Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Engineering
Click here for the English version

Engineering

Påvisning af vandopløselige klorid Distribution af Cement pasta i en høj præcision måde

Published: November 21, 2017 doi: 10.3791/56268
Automatic Translation
1,2, 2
1School of Materials Science and Engineering, Southeast University, 2State Key Laboratory of High Performance Civil Engineering Materials, Jiangsu Research Institute of Building Science

Summary

En protokol for at opnå en vandopløselige klorid profil ved hjælp af en høj præcision fræsning metode præsenteres.

Abstract

For at forbedre nøjagtigheden af chlorid distribution langs dybden af cement pasta under cyklisk wet-tørre forhold, foreslås en ny metode til at opnå en høj præcision chlorid profil. Indsæt prøver er for det første, støbt, helbredt og udsat for cykliske wet-tørre forhold. Pulver prøver på forskellige modellen dybder er slebet når eksponering alder er nået. Endelig, vandopløselige klorid-indholdet er opdaget ved hjælp af en sølvnitrat titreres metode, og chlorid profiler er afbildet. Nøglen til at forbedre nøjagtigheden af chlorid distribution langs dybden er at udelukke fejl i powderization, som er den mest kritiske trin for at teste fordelingen af chlorid. Baseret på det ovenstående koncept, metoden slibning i denne protokol kan bruges til at slibe pulver prøver automatisk lag af lag fra overfladen indad, og det skal bemærkes, at en meget tynd slibning tykkelse (0,5 mm) med et minimum fejl mindre end 0,04 mm ca n opnås. Chlorid profil opnået ved denne metode bedre afspejler chlorid fordelingen i prøver, som hjælper forskere til at fange de distribution funktioner, der ofte overses. Endvidere kan denne metode anvendes til undersøgelser inden for cement-baserede materialer, som kræver høje chlorid distribution nøjagtighed.

Introduction

Chlorid induceret korrosion af armeringsstål er et af de vigtigste årsager forringe levetid af armeret beton konstruktioner udsat for en aggressiv miljø (fx., havmiljøet eller afisning salte miljø). Chlorid fordeling kan bruges til undersøgelser af dækningsgraden chlorid, mængden af stål korrosion og forudsigelser af levetid. En præcis chlorid distribution er derfor af stor betydning for forskningen, holdbarheden af betonkonstruktioner.

Mekanismer eller kombinerede foranstaltninger af flere mekanismer er ansvarlige for chlorid transport i beton under specifikke miljøer1. I neddykket dele af marine strukturer er ren diffusion den eneste mekanisme kørsel chlorid indtrængen2, som forårsager chlorid indhold at falde med stigende dybde. Beton er i en ikke-mættet tilstand3 når de udsættes for en befugtning-tørring miljø som en marine tidevandsenergi zone eller en deicing salt miljø. I sådanne forhold, processen af chlorid indtrængen bliver meget kompliceret og både diffusion og kapillær sugning opererer i klorid transport4. Chlorid distribution befugtning-tørring betingelser er således sandsynligvis mere komplicerede end i en neddykket tilstand. Chlorid-distributionen under cyklisk befugtning-tørring betingelser skal derfor undersøges nærmere.

Chlorid distribution i cement-baserede materialer er normalt repræsenteret af en chlorid profil. Nøjagtigheden af en chlorid profil afhænger hovedsagelig to aspekter: nøjagtigheden af chlorid indhold og nøjagtigheden af chlorid distribution i dybden. Vedrørende chlorid indhold test, det grundlæggende princip er baseret på den kemiske reaktion mellem (Cl-) og (Ag+)5,6, selvom forskellige standarder kræver forskellige specifikke operationer. Den nøjagtige chlorid indhold kan erhverves, så længe specifikke operationer er fulgt. Men nøjagtigheden af chlorid distribution langs dybden bygger hovedsageligt på nøjagtigheden af prøveudtagning holdning. Metoderne allerede kendt for at opnå magt prøver på forskellige dybder af modellen er en boremaskine, en normal slibemaskine og en profil grinder. Desværre, de alle deler en ulempe som nøjagtigheden er lav, når slibning tykkelse eller prøveudtagning intervallet er lille. Således er kravet om undersøge chlorid distribution i overflade lag af enheder under cyklisk befugtning-tørring betingelse ikke er opfyldt. Derfor, en ny metode, der kan give en mindre prøveudtagnings interval (f.eks.mindre end 0,5 mm) og reducere fejl til et minimum (f.eks.mindre end 0,05 mm) er nødvendig.

