Detección de la distribución de cloruro soluble en agua de la pasta de cemento en forma de alta precisión

El objetivo general de este procedimiento es utilizar un método de molienda avanzado para obtener con precisión la distribución del cloruro a lo largo de la profundidad de la pasta de cemento en condiciones cíclicas de húmedo y seco. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo del transporte de cloruro sobre cómo obtener perfiles de cloruro de alta precisión. La principal ventaja de esta técnica es que la precisión de la distribución del cloruro a lo largo de la profundidad se puede mejorar en gran medida.

Para comenzar la preparación de la muestra, use un cepillo para eliminar todos los contaminantes y el polvo de un molde de 70 milímetros por 70 milímetros por 70 milímetros. Cubra las superficies internas del molde con aceite diesel desmoldante. Luego, coloque secuencialmente 1.000 gramos de agua desionizada y 2.000 gramos de cemento en una olla mezcladora de cinco litros.

Asegure la olla en una mezcladora de cemento y mezcle a 65 rpm durante 90 segundos. Deje reposar la mezcla durante 30 segundos mientras raspa la pasta de las paredes internas y devuelve la pasta a la mezcla a granel. Luego, mezcle a 130 rpm durante 60 segundos.

Retire la olla mezcladora de la mezcladora de cemento y vierta la pasta de cemento en el molde. Introduce el resto de la pasta en el molde con un cuchillo raspador. Coloque el molde lleno en una mesa vibratoria y haga vibrar el molde durante 10 segundos para compactar la pasta.

Luego, selle el molde con una película adhesiva para evitar la pérdida de agua por evaporación. Deje que el cemento se asiente a temperatura ambiente durante 24 horas. Luego, retire la muestra de pasta de cemento endurecido del molde.

Cura la muestra a 23 grados centígrados con una humedad relativa del 95% durante 60 días. A continuación, fije la muestra curada en una máquina de corte de alta precisión. Corte una losa de 20 milímetros de espesor de la superficie que no entró en contacto con el molde para formar una muestra de 70 milímetros por 70 milímetros por 50 milímetros.

La cara recién cortada será la superficie de exposición. Selle los otros cinco lados de la muestra con resina epoxi líquida. Deja que la resina se endurezca en el aire durante 24 horas.

Coloque la muestra en espaciadores de un centímetro en una caja de plástico con la superficie de exposición hacia abajo. Agregue una solución de cloruro de sodio y agua desionizada al 3,5% en masa a la caja hasta que el nivel de la solución esté aproximadamente un centímetro por encima de la superficie de exposición. Anote el momento en que se vertió la solución de cloruro de sodio en la caja.

Selle la caja con una película de plástico de 0,25 milímetros de espesor para evitar cambios de concentración por evaporación del agua. Guarde la caja a una temperatura constante de 23 grados centígrados con una humedad relativa del 65% durante 24 horas desde el momento en que se agregó la solución de cloruro de sodio. Luego, retire la muestra de la caja y limpie suavemente la solución con una toalla de papel.

Deje secar el espécimen a 23 grados centígrados con una humedad relativa del 65% durante seis días. Repita la inmersión de 24 horas de la superficie de exposición en una solución de cloruro de sodio al 3,5% y el período de secado de seis días 11 veces más para un total de 12 ciclos. Después del 12º ciclo de secado húmedo, fije la muestra en la base de una rectificadora CNC de alta precisión equipada con un cortador de aleación de titanio.

Coloque papel recolector de polvo alrededor de la muestra. Configure un protocolo de molienda automatizado para moler la muestra en una serie de capas con una pausa de 60 segundos entre cada capa. Luego, comience el proceso de molienda.

Recupere el polvo durante cada pausa de 60 segundos y reemplace el papel colector para la siguiente capa. Guarde las muestras de polvo en recipientes separados. Recupere el polvo durante cada pausa de 60 segundos y reemplace el papel colector para la siguiente capa.

Asegúrate de que puedes terminar de recolectar el polvo dentro de ese descanso de 60 segundos antes de crear la siguiente capa. Una vez finalizado el proceso, muela cada muestra de polvo con un mortero hasta que la muestra se pueda tamizar a través de un tamiz de 80 micras. Secar las muestras tamizadas a 105 grados centígrados durante dos horas.

Luego, coloque dos gramos de una muestra seca en una botella de plástico de 100 mililitros. Agregue 50 mililitros de agua desionizada y tape la botella. Agite el frasco vigorosamente para asegurarse de que la muestra y el agua estén bien mezclados.

Coloque la botella en un vibrador automático y haga vibrar la botella durante 24 horas para disolver los cloruros solubles en agua. Filtre la solución a través de papel de filtro y coloque dos porciones de 10 mililitros del filtrado en matraces cónicos. Agregue dos gotas de solución de fenolftaleína a cada matraz cónico.

Agregue ácido sulfúrico diluido a cada solución hasta que las soluciones se vuelvan incoloras. A continuación, añada 10 gotas de un indicador de cromato de potasio a un matraz y valore inmediatamente con una solución de nitrato de plata. Agite manualmente el matraz cónico durante la valoración para asegurarse de que el nitrato de plata reaccione rápidamente con los iones de cloruro.

Detenga la valoración cuando la solución parezca rojiza y el color no se desvanezca. Registre el volumen de solución de nitrato de plata consumida. Asegúrese de detener la valoración cuando la solución se vuelva rojiza y el color no se desvanezca.

Repita el proceso de valoración con el segundo matraz. Calcule el contenido de cloruro soluble en agua para cada matraz y promedie los resultados. Se crearon perfiles de cloruro soluble en agua para dos muestras de pasta de cemento muestreadas a intervalos de 0,5 milímetros y dos milímetros.

Las curvas se ajustaron con la función de error de la segunda ley de Fick y se calculó el coeficiente de difusión de cloruro para cada perfil. Cuando se muestrearon a intervalos de dos milímetros, el contenido de cloruro en la muestra de pasta de cemento pareció disminuir monótonamente con la profundidad. Sin embargo, cuando se muestrearon a intervalos de 0,5 milímetros, se reveló que el contenido de cloruro alcanzó un máximo antes de disminuir.

La diferencia significativa en los coeficientes de difusión de cloruro y en las formas de las curvas sugirió que los intervalos de dos milímetros eran demasiado grandes para un perfil de cloruro preciso para esta pasta, lo que demuestra la importancia de intervalos pequeños y precisos. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión sobre cómo obtener perfiles de cloruro de alta precisión utilizando este método de molienda. Debería ser útil tanto para la investigación como para el trabajo de campo que aborda la durabilidad de los materiales a base de cemento.