21. November 2017
Ein Protokoll für den Erhalt einer wasserlöslichen Chlorid-Profil mit hoher Präzision Fräsen Methode wird vorgestellt.
Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, ein fortschrittliches Mahlverfahren zu verwenden, um die Chloridverteilung entlang der Tiefe des Zementleims unter zyklischen Nass-Trocken-Bedingungen genau zu erhalten. Diese Methode kann dazu beitragen, wichtige Fragen im Bereich des Chloridtransports zu beantworten, wie man hochgenaue Chloridprofile erhält. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die Genauigkeit der Chloridverteilung entlang der Tiefe erheblich verbessert werden kann.
Um mit der Probenvorbereitung zu beginnen, verwenden Sie eine Bürste, um alle Verunreinigungen und Staub von einer 70 Millimeter x 70 Millimeter x 70 Millimeter großen Form zu entfernen. Beschichten Sie die Innenflächen der Form mit Dieselöl zum Trennmittel. Geben Sie dann nacheinander 1.000 Gramm entionisiertes Wasser und 2.000 Gramm Zement in einen Fünf-Liter-Mischtopf.
Befestigen Sie den Topf auf einem Zementmischer und mischen Sie ihn 90 Sekunden lang bei 65 U/min. Lassen Sie die Mischung 30 Sekunden lang einwirken, während Sie die Paste von den Innenwänden abkratzen und die Paste wieder in die Schüttmasse geben. Dann 60 Sekunden lang bei 130 U/min mischen.
Nehmen Sie den Mischtopf aus dem Zementmischer und gießen Sie den Zementleim in die Form. Schaufeln Sie die restliche Paste mit einem Schabermesser in die Form. Stellen Sie die gefüllte Form auf einen Rütteltisch und vibrieren Sie die Form 10 Sekunden lang, um die Paste zu verdichten.
Verschließen Sie dann die Form mit Frischhaltefolie, um Wasserverlust durch Verdunstung zu verhindern. Lassen Sie den Zement 24 Stunden lang bei Raumtemperatur ruhen. Entfernen Sie dann die ausgehärtete Zementleimprobe aus der Form.
Härten Sie die Probe 60 Tage lang bei 23 Grad Celsius und 95 % relativer Luftfeuchtigkeit aus. Befestigen Sie anschließend die ausgehärtete Probe auf einer hochpräzisen Schneidemaschine. Schneiden Sie eine 20 Millimeter dicke Platte von der Oberfläche ab, die nicht mit der Form in Berührung kam, um eine 70 Millimeter x 70 Millimeter x 50 Millimeter große Probe zu bilden.
Die frisch geschnittene Fläche wird die Belichtungsfläche sein. Versiegeln Sie die anderen fünf Seiten der Probe mit flüssigem Epoxidharz. Lassen Sie das Harz 24 Stunden lang an der Luft aushärten.
Legen Sie die Probe auf einen Zentimeter großen Abstandshalter in eine Kunststoffbox, wobei die Belichtungsfläche nach unten zeigt. Geben Sie eine 3,5%ige Massenlösung aus Natriumchlorid und entionisiertem Wasser in die Box, bis der Lösungsspiegel etwa einen Zentimeter über der Expositionsoberfläche liegt. Notieren Sie den Zeitpunkt, zu dem die Natriumchloridlösung in die Schachtel gegossen wurde.
Verschließen Sie die Box mit einer 0,25 Millimeter dicken Kunststofffolie, um Konzentrationsänderungen durch Wasserverdunstung zu verhindern. Lagern Sie die Box bei einer konstanten Temperatur von 23 Grad Celsius bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65 % für 24 Stunden ab dem Zeitpunkt der Zugabe der Natriumchloridlösung. Nehmen Sie dann die Probe aus der Schachtel und wischen Sie die Lösung vorsichtig mit einem Papiertuch ab.
Lassen Sie die Probe sechs Tage lang bei 23 Grad Celsius und 65 % relativer Luftfeuchtigkeit trocknen. Wiederholen Sie das 24-stündige Eintauchen der Expositionsoberfläche in eine 3,5%ige Natriumchloridlösung und die sechstägige Trocknungsphase 11 weitere Male für insgesamt 12 Zyklen. Nach dem 12. Nasstrockenzyklus wird die Probe auf der Basis einer hochpräzisen CNC-Schleifmaschine fixiert, die mit einem Fräser aus Titanlegierung ausgestattet ist.
Legen Sie Pulverauffangpapier um die Probe. Richten Sie ein automatisiertes Schleifprotokoll ein, um die Probe in einer Reihe von Schichten mit einer Pause von 60 Sekunden zwischen den einzelnen Schichten zu mahlen. Starten Sie dann den Schleifvorgang.