Den detaljerede protokollen her tilbyder en mere præcis måde at få en chlorid profil ved at forbedre præcisionen af chlorid distribution i dybden.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Forsigtig: Flere af kemikalierne, som sølvnitrat, kaliumchromat og koncentreret svovlsyre, bruges i testprocessen er akut giftige og ætsende. Venligst vedtage passende sikkerhedsforanstaltninger mens du bruger dem, herunder slid af sikkerhedsbriller, handsker, laboratoriekittel, osv.

1. forberedelse af Indsæt prøver

  1. Forberedelse af formen
    1. Brug en børste til at rense en støbeform i størrelse 70 mm × 70 mm × 70 mm, sikre at de indvendige overflader af mug er fri for urenheder.
    2. Børste skimmel-udgivelse dieselolie jævnt på de indvendige overflader af formen ved hjælp af en anden pensel.
  2. Molding Paste modellen
    1. Bruge et elektronisk balance for at veje 1.000 g vand ind i en 1.500 mL plastik kop og 2.000 g af cement i et 3000 mL plastik fad.
    2. Tilføje 1.000 g vand og 2.000 g af cement i en 5 L blanding pot sekventielt. Vand til cement ratio er 0,5.
    3. Sætte blanding puljen på basis af en cement pasta mixer og fastgøre det efter at hæve det til omrøring position.
    4. Mix på 65 rpm for 90 s.
    5. Lad blandingen sidde i 30 s. I denne periode, skrabe ud pasta på indersiden af puljen med en skraber kniv og bland det i resten af puljen. Mix på 130 rpm for 60 s.
    6. Fjerne den blanding pot fra mixeren. Hæld den godt blandet cement pasta i formen. Skovl cement pasta med en skraber kniv og vibrere skimmelsvamp i flere sekunder at komprimere pasta på en vibrerende tabel.
    7. Efter påfyldning op formen, forsegle mold overfladen med plastfolie at forhindre fugt fordampning. Lad sidde i 24 h i kantlisten på 23 ± 2 ° C.
  3. Hærdning
    1. Fjerne hærdet pasta prøver fra formen.
    2. Sted hærdet indsætte prøver i hærdning værelse på 23 ± 2 ° C og 95% relativ fugtighed for 60 d.
  4. Skæring
    1. Tage prøver ud af hærdning lokalet efter 60 d.
    2. Fix modellen på en høj præcision opskæring maskine og afskåret 20 mm fra mug-fri overflade. De forarbejdede enheder af størrelse 70 mm × 70 mm × 50 mm vil blive udsat for chlorid ingression eksponering bagefter.
  5. Forsegling med epoxy-harpiks
    1. At tage cut-overflade som eksponering overflade, forsegle de andre fem overflader af modellen (70 mm × 70 mm × 50 mm) med epoxyharpiks med en børste. Mængden af epoxyharpiks bruges til hver prøve er ca. 30 mL. Hærde epoxyharpiks gennem luften eksponering for 24 timer.
      Bemærk: Forberede prøver for chlorid ingression eksponering efter epoxyharpiks er hærdet.

