Permit离子迁移仪法混凝土氯离子渗透性研究进展

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1、CMYK质量控制与检测Permit离子迁移仪法混凝土氯离子渗透性研究进展赵伟曾金雄（广东华路交通科技有限公司）【摘要】混凝土抗氯离子渗透性是影响混凝土结构使用寿命的主要因素，外加电场非稳态评价方法无法直接检测、评估实际工程结构的耐久性。Permit离子迁移仪法是一种氯离子渗透性现场原位检测方法，可以快速检测混凝土氯离子扩散系数。文章综述了离子迁移仪试验方法、稳态阶段的判定、氯离子浓度梯度与电导率梯度的关系及测试结果应用，对存在的相关问题进行了讨论并对需进一步研究的问题提出了建议。【关键词】混凝土；Permit离子迁移仪法；氯离子扩散系数；控制指

2、标1引言橡胶圆环予以外界封闭。钢筋锈蚀是影响混凝土结构使用寿命的主要因素，氯离子的渗入又是引起混凝土中钢筋锈蚀的主因，研究混凝土的抗氯离子渗透性对钢筋混凝土的耐久性设计[1]及寿命预测显得极为重要。目前采用RCM法、电通量[2]和NEL法等外加电场非稳态试验方法评价混凝土抗氯离子渗透性未考虑构件截面、试件尺寸等因素，无法直接检测、评估实际工程结构的耐久性。同时通过原位测定混凝土电阻率虽可快速预测混凝土构件耐久性，但因受混凝土表层干湿影响显著，混凝土电阻率波动范围图1Permit离子迁移仪较大，该评价方法仅用于定性评估混凝土构件质量，而无法进行混

3、凝土结构寿命设计和寿命评估。2.2工作原理与试验方法Permit离子迁移仪法由北爱尔兰女王大学Permit离子迁移仪的基本工作原理如图2所示。Basheer教授等人基于稳态电迁移试验的基本原理，是在60v直流电压作用下，内室阴极氯化钠溶液的氯离子一种氯离子渗透性现场原位检测方法[3]，近年来受到国向外室阳极溶液迁移，通过导电探针测试外室溶液导电内外学者广泛关注。阎培渝等[4]为将此试验方法引入国量的变化，以间接检测到达外室的氯离子数量。内对试验参数的调整和试验数据的规范化处理等提出了建议，国内其他学者也对该试验方法进行了研究和探讨，取得了许多有

4、价值的研究成果。2离子迁移仪试验方法2.1离子迁移仪的组成Permit离子迁移仪由主机和电子控制器连接部分组成，如图1所示。主机内含有导电探针、温度探针和微型搅拌器等；主机空间分内外两个溶液室，内室为用以盛有0.55mol/L的NaCl（宜选取光谱纯级）阴极电解液图2Permit离子迁移仪的工作原理室，外室为用以盛有蒸馏水的阳极电解液室；内外室底部用6mm宽的橡胶圆环隔开，外室底部也装用6mm宽的Permit离子迁移仪可以对混凝土构件表面平整的CMYK质量控制与检测侧面和顶面进行测试，选定测区后，钻孔固定仪器，先往kTlVdc数，D=，式3。两

5、者公式虽表现形式存在izeAUCdt内室注入蒸馏水（注意观察有无往外室渗水），然后往外i0室注入蒸馏水，观察主机与测试面是否密封完好，若不差异，但本质相同，可相互转换。侧漏溶液则继续饱水24h以上。饱水结束后，分别抽出上述式2中D为氯离子扩散系数；dc/dt为外室两室溶液。（下游）溶液氯离子浓度的变化率（浓度梯度）；T为绝对试验时，内室注入425ml0.55mol/L的NaCl溶液，温度（稳定状态下的平均温度）；E为电极之间的电压；R外室注入650ml蒸馏水，蒸馏水溶液体积须准确，以便为通用气体常数；Z为离子的原子价；C为离子溶液的源更精确计算

6、氯离子扩散系数。连接线路后，根据混凝土浓度；F为法拉第常数；L/A流动长度与外部面积的比密实性选择电导率采集间隔时间，时间间隔一般选取值；V为外室溶液的体积。将已知数代入式2，可得下式-1225min或10min，选择start开始后，电子控制器会按设式4：D=6.344T(dc/dt)×10(m/s)，式4。从式4可以定间隔时间自动采集溶液电导率、电流及温度等数据。看出，氯离子扩散系数可由试验温度和氯离子浓度的变在达到稳态阶段内，由阳极溶液中的Cl-浓度变化率计化率（dc/dt）计算所得，而试验温度可由温度传感器直算氯离子扩散系数，以评定混凝

7、土抗氯离子渗透性。接测量，因此氯离子浓度梯度成为唯一未知参数。溶液氯离子浓度的测定一般采用滴定法（手动滴定3稳态阶段的判定管滴定分析法）、电位滴定法（二阶微商自动电位仪分析法）和电子色谱仪法等，但工地试验室一般多采用滴定Permit离子迁移仪法基于稳态电迁移理论，在测法，其操作繁琐，且结果误差较大。Permit离子迁移仪试过程中，仪器可以分别记录溶液电导率、温度及电流通过测定阳极室溶液电导率来换算溶液中氯离子浓度，随时间的变化关系，在达到稳态后，由电导率梯度按照从而简化溶液中氯离子浓度的测定。预建立溶液浓度梯校准的换算关系式得到浓度梯度，应用N

8、ernst-Plank度和电导率梯度的关系，需采用下述两种标定方式，一方程计算可得到氯离子迁移系数，因此判定试验进入稳种为采用已知浓度的光谱纯氯化钠溶