisa cloruro è di grande importanza per la ricerca di durabilità delle strutture in calcestruzzo.

Meccanismi o azioni combinate di multi-meccanismi sono responsabili del trasporto del cloruro nel calcestruzzo sotto ambienti specifici1. In parti sommerse delle strutture marine, diffusione pura è l’unico meccanismo guida cloruro ingresso2, causando il cloruro contenuto a diminuire con l’aumentare della profondità. Il calcestruzzo è in un stato insaturi3 quando sottoposto ad un ambiente bagnante-essiccazione come una zona di marea marino o sale sbrinante. In tali condizioni, il processo di penetrazione di cloruro diventa molto complicato e diffusione sia aspirazione capillare operano in cloruro trasporto4. Così, la distribuzione di cloruro in condizioni di bagnatura-essiccazione è probabilmente più complicata rispetto a una condizione sommersa. Pertanto, la distribuzione di cloruro in condizioni di bagnatura-essiccazione cicliche deve essere studiato più precisamente.

La distribuzione di cloruro in materiali cementizi è rappresentata solitamente da un profilo di cloruro. La precisione di un profilo di cloruro dipende principalmente da due aspetti: l’accuratezza del contenuto di cloruro e la precisione di distribuzione cloruro lungo la profondità. Per quanto riguarda il test di contenuto di cloruro, il principio di base è basato sulla reazione chimica tra (Cl) e (Ag+)5,6, anche se diversi standard richiedono diverse specifiche operazioni. Il contenuto di cloruro esatta può essere acquisito, purché le operazioni specifiche sono seguite. Tuttavia, la precisione della distribuzione cloruro lungo la profondità si basa principalmente sull’accuratezza della posizione di campionamento. I metodi già noti per ottenere potenza campioni a diverse profondità dell’esemplare sono un trapano elettrico, una normale macchina di macinazione e un profilo grinder. Purtroppo, tutti condividono uno svantaggio come la precisione è bassa quando l’intervallo di campionamento o spessore Mola è piccolo. Così, non è soddisfatto il requisito di indagare la distribuzione di cloruro nello strato superficiale di esemplari sotto condizione di bagnatura-essiccazione ciclico. Pertanto, un nuovo metodo che può consentire a un intervallo di campionamento più piccolo (ad es., inferiore a 0,5 mm) e ridurre al minimo l’errore (per esempio, meno di 0,05 mm) è necessaria.

Il protocollo dettagliato qui offre un modo più preciso per ottenere un profilo di cloruro migliorando la precisione di distribuzione cloruro lungo la profondità.

Protocol

Attenzione: Molte delle sostanze chimiche, quali nitrato d’argento, cromato di potassio e acido solforico concentrato, utilizzato nel processo di testing sono acutamente tossici e corrosivi. Si prega di adottare adeguate misure di sicurezza durante l’utilizzo di loro, tra cui l’usura degli occhiali protettivi, guanti, camice da laboratorio, ecc. 1. preparazione dei campioni di pasta Preparazione dello stampo Utilizzare una spazzola per pulire uno …

Representative Results

I dati originali e risultati statistici circa l’esattezza di macinazione spessore sono raccolti (tabella 1)8. Media e l’errore sono utilizzati per riflettere la precisione e deviazione standard (SD) viene utilizzato per riflettere la consistenza di questo metodo. Il contenuto di cloruro solubile in acqua dell’intervallo test 0,5 mm (Figura 1) e 2,0 m…

Discussion

L’errore di macinazione della macchina fresatrice CNC ad alta precisione è controllato all’interno di 0,04 mm e la deviazione standard è inferiore a 0,03 mm (tabella 1)8. Si dimostra che questo metodo di fresatura ha un alto grado di stabilità e precisione nelle misurazioni del contenuto di cloruro in funzione della profondità, contribuendo a una migliore illustrazione della distribuzione reale cloruro negli esemplari.

Quando l’intervallo di test è…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Gli autori apprezzano il sostegno finanziario da base ricerca programma della Cina nazionale (programma 973) sotto il contratto n. 2015CB655105, la Fondazione di scienze naturali il contratto n. 51308262 e la Fondazione di scienze naturali della provincia di Jiangsu ai sensi del contratto n. 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

  1. 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).
  2. Mehta, P. K. . Concrete: structure, properties and materials. , 105-169 (1986).
  3. 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).
  4. Nielsen, E. P., Geiker, M. R. Chloride diffusion in partially saturated cementitious material. Cem. Concr. Res. 33 (1), 133-138 (2003).
  5. 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).
  6. 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).
  7. . . JTJ 270-98. Testing Code of Concrete for Port and Waterwog Engineering. , 202-207 (1998).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Xu, K. . Properties of Chloride Ions Transportation in Concrete under Different Drying-wetting Cycles. , (2012).
  11. Zhao, T., Fan, H., Cao, W., Wang, P. Concrete powder grinding machine. China patent. , (2012).

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Cite This Article
Chang, H., Mu, S. Detecting the Water-soluble Chloride Distribution of Cement Paste in a High-precision Way. J. Vis. Exp. (129), e56268, doi:10.3791/56268 (2017).

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