2. cyklisk befugtning og tørring

  1. Tilføje 0,35 kg af NaCl og 9.65 kg ionbyttet vand til en 15 L plastik spand for en NaCI løsning med en masse ratio på 3,5%.
  2. Med eksponering overfladen nedad, sted modellerne i en plastik kasse (50 cm × 30 cm × 20 cm) med to seler lagt på bunden. Skinnen kan være rustfrit stål stænger eller plastik gitter plader. Tilstedeværelsen af skinnen giver eksponering overflade at tage omkring 1,0 cm plads til bunden af boksen.
  3. Hæld 3,5% NaCl løsning langsomt ind i plastik boks og stop når det flydende niveau er ca. 1,0 cm over eksponering overflade. Forsegle boksen med en plastfolie (ca. 0,25 mm tykkelse) for at forhindre koncentration ændringer forårsaget af fordampning. Derefter sætte den plastik kasse i et rum med konstant temperatur på 23 ± 2 ° C og en luftfugtighed på 65 ± 2%.
  4. Starter fra tidspunktet for hælde NaCl løsning, sættetid prøver for 24 h for befugtning processen.
  5. Tage prøver ud af løsning efter befugtning for 24 h, aftørre den resterende løsning med et håndklæde forsigtigt, og læg dem i den samme konstante temperatur og luftfugtighed plads til 6 d, som er tørringsprocessen.
  6. Efter tørring til 6 d, sætte eksemplarer tilbage i NaCI løsning igen.
  7. Gentag trin 2.5 og 2.6 (7 d til en befugtning-tørring cyklus) for i alt 12 cyklusser.

3. slibning pulver prøver

  1. Efter 12 wet-tørre cyklusser, løse modellen på basis af høj præcision computer numerisk kontrolleret (CNC) slibemaskine, som var konverteret fra en formaling maskine ved at erstatte den oprindelige fræser med en titanium legering cutter.
  2. Placer pulver-indsamling papir rundt om modellen på basis af en slibning maskine før du begynder at male.
  3. Start den høje præcision CNC slibning maskine og vente, indtil systemet er indlæst.
  4. Tryk på knappen "Nul" og senere "X→0", "Y→0", "Z→0" knapper til at gøre driften skrivebord og formaling afklipper vende tilbage til at koordinere oprindelse automatisk.
  5. Tryk på "Manuel Data Input (MDI)", dobbeltklik på "PROGRAM", indtaste "N3S1000" og klik på "Indgang", så tryk på "Cyklus START" at starte hovedakslen. Bemærk at "N3S1000" betyder akslen revolverende hastighed ligger ved 1000 rpm.
  6. Indlæse de vigtigste slibning program: Tryk på "MDI", klik på "PROGRAM" gentagne gange for at finde "PROGRAM (katalog)" side og vælge det relevante program. Næste, klik på "Rediger", og tryk på "INPUT" til at indlæse de vigtigste program.
    Bemærk: Main-programmet kan gøres personlig efter en bestemt slibning krav, herunder indstillinger af den samlede slibning dybde, antallet af lag, tykkelsen af hvert lag, og tidsintervallet mellem slibning to lag. For denne protokol, de samlede slibning dybde er 10 mm, og antallet af lag er 20; slibning tykkelsen af hvert lag er 0,5 mm; og tidsintervallet mellem slibning lag er 60 s. Se offentliggørelse for detaljer af programmet.
  7. Indstil formaling afklipper position: Klik først på "Manuel drift" og derefter "MAINSHAFT frem" for at rotere hovedakslen. Næste, klik på "Hånd hjulet" og manuelt justere cutter til klar til grind position (normalt på en tredjedel af den forreste venstre overflade af modellen). Klik til sidst på "SET" og "X", "INPUT", "Y", "INPUT", "Z" og "INPUT" knapper efterfølgende. Post relative koordinater som de oprindelige plads koordinater til slut cutter indstilling.
  8. Lancere de vigtigste slibning program: Tryk på "START" og derefter klikke på "AUTO" og "Cyklus START" knapper efterfølgende. Maskinen starter slibning automatisk som forprogrammerede.
    Bemærk: Under slibeprocessen, pulver vil blive akkumuleret på den indsamling papir, som er pre spredt på bunden af maskinen. Efter slibning hvert lag, formaling afklipper vil stige fra modellen og forblive stationære i X, Y, Z retninger for 60 s som programmeret. Indsamle en pulver prøve i 60 s pausen og re sprede den indsamling papir.
    Forsigtig: Om fræsning cutter stopper flytter i X, Y, Z retninger, det stadig roterende. Opmærksomhed bør være at undgå at røre ved formaling afklipper med nogen kropsdele at undgå skade. Desuden er det nødvendigt at bruge en maske og handsker på grund af støv oprettet under formaling proces.
  9. Lukke maskinen ned efter endt slibning.