Gewinnen Sie das Pulver während jeder 60-Sekunden-Pause zurück und ersetzen Sie das Auffangpapier für die nächste Schicht. Lagern Sie die Pulverproben in separaten Behältern. Gewinnen Sie das Pulver während jeder 60-Sekunden-Pause zurück und ersetzen Sie das Auffangpapier für die nächste Schicht.
Stellen Sie sicher, dass Sie das Pulver innerhalb dieser 60-Sekunden-Pause fertig sammeln können, bevor Sie die nächste Schicht erstellen. Sobald der Vorgang abgeschlossen ist, mahlen Sie jede Pulverprobe mit einem Mörser und Stößel, bis die Probe durch ein 80-Mikron-Sieb gesiebt werden kann. Trocknen Sie die gesiebten Proben zwei Stunden lang bei 105 Grad Celsius.
Geben Sie dann zwei Gramm einer trockenen Probe in eine 100-Milliliter-Plastikflasche. Fügen Sie 50 Milliliter entionisiertes Wasser hinzu und verschließen Sie die Flasche. Schütteln Sie die Flasche kräftig, um sicherzustellen, dass die Probe und das Wasser gründlich vermischt sind.
Stellen Sie die Flasche auf einen automatischen Vibrator und vibrieren Sie die Flasche 24 Stunden lang, um wasserlösliche Chloride aufzulösen. Die Lösung wird durch Filterpapier filtriert und zwei 10-Milliliter-Portionen des Filtrats in konische Kolben gegeben. Zwei Tropfen Phenolphthaleinlösung werden in jeden Erlenmeyerkolben gegeben.
Fügen Sie jeder Lösung verdünnte Schwefelsäure hinzu, bis die Lösungen farblos werden. Dann werden 10 Tropfen eines Kaliumchromatindikators in einen Kolben gegeben und sofort mit einer Silbernitratlösung titriert. Der Erlenmeyerkolben wird während der Titration manuell geschüttelt, um sicherzustellen, dass das Silbernitrat schnell mit den Chloridionen reagiert.
Stoppen Sie die Titration, wenn die Lösung rötlich erscheint und die Farbe nicht verblasst. Notieren Sie die Menge der verbrauchten Silbernitratlösung. Stellen Sie sicher, dass Sie die Titration stoppen, wenn die Lösung rötlich wird und die Farbe nicht verblasst.
Wiederholen Sie den Titrationsvorgang mit dem zweiten Kolben. Berechnen Sie den Gehalt an wasserlöslichem Chlorid für jeden Kolben und mitteln Sie die Ergebnisse. Wasserlösliche Chloridprofile wurden für zwei Zementleimproben erstellt, die im Abstand von 0,5 Millimetern und zwei Millimetern beprobt wurden.
Die Kurven wurden mit der Fehlerfunktion des zweiten Fickschen Gesetzes versehen und für jedes Profil der Chloriddiffusionskoeffizient berechnet. Bei der Probenahme im Abstand von zwei Millimetern schien der Chloridgehalt in der Zementleimprobe mit der Tiefe monoton abzunehmen. Bei der Beprobung in Abständen von 0,5 Millimetern zeigte sich jedoch, dass der Chloridgehalt ein Maximum erreichte, bevor er abnahm.
Der signifikante Unterschied in den Chloriddiffusionskoeffizienten und in den Formen der Kurven deutete darauf hin, dass die Abstände von zwei Millimetern zu groß für ein genaues Chloridprofil für diese Paste waren, was die Bedeutung kleiner, präziser Intervalle zeigt. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie mit dieser Schleifmethode hochpräzise Chloridprofile erhalten. Es sollte sowohl für die Forschung als auch für die Feldforschung, die sich mit der Haltbarkeit von zementbasierten Materialien befasst, hilfreich sein.
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In diesem Artikel wird ein Protokoll zur Gewinnung eines wasserlöslichen Chloridprofils mithilfe eines hochpräzisen Fräsverfahrens vorgestellt. Die Technik zielt darauf ab, die Genauigkeit von Messungen zur Chloridverteilung in Zementleim unter zyklischen Nass-Trocken-Bedingungen zu verbessern.
Die genaue Bestimmung der Chloridverteilung ist entscheidend für die Beurteilung der Dauerhaftigkeit und des Korrosionsrisikos von zementgebundenen Materialien in Infrastrukturbauteilen. Diese hochpräzise Schleifmethode ermöglicht eine zuverlässige Profilierung des wasserlöslichen Chloridgehalts und unterstützt damit mechanistische Risikominderungsstrategien bei der Vorhersage des Materialverhaltens. Der Ansatz erhöht die Vorhersagesicherheit bei der Dauerhaftigkeitsmodellierung, indem er Messfehler bei der Pulverisierung – einem zentralen Schritt in Chlorid-Profilierungsverfahren – verringert.
Die Methode fügt sich in den Entdeckungsprozess ein, indem sie hochpräzise Chloridprofile bereitstellt, die die anschließende Haltbarkeitsmodellierung und Risikobewertung in zementbasierten Systemen unterstützen.