电压对混凝土电化学除盐效果的影响

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发布时间：2021-09-10

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电压对混凝土电化学除盐效果的影响
郑秀梅，高小建，邓宏卫
(1．佳木斯大学建筑工程学院。黑龙江佳木斯154007； 2．哈尔滨工业大学土木工程学院。哈尔滨150090)
【摘要】着重研究不同的电压对电化学除盐效果的影响。主要从两个方面来进行阐述：一是，不同电压对
电解质溶液中氯离子浓度变化的影响；--是，对除盐后混凝土试件中主要离子含量分布的影响。
【关键词】电化学除盐；氯离子浓度；含量分布
【中图分类号】TU528．0 【文献标识码】B 【文章编号】1001—6864(2o1O)05—0010—02
1 试验方案
1．1 混凝土配合比
本试验配制了三种水灰比混凝土，分别是0．5、O．4、
O．32，并对试件进行编号，1号为水灰比为0．5的混凝土试
件，2号为水灰比为O．4的混凝土试件，3号为水灰比为0．32
的混凝土试件。通过适当调整减水剂掺量，使各混凝土坍落
度达到l8～20 cm，保证各试件成型质量良好。同时，每种混
凝土中掺入总胶凝材料质量3％的氯化钠以引入氯离子。
1．2 试件成型
采用(I)100 mtn×150 mill的圆柱体混凝土试件，沿试件
轴心方向埋入一根(I)10的光面钢筋。在混凝土成型前，将钢
筋加工成15 inm长度，经相应处理后埋入混凝土轴向中心位
置处，露出试件5mm。混凝土试件成型ld后拆模，然后用塑
料布包裹起来放入标准养护室中养护，以防止混凝土中的氯
盐因浇水养护而流失。到28 d龄期时，进行电化学除氯
处理。
1．3 除盐方法及参数的选择
对三种不同水灰比的混凝土试件，通过不同的电压
(2ov，40V，60V)，在ca(OH) 电解质溶液中进行除盐，并测
通电时间，d
得相应的除盐数据，四周后结束除盐。电解质溶液的碱性和
降低电解质溶液中的a一浓度，加快Cl一排除的速度，除盐期
间每2d更换电解质溶液，并留取换下的电解质溶液250mL，
测定其中氯离子含量。除盐时间为4周。
除盐结束后，取出试件，除去表面残留的析出晶体，进行
混凝土中残留的氯离子含量的测定。具体方法为：将试件自
钢筋处径向切为两部分，沿钢筋轴向将混凝土4等分，至上而
下编号为I、Ⅱ、IⅡ和IV；径向将混凝土分为内、中、外3层，在
层与层交点处对混凝土进行取样(见图中黑色点即为取样
点)，经处理后测定所取试样的氯离子、钠离子及钾离子含量。
2 试验结果与分析
2．1 电压对电解质溶液中氯离子排出浓度的影响
电解质溶液中排出氯离子浓度的变化，从侧面反映了混
凝土中氯离子的排除情况，现按试件水灰比的不同将除盐方
案分为三组：1—20V、1—40V及1—60V为一组，试件水灰比
均为0．5；2—20V、2—40V及2—60V为一组，试件水灰比均
为0．4；3—20V、3—40V及3—60V为另一组，试件水灰比均
为0．32。每组中各混凝土试件在电化学除盐过程电解质溶
液中排出氯离子累积浓度如图1、图2及图3所示。
圈1试件1在电压作用下氯离子排出量变化图2试件2在电压作用下氯离子排出量变化图3试件3在电压作用下氯离子排出量变化
从以上三幅图可看出，无论哪种水灰比的混凝土试件，
在电化学除盐的第2d，电解质溶液中排出的氯离子浓度都
随电压的增大而大幅提高，尤其是60V电压作用的试件，效
果最显著，其溶液浓度值约为同期20V电压作用的溶液浓度
的2倍左右，40V电压作用的溶液浓度值介于两者之间，在
图2及图3中可以看出从第3d开始，40V电压作用下的试件
氯离子排出浓度基本接近60V电压作用下的氯离子排出浓
度。而在图3中，从第2d开始，40V电压作用下的试件排氯
浓度只比20V电压作用下的略有提高，相差不大。从第6d
开始，混凝土试件在20V、40V及60V三种电压下的氯离子排
出浓度曲线斜率基本相同，且均呈线性关系，这意味着除盐
后期每两天的氯离子排出浓度大致相当。说明从此时起，电
压的大小对于氯排出量来说，区别甚微，相对较高的电压在
除盐的中后期的效果较低，电压除盐效果略差。
综合以上三幅图可看出，水灰比为0．32的试件电化学
除盐效果最优，而水灰比为O．4o的试件优于水灰比为O．50