4. påvisning af chlorid indhold7

  1. Forberedelse af løsning
    1. Kalium chromat løsning
      1. Opløses 5 g af kaliumchromat i 20 mL deioniseret vand. Tilføje 10 mg af sølvnitrat. Ryst godt og lad sidde i 24 timer.
        Forsigtig: Kaliumchromat og sølv nitrat er giftigt. Det er nødvendigt at bære gummihandsker og en maske mens du bruger dem.
      2. Opløsningen filtreres i en konisk kolbe med en tragt og filtrerpapir og flytte det ind i en 100 mL målekolbe. Der tilsættes deioniseret vand indtil nå 100 mL kalibrering mark. Kalium chromat indikator for 5% koncentration opnås.
    2. Forberede phenolphtalein som 0,5% Opløs: Opløs 0,5 g phenolphtalein i 75 mL ethanol. Der tilsættes 25 mL deioniseret vand og ryst godt.
    3. Forberede fortyndet svovlsyre: opløses 5 mL koncentreret svovlsyre (98.3%) i 100 mL deioniseret vand.
      Forsigtig: Koncentreret svovlsyre er meget ætsende. Det er nødvendigt at bære gummihandsker, en maske og briller mens du bruger det.
    4. NaCl standardopløsning
      1. Varme ca. 2 g ren natriumchlorid under 200-300 ° C i en digel med en elektrisk ovn, og omrøres med en glasstav i løbet af processen, indtil der er ingen lyde af salt revner (vand).
      2. Efter afkoeling i en ekssikkator, tage 1.169 g NaCl krystaller, opløses i en 1000 mL målekolbe med 100 mL deioniseret vand. Der tilsættes deioniseret vand indtil nå 1.000 mL kalibrering mark. En NaCl standardopløsning af 0,02 M opnås. Beregne koncentrationen af NaCl standardopløsningen med nedenstående ligning:
        Equation 1
        hvor CNaCl er den standard koncentration af NaCl løsning, mol/L; V er rumfanget af opløsning, L; M er den molære massen af NaCl, 58.45 g/mol; m er massen af NaCl, g.
    5. Sølvnitratopløsning
      1. 1,7 g sølvnitrat i 100 mL deioniseret vand med en 200 mL breaker opløses. Flytte det ind i en 1000 mL brun målekolbe og der tilsættes deioniseret vand op til 1.000 mL kalibrering mark.
      2. Der afpipetteres tre 10 mL (V1) enheder af 0,02 M standard NaCl opløsning i tre koniske kolber. Tilsæt 10 dråber af kalium chromat indikator i hver med en pipette.
      3. Titreres løsning fra trin 4.1.5.2 med den rede sølv nitrering fra trin 4.1.5.1. Stop når opløsningen er rødlig og den røde farve ikke blegne. Registrere mængden af forbrugt sølv nitrering løsning (V2). Beregne standard koncentrationen af sølv nitrering løsning med nedenstående ligning, og tage den gennemsnitlige værdi af tre test resultater.
        Equation 2
        Hvor CAgNO3 er koncentrationen af sølvnitrat løsning, mol/L; V1 er mængden af NaCl opløsning, 10 mL; V2 er volumen sølvnitratopløsning forbruges, mL.
  2. Vandopløselige klorid indhold
    1. Male hver prøve fremstillet i afsnit 3 i en morter, indtil det kan blive sigtet gennem en 80 µm sigte. Varme og tørre de sigtede prøver ved 105 ° C i 2 timer i ovn.
    2. Tage 2 g af hver tørrede prøve, læg dem i 100 mL flasker, der tilsættes 50 mL (V3) deioniseret vand med en 50 mL måling pipette, og forsegle flasker med hætter. Ryst flasker voldsomt for at garantere, at prøve og deioniseret vand er godt blandet.
    3. Spænd plastic flasker på en automatisk vibrator og vibrere i 24 timer til at opløse de vandopløselige klorid fra prøver.
    4. Filtrer løsning i flasker efter vibrerende i 24 timer med skorstene og filtrerpapir. Der afpipetteres to 10 mL (V4) enheder af filtreres løsning fra hver flaske i to koniske målekolber.
    5. Tilføj to dråber phenolphtalein løsning til hver kolbe at gøre løsningen præsentere lilla rød. Neutralisere løsning til farveløs med fortyndet svovlsyre.
    6. Tilsæt 10 dråber af kalium chromat indikator i farveløs løsning og titreres øjeblikkeligt med sølvnitratopløsning. Ryste den koniske kolbe manuelt under tilsætningen for at sikre, at chloridioner reagerer med sølvnitrat hurtigt og fuldstændigt. Stop tilsætningen når opløsningen er rødlig og den røde farve ikke blegne. Registrere mængden af forbrugt sølvnitratopløsning (V5).
    7. Beregn indholdet af vandopløselige klorid med ligningen nedenfor og tage middelværdien af de to teste resultater.
      Equation 3
      hvor, Cw er vandopløselige klorid-indholdet i eksemplet pasta, % cement; ms er massen af pulver prøve, 2 g; V3 er mængden af deioniseret vand bruges til at opløse prøven, 50 mL; V4 er mængden af filtreres løsning udvundet på hver nitrering, 10 mL; V5 er volumen sølvnitratopløsning forbruges på hver nitrering mL; Mcl er molar masse Cl, 35,5 g/mol.
    8. Plot vandopløselige klorid profiler efter at få chlorid indhold på forskellige dybder af pasta enheder.

