北方伟业计量集团有限公司
亚硝酸盐是目前工程应用最广、效果最为明显的钢筋阻锈剂组分,而在混凝土内部,只有游离态的亚硝酸根离子才能移动到钢筋表面起到阻锈效果,其含量将直接影响阻锈剂最终阻锈效果.近年来,有关亚硝酸盐阻锈剂的研究在国内外已有大量文献报道.杨医博等采用不同的方法对比不同的阻锈剂,研究验证了亚硝酸盐在混凝土中具有优良的长期阻锈性能.AL-MEHTHEL等认为,在市面上所有畅销的阻锈剂中亚硝酸盐类阻锈剂阻锈效果最为明显.HOPE等通过试验研究了混凝土孔溶液中亚硝酸根与氯离子的临界摩尔比.
然而目前对亚硝酸盐的研究大多只是针对阻锈机理及缓蚀效果的评价,对于NO-2在混凝土中的有效浓度变化及影响因素还有待进一步深入探究,尤其是在氯盐环境下游离态NO-2浓度及其分布影响和作用原理尚不明确.本文通过外渗氯盐方式引入氯离子,采用化学定量分析法并结合X射线衍射技术和电镜扫描分析技术等微观手段,研究Cl-对水泥净浆中游离态NO-2浓度的影响规律及微观机理,从而为阻锈剂阻锈效果的预测及混凝土结构耐久性评价提供重要的参考价值,为提高我国钢筋混凝土结构的耐久性和使用寿命提供理论依据.
1试验概况
1.1试验材料及试件制备
水泥采用浙江宁波海螺水泥有限公司生产的强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥;检测NO-2及Cl-含量时使用蒸馏水,其他均为自来水;氯盐和亚硝酸盐分别采用NaCl和NaNO2分析纯.试件成型水灰比分别为0.3、0.4和0.5,长方体水泥净浆试块尺寸为40mm×40mm×160mm,配合比如表1所示(其中亚硝酸盐掺比为占水泥质量百分比).每个编号的试块做2个,将它们分成相同的2组,一组为实验组,一组为对照组.将成型后的试件在自然条件下养护28d后,留一个40mm×40mm的面作为氯盐侵蚀面,其余几面均用环氧树脂包裹.将两组试块分别放入含2%Cl-的NaCl溶液和对照组水溶液中浸泡养护,浸泡7d后将其取出,放在阴凉处自然晾干,并每隔1cm进行切片制样.
1.2试验方法
1.2.1水泥净浆内游离态NO-2浓度测定
将切片后的水泥净浆试块用研磨器磨成粉,放入孔径分别为0.6mm,0.3mm,0.15mm和0.075mm的标准方孔石筛中在振筛机上振筛,并取0.075mm滤孔后的粉末,放入干燥箱中干燥.取1g干燥粉末放入含100mL水的锥形瓶内,放入水浴锅中恒温保持60℃,边加热边用玻璃棒搅动10min,再将锥形瓶放入空气振荡器中振荡和离心机中离心10min,取1mL稀释500倍即得到备用提取液,根据文献测定样品中的游离态亚硝酸根离子浓度.
1.2.2XRD分析
将养护、浸泡且晾干后的试件用研钵研碎后,过0.3mm孔筛,得到粒径小于0.3mm的粉体,用烘箱在60±5℃的条件下烘24h,烘干后取出置于小塑料样品袋密封冷却备用.采用布鲁克AXS公司生产的D8ADVANCEX射线衍射仪对制备的试样进行物相分析和定量分析.
1.2.3SEM分析
将养护至一定龄期的净浆水泥试件从养护室中取出,用小锤轻轻敲成粒径为10mm左右见方的碎块,取一定量的碎块放入烘箱在60±5℃的条件下烘24h,烘干后取出置于小塑料袋密封冷却,在检测时进行二次制样.采用SU-70型场发射扫描电镜对事先制备的水泥净浆样品内部进行结构扫描.
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