银/氯化银电极用于监测混凝土中氯离子含量的研究
发布时间：2021-06-07 01:24
采用干湿循环渗透法,通过实验室制备的银/氯化银电极来监测混凝土中的氯离子含量,测试了电极的响应性能和长期稳定性,研究了总氯离子含量与自由氯离子含量之间、总氯离子含量与电位之间的关系。结果表明:银/氯化银电极电位能比较好地监测到混凝土中氯离子含量变化的过程,具有良好的长期稳定性能。总氯离子含量随自由氯离子含量的增加而增加,两者之间呈现幂函数的规律。总氯离子含量随电位上升而下降,两者之间呈指数函数的规律。
【文章来源】：材料导报. 2017,31(20)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【图文】：
图１混凝土中电极分布示意图Ｆｉｇ．１Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｎｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅ
以看出，４５ＰＣ的电位下降速度接近甚至超过５５ＰＣ，这是因为４５ＰＣ在成型时，并未添加减水剂而导致和易性不佳，使得４５ＰＣ的内部空隙较多。这一点可以从４５ＰＣ的强度与５５ＰＣ接近加以证明。图２氯离子侵蚀下电极电位的变化过程Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｗｈｅｎｃｈｌｏｒｉｄｅｐｅｎｅｔｒａｔｅｓｉｎｔｏｃｏｎｃｒｅｔｅ从图２可以看出，部分电极在某一时间段内电位会经历先下降然后上升最后下降的过程，原因可能是电极附近的氯离子浓度初始阶段随着氯离子侵蚀而增大，促使电位下降。随着部分自由氯离子与水化产物化学结合或者物理吸附，氯离子浓度下降，使得电位上升。当氯离子与水化产物结合的速率小于氯离子侵蚀增加的速率时，氯离子浓度再次增加，使得电位再次下降。但是从图２（ａ）中发现，电极Ａ出现“下降—上升—下降”的时间竟然在最后，说明出现“下降—上升—下降”这一现象也可能是数据波动或者测量误差导致的。２．２电极的长期稳定性试验结束后剖开混凝土得到的电极表面的宏观形貌如图３所示。从图３中可以看到，白色部分为密封铜导线与银丝的硅胶部分，头部为Ａｇ／ＡｇＣｌ电极部分，可见电极表面均覆盖着一层偏黑色膜，并且这一膜层没有明显的剥落。图３试验结束后银／氯化银电极的宏观形貌Ｆｉｇ．３ＴｈｅｍａｃｒｏｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｏｆＡｇ／ＡｇＣｌｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｆｔｅｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ试验结束后，对从混凝土中取出的电极进行测试得到的扫描电子显微镜图如图４所示。从图４中可以看出，试验结图４试验结束后电极表面的ＳＥＭ图
的过程，原因可能是电极附近的氯离子浓度初始阶段随着氯离子侵蚀而增大，促使电位下降。随着部分自由氯离子与水化产物化学结合或者物理吸附，氯离子浓度下降，使得电位上升。当氯离子与水化产物结合的速率小于氯离子侵蚀增加的速率时，氯离子浓度再次增加，使得电位再次下降。但是从图２（ａ）中发现，电极Ａ出现“下降—上升—下降”的时间竟然在最后，说明出现“下降—上升—下降”这一现象也可能是数据波动或者测量误差导致的。２．２电极的长期稳定性试验结束后剖开混凝土得到的电极表面的宏观形貌如图３所示。从图３中可以看到，白色部分为密封铜导线与银丝的硅胶部分，头部为Ａｇ／ＡｇＣｌ电极部分，可见电极表面均覆盖着一层偏黑色膜，并且这一膜层没有明显的剥落。图３试验结束后银／氯化银电极的宏观形貌Ｆｉｇ．３ＴｈｅｍａｃｒｏｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｏｆＡｇ／ＡｇＣｌｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｆｔｅｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ试验结束后，对从混凝土中取出的电极进行测试得到的扫描电子显微镜图如图４所示。