5. nøjagtighed Test af slibning tykkelse

  1. Indstille fem slibning tykkelser: 1,0 mm, 0,5 mm, 0,2 mm, 0,1 mm og 0,05 mm i den største slibning program. Male med hver tykkelse fem gange.
  2. Måle tykkelsen af modellen før slibning (H1) og efter slibning (H2) med en vernier caliper, og beregne den praktiske slibning tykkelse med nedenstående ligning. Tag ikke modellen fra maskinen under måling for at sikre pålideligheden af måling.
    Equation 4
    Hvor P er den praktiske slibning tykkelse mm; H1 er tykkelsen af modellen før slibning, mm; H2 er tykkelsen af prøven efter slibning, mm.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

De oprindelige data og statistiske resultater om nøjagtigheden af slibning tykkelse er indsamlet (tabel 1)8. Middelværdi og fejl bruges til at afspejle nøjagtigheden og standardafvigelse (SD) bruges til at afspejle sammenhængen i denne metode.

Vandopløselige klorid-indholdet af test interval 0.5 mm (figur 1) og 2,0 mm (figur 2) og den tilsvarende diffusion koefficienten u er indsamlet ved hjælp af nedenstående, ligning kaldes fejlfunktionen"" af ficks anden lov. Loven om ændring af chlorid indhold langs dybden bruges til at afspejle chlorid distribution funktioner, og D bruges til at evaluere dækningsgraden af chlorid.
Equation 5
Hvor x er afstanden fra den eksponerede overflade; t er eksponeringstid; C(x, t) er chlorid-indholdet på en dybde af x og tidspunktet for t; Cs er overflade chlorid indhold; D er chlorid diffusion koefficient; C0 er den oprindelige chlorid indhold.

S (mm) H1 (mm) H2 (mm) P (mm) Fejl (mm) Middelværdi (mm) SD (mm)
1 18.78 17.82 0,96 0,04
17.82 16.82 1 0
16.82 15.83 0,99 0,01 0.998 0.026
15.83 14.83 1 0
14.83 13.79 1,04 -0.04
0,5 25,09 24.55 0,46 0,04
24.55 24,07 0,48 0.02
24,07 23.59 0,48 0.02 0.482 0.019
23.59 23,11 0,48 0.02
23,11 22,6 0,51 -0.01
0,2 19.24 19.01 0,23 -0.03
19.01 18,8 0,21 -0.01
18,8 18.62 0,18 0.02 0.208 0.02
18.62 18.43 0,19 0,01
18.43 18.2 0,23 -0.03
0,1 17,66 17.57 0,09 0,01
17.57 17.46 0,11 -0.01
17.46 17.34 0,12 -0.02 0,1 0.026
17.34 17.26 0,08 0.02
17.26 17.16 0,1 0
0,05 16.26 16.19 0,07 -0.02
16.19 16.14 0,05 0
16.14 16,07 0,07 -0.02 0,056 0,012
16,07 16.03 0,04 0,01
16.03 15,98 0,05 0

Tabel 1: De oprindelige data og statistiske resultater om nøjagtigheden af slibning tykkelse.
S er det sæt slibning tykkelse, og P er den praktiske slibning tykkelse. Fejl er forskellen på S og P. Middelværdien er gennemsnitsværdien af fem praktiske slebet tykkelser, og SD er standardafvigelsen.

Figure 1
Figur 1: Vandopløselige klorid profil af pasta prøver med test interval på 0,5 mm.
Efter eksponering for 12 uger under cyklisk befugtning-tørring betingelser, er 20 pulver prøver fremstillet i en dybde af 10 mm gennem slibning hver 0,5 mm i afsnit 3. 20 pulver prøver er først delvis anvendes til afprøvning chlorid indhold i hver. 20 datapunkter (sort) er opnået og præsenteret i figur 1. Den røde linje er linjen montering af disse data med fejlfunktionen"" af ficks anden lov, D er chlorid diffusion koefficient, og fejllinjer skildrer fejl eller usikkerhed af data. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2: Vandopløselige klorid profiler af pasta prøver med test interval på 2,0 mm.
For resten af de 20 prøver, hver fire fortløbende lag (med det samme beløb, der tages fra hver) (1 ~ 4, 5 ~ 8, 9 ~ 12, 13 ~ 16 og 17 ~ 20) er godt blandet, og chloridfrit indhold i hver er testet; den test interval er 2,0 mm. fem datapunkter (sort) chlorid indhold er således opnået. Den røde linje er linjen montering af disse data med fejlfunktionen"" af ficks anden lov, D er den tilsvarende diffusion koefficient, og fejllinjer skildrer den potentielle fejl eller usikkerhed af hver chlorid værdi.
Bemærk: Massen af prøven bruges til at bestemme chlorid indhold er 2 g, som blev indført i 4.2.2. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Den slibning fejl af høj præcision CNC fræsning maskine er kontrolleret i 0,04 mm og standardafvigelsen er mindre end 0,03 mm (tabel 1)8. Det viser sig, at denne fræsning metoden har en høj grad af nøjagtighed og stabilitet i målinger af chlorid indhold som funktion af dybde, bidrager til en bedre illustration af virkelige chlorid distribution i modellerne.

Når den test interval er 0,5 mm, med dybde fra eksponering overflade stiger, er der en maksimum point i chlorid indhold (figur 1). Når den test interval er 2,0 mm, chlorid indhold nedsætter monoton (figur 2). Det kan konstateres, at intervallet værdien, der vælges i overfladelaget, væsentligt kan påvirke profiler. Lavere intervaller anbefales, da de kan fange og registrere flere detaljer. Desuden, med forskellige test intervaller, D opnås ved montering med fejlfunktionen"" afviger. D værdier i intervallet 0,5 mm (4.038 × 10-7 m2/s, figur 1) er mere end to gange D værdierne i intervallet 2,0 mm (1.451 × 10-7 m2/s, figur 2), trods test samme modellen. Naturligvis, når intervallet af 2 mm er ansat, på grund af manglen på vigtige data og dermed en dårlig beskrivelse af chlorid indhold udvikling, de afledte D-værdien må ikke være pålidelige.