从图４中可以看出，试验结图４试验结束后电极表面的ＳＥＭ图Ｆｉｇ．４ＴｈｅＳＥＭｉｍａｇｅｏｆｔｈｅＡｇ／ＡｇＣｌａｆｔｅｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ束后Ａｇ／ＡｇＣｌ电极表面的膜层较为致密，没有明显的缺陷，表明电极在混凝土工作５个多月后依然具有良好的稳定性。同步扫描电子显微镜进行的能谱仪测试得到的电极表面元素分析如图５所示。从图５中可以看到，电极表面的元素成分只有Ｃｌ和Ａｇ，验证了图３中电极表面覆盖着的偏黑色的膜即为ＡｇＣｌ膜层。试验分析的结果从侧面反映了电极在混凝土中具有良好的长期稳
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于混凝土环境的氯离子选择性电极的性能研究[J]. 陶德彪,蒋林华,金鸣,白舒雅,阚月. 混凝土. 2016(07)
[2]粉煤灰混凝土的氯离子结合性能[J]. 孙丛涛,宋华,牛荻涛,张鹏,侯保荣. 建筑材料学报. 2016(01)
[3]Ag/AgCl电极测量水泥浆体中氯离子扩散系数[J]. 许明姣. 混凝土. 2012(11)
[4]混凝土氯离子结合能力的影响因素规律性研究[J]. 刘俊龙,余红发,孙伟,陈树东. 硅酸盐通报. 2011(01)
[5]复合外掺料高性能混凝土的氯离子扩散性能[J]. 陈正,杨绿峰,王燚,冯庆革. 广西大学学报(自然科学版). 2010(06)
[6]Ag/AgCl氯离子传感器在混凝土中的应用[J]. 赵炜璇,巴恒静. 功能材料. 2010(S2)
[7]混凝土中氯离子扩散性能的深入探讨[J]. 孙丛涛,牛荻涛. 工业建筑. 2010(09)
[8]矿物掺合料对混凝土氯离子结合能力的影响(英文)[J]. 胡蝶,麻海燕,余红发,曹文涛,翁智财. 硅酸盐学报. 2009(01)
[9]Ag/AgCl参比电极性能研究[J]. 张燕,宋玉苏,王源升. 中国腐蚀与防护学报. 2007(03)
[10]碱硅酸反应作用下混凝土中氯离子扩散规律和结合能力[J]. 詹炳根,孙伟,沙建芳,许仲梓. 东南大学学报(自然科学版). 2006(06)
本文编号：3215554
【文章来源】：材料导报. 2017,31(20)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【图文】：
图１混凝土中电极分布示意图Ｆｉｇ．１Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｎｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅ
以看出，４５ＰＣ的电位下降速度接近甚至超过５５ＰＣ，这是因为４５ＰＣ在成型时，并未添加减水剂而导致和易性不佳，使得４５ＰＣ的内部空隙较多。这一点可以从４５ＰＣ的强度与５５ＰＣ接近加以证明。图２氯离子侵蚀下电极电位的变化过程Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｗｈｅｎｃｈｌｏｒｉｄｅｐｅｎｅｔｒａｔｅｓｉｎｔｏｃｏｎｃｒｅｔｅ从图２可以看出，部分电极在某一时间段内电位会经历先下降然后上升最后下降的过程，原因可能是电极附近的氯离子浓度初始阶段随着氯离子侵蚀而增大，促使电位下降。随着部分自由氯离子与水化产物化学结合或者物理吸附，氯离子浓度下降，使得电位上升。当氯离子与水化产物结合的速率小于氯离子侵蚀增加的速率时，氯离子浓度再次增加，使得电位再次下降。但是从图２（ａ）中发现，电极Ａ出现“下降—上升—下降”的时间竟然在最后，说明出现“下降—上升—下降”这一现象也可能是数据波动或者测量误差导致的。２．２电极的长期稳定性试验结束后剖开混凝土得到的电极表面的宏观形貌如图３所示。从图３中可以看到，白色部分为密封铜导线与银丝的硅胶部分，头部为Ａｇ／ＡｇＣｌ电极部分，可见电极表面均覆盖着一层偏黑色膜，并且这一膜层没有明显的剥落。图３试验结束后银／氯化银电极的宏观形貌Ｆｉｇ．３ＴｈｅｍａｃｒｏｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｏｆＡｇ／ＡｇＣｌｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｆｔｅｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ试验结束后，对从混凝土中取出的电极进行测试得到的扫描电子显微镜图如图４所示。从图４中可以看出，试验结图４试验结束后电极表面的ＳＥＭ图
的过程，原因可能是电极附近的氯离子浓度初始阶段随着氯离子侵蚀而增大，促使电位下降。随着部分自由氯离子与水化产物化学结合或者物理吸附，氯离子浓度下降，使得电位上升。当氯离子与水化产物结合的速率小于氯离子侵蚀增加的速率时，氯离子浓度再次增加，使得电位再次下降。但是从图２（ａ）中发现，电极Ａ出现“下降—上升—下降”的时间竟然在最后，说明出现“下降—上升—下降”这一现象也可能是数据波动或者测量误差导致的。２．２电极的长期稳定性试验结束后剖开混凝土得到的电极表面的宏观形貌如图３所示。从图３中可以看到，白色部分为密封铜导线与银丝的硅胶部分，头部为Ａｇ／ＡｇＣｌ电极部分，可见电极表面均覆盖着一层偏黑色膜，并且这一膜层没有明显的剥落。图３试验结束后银／氯化银电极的宏观形貌Ｆｉｇ．３ＴｈｅｍａｃｒｏｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｏｆＡｇ／ＡｇＣｌｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｆｔｅｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ试验结束后，对从混凝土中取出的电极进行测试得到的扫描电子显微镜图如图４所示。从图４中可以看出，试验结图４试验结束后电极表面的ＳＥＭ图Ｆｉｇ．４ＴｈｅＳＥＭｉｍａｇｅｏｆｔｈｅＡｇ／ＡｇＣｌａｆｔｅｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ束后Ａｇ／ＡｇＣｌ电极表面的膜层较为致密，没有明显的缺陷，表明电极在混凝土工作５个多月后依然具有良好的稳定性。同步扫描电子显微镜进行的能谱仪测试得到的电极表面元素分析如图５所示。从图５中可以看到，电极表面的元素成分只有Ｃｌ和Ａｇ，验证了图３中电极表面覆盖着的偏黑色的膜即为ＡｇＣｌ膜层。试验分析的结果从侧面反映了电极在混凝土中具有良好的长期稳
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于混凝土环境的氯离子选择性电极的性能研究[J]. 陶德彪,蒋林华,金鸣,白舒雅,阚月. 混凝土. 2016(07)
[2]粉煤灰混凝土的氯离子结合性能[J]. 孙丛涛,宋华,牛荻涛,张鹏,侯保荣. 建筑材料学报. 2016(01)
[3]Ag/AgCl电极测量水泥浆体中氯离子扩散系数[J]. 许明姣. 混凝土. 2012(11)
[4]混凝土氯离子结合能力的影响因素规律性研究[J]. 刘俊龙,余红发,孙伟,陈树东. 硅酸盐通报. 2011(01)
[5]复合外掺料高性能混凝土的氯离子扩散性能[J]. 陈正,杨绿峰,王燚,冯庆革. 广西大学学报(自然科学版). 2010(06)
[6]Ag/AgCl氯离子传感器在混凝土中的应用[J]. 赵炜璇,巴恒静. 功能材料. 2010(S2)
[7]混凝土中氯离子扩散性能的深入探讨[J]. 孙丛涛,牛荻涛. 工业建筑. 2010(09)
[8]矿物掺合料对混凝土氯离子结合能力的影响(英文)[J]. 胡蝶,麻海燕,余红发,曹文涛,翁智财. 硅酸盐学报. 2009(01)
[9]Ag/AgCl参比电极性能研究[J]. 张燕,宋玉苏,王源升. 中国腐蚀与防护学报. 2007(03)
[10]碱硅酸反应作用下混凝土中氯离子扩散规律和结合能力[J]. 詹炳根,孙伟,沙建芳,许仲梓. 东南大学学报(自然科学版). 2006(06)
本文编号：3215554
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