For at opnå værdierne for små, bør slibning tykkelsen sænkes. De tre mest anvendte slibe metoder på dette område på nuværende tidspunkt ikke kan garantere en lille fejl, når slibning tykkelse er mindre end 0,5 mm. De første metode (at få en pulver prøve med en elektrisk boremaskine) funktioner betydelige vanskeligheder med at kontrollere placeringen af boring med manuel betjening, hvilket resulterer i en fejlværdi på mere end 1,0 mm, selv om prøveudtagning interval er 5,0 mm9. Den anden metode (en normal formaling maskine10,11) er i vid udstrækning anvendes i Kina. Kalibrering krav for hvert lag er defekt på denne maskine, og korund disk med en diameter på 100 mm anvendes til slibning tendens til at blive deforme og beskadiget. Slibning tykkelsen af denne metode er normalt 2,0 mm og fejlen er mere end 0,5 mm. Den tredje metode er en Profile mølle. Om fejl ved denne metode er mindre end, af de første to metoder, den mindste mærket slibning er tykkelse 2,0 mm. Hvis en mindre slibning tykkelse er påkrævet, manuel er kalibrering nødvendig, som reducerer metodens nøjagtighed. Derimod er fejl i den metode, der anvendes her mindre end 0,03 mm selvom slibning tykkelse er mindre end 0,2 mm (tabel 1), som viser meget høj præcision i målingerne af chlorid indhold fordeling som en funktion af dybde.

Denne høj-præcisions slibning metode har imidlertid også begrænsninger. Det kræver manuel arbejde at indsamle pulver, og støvet er genereres under slibning der kan indåndes. For at forbedre denne metode, er en automatisk pulver indsamling enhed er designet til at supplere den høje præcision CNC slibning maskine. Forhåbentlig vil denne nye opfindelse være både sundt og arbejdskraft-besparelse.

Metoden slibning brugt her opnår automatisk slibning lag på lag startende fra overfladen af modellen. Det garanterer et minimum fejl selv for små slibning tykkelser, som i høj grad forbedrer nøjagtigheden af chlorid distribution som funktion af dybde og er af stor betydning for chlorid transport undersøgelse. Denne metode kan også bruges med andre cement-baserede materialer (fx, mørtel og beton). Da mørtel og beton indeholder hårdt sand og grus, bør titanium legering cutter erstattes med hårdere materialer (fx, diamant). Ingen andre ændringer er nødvendige. Derudover prøven opnået med denne metode kan også bruges til påvisning og måling af andre ioner, som Equation 6 . Til sidst, ville denne slibning metode være nyttigt i holdbarhed spørgsmål af cement-baserede materialer for både forskning og feltet arbejde.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgments

Forfatterne påskønner den finansielle støtte fra de nationale grundlæggende forskning Program af Kina (973 Program) under kontrakt nr. 2015CB655105, Natural Science Foundation kontrakt No. 51308262 og Natural Science Foundation of Jiangsu provins henhold til kontrakten nr. BK20131012.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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. , Ed Prentice-Hall. 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. , Three Gorges University. China. Master thesis (2012).
  11. Zhao, T., Fan, H., Cao, W., Wang, P. Concrete powder grinding machine. China patent. , CN101264460B (2012).

Tags

Engineering sag 129 vandopløselige klorid chlorid distribution pasta våd-tør slibning høj-præcision dybde interval
Påvisning af vandopløselige klorid Distribution af Cement pasta i en høj præcision måde
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Chang, H., Mu, S. Detecting the… More

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter