一种建筑材料混凝土氯离子快速测定装置的制作方法

本发明涉及混凝土测定技术领域，具体为一种建筑材料混凝土氯离子快速测定装置。

背景技术：

近年来，因为混凝土结构耐久性导致的问题越来越突出，针对耐久性的研究也逐渐成为混凝土研究的重点，导致混凝土结构耐久性不良的原因有很多，包括冻融破坏、钢筋锈蚀、碱集料反应和硫酸盐侵蚀等，混凝土结构中最主要、最普遍的病害是混凝土终端钢筋锈蚀破坏。

导致钢筋发生锈蚀的主要原因是混凝土中氯离子的存在，由于混凝土采用的主要原材料之一的水泥是碱性的，在碱性环境下，金属表面会形成一层钝化膜，再加上混凝土的包裹作用，为钢筋防止锈蚀提供了良好的化学和物理屏障，但来自原材料（如水泥、骨料、拌合水、外加剂中含有的氯离子）、除冰盐、环境等的氯离子能直接或者间接的破坏这两种屏障，原因是氯离子半径小、活性大，很容易穿透混凝土钝化膜，从而造成钢筋锈蚀，生成的fe（oh）2分解为水和带结晶水的feo致使体积膨胀，以致混凝土破坏。因此为了防止发生钢筋锈蚀破坏，更应对混凝土中氯离子的含量进行限制，在现行《混凝土结构设计规范》（gb50010-2010）中，根据混凝土结构的使用年限，对不同结构、不同环境等级的混凝土限制了最大氯离子含量。

目前检测混凝土中氯离子含量的方法大致有3种：（1）、指示剂显色法滴定法，指示剂显色法滴定法的最终判定是以指示剂的颜色突变作为判定依据，随着滴定剂加入量的增加，被测溶液变得浑浊，因此颜色突变不是很明显，滴定终点时颜色难以辨认、精确度不高，认为误差较大，并且有时还会出现滴定终点反复等不利因素；（2）、电位滴定法，通过测量滴定过程种电池电动势的变化来确定滴定终点的滴定方法，电位滴定法靠电极电位的突跃来指示滴定终点，在滴定到达终点前后，滴液种的待测离子浓度往往连续变化n个数量级，引起电位的突跃，被测成分的含量通过消耗的agno3量来计算，缺点是银电极的本身结构不稳定，造成反复性较差，电极的维护比较麻烦，操作比较繁琐；（3）氯离子选择电极法，其原理是采用氯离子选择性电极与标准甘汞电极测定出两个不同浓度的氯离子标准溶液的电压，根据能斯特方程中电压与氯离子浓度的关系制定出氯离子浓度-电压标准曲线，然后将混凝土按设计的试验步骤制成待测溶液，用氯离子选择性电极测定待测溶液的电压，与标准曲线对比后即可获得混凝土的氯离子含量。氯离子选择电极法所得数据标准偏差较小，能够简捷、快速、经济、准确地测定混凝土中氯离子的含量。但是测定过程中电位容易发生漂移，导致测定稳定性不是很好，例如：电极的活化、甘汞电极的影响、温度的影响。

基于此，本发明设计了一种建筑材料混凝土氯离子快速测定装置，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种建筑材料混凝土氯离子快速测定装置，以解决上述背景技术中提出的电极的活化、甘汞电极的影响、温度的影响，导致测定稳定性不是很好，测定过程中电位容易发生漂移的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种建筑材料混凝土氯离子快速测定装置，包括计算机、磁力搅拌器和烧杯，所述烧杯的内部分别放置有盐桥甘汞电极和氯电极，所述盐桥甘汞电极和氯电极分别通过甘汞电极线和氯电极线与计算机连接，所述计算机包括数模转换器、处理器和显示屏，所述甘汞电极线和氯电极线均通过数模转换器与处理器电连，所述处理器电性连接显示屏，所述磁力搅拌器的顶部安装有加热套，所述烧杯放置在加热套的内部，所述磁力搅拌器的一侧壁分别设有调控旋钮一和调控旋钮二，所述计算机和磁力搅拌器均通过电源线与外部电源电性连接。

优选的，所述计算机的一侧固定有电极架，所述电极架的顶端延伸至烧杯的正上方位置设有两组夹套，所述盐桥甘汞电极和氯电极分别安装在两组夹套上。

优选的，所述盐桥甘汞电极包括甘汞电极芯和套设在甘汞电极芯底部的盐桥套管，所述盐桥套管的内部注入有盐液层，所述盐液层采用kno3溶液，所述盐液层的外部设有琼脂凝胶层，所述甘汞电极芯的底端伸至盐液层的内部，所述甘汞电极芯的顶端通过接头与计算机连接。

优选的，所述磁力搅拌器包括安装在磁力搅拌器内部的电机，所述电机的输出端对接有轴架，所述轴架的中间位置安装有定位永磁体，所述轴架的两侧通过连接架安装有主动永磁体，所述烧杯的内部相对位置设有搅拌子。

优选的，所述搅拌子包括与定位永磁体位置相对应的轴套，所述轴套的内部是设有搅拌永磁体，所述轴套的两侧壁安装有叶片，所述叶片的外端安装有磁性块。

优选的，所述轴套的底部两端处设有凸台，所述磁性块材质采用铁、钴或者镍其中的一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在氯电极使用前在0.001mol/lnacl溶液中活化2h，这样可缩短电极响应时间，并改善线性关系，为了防止电极中的氯离子渗入被测液而影响测定，以kno3溶液作为盐桥，盐桥套管加入琼脂凝胶层，对检测结果影响不大，可使盐桥方便保存，多次试验亦能方便使用，通过磁力搅拌器和加热套对烧杯进行均匀搅拌和恒温加热，保证待测溶液的均匀度，易于温度校正，防止温度的变化导致电位的变动，然后通过计算机处理，使得氯离子测定准确度大大提高，机身小巧，携带方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明盐桥甘汞电极结构示意图；

图3为本发明磁力搅拌器结构示意图；

图4为本发明搅拌子结构示意图；

图5为本发明电位-氯离子浓度关系曲线坐标图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-计算机，2-磁力搅拌器，21-电机，22-轴架，23-定位永磁体，24-主动永磁体，3-烧杯，31-搅拌子，32-轴套，33-搅拌永磁体，34-叶片，35-磁性块，36-凸台，4-盐桥甘汞电极，41-甘汞电极芯，42-盐桥套管，43-盐液层，44-琼脂凝胶层，45-接头，5-氯电极，6-甘汞电极线，7-氯电极线，8-电极架，9-夹套，10-数模转换器，11-处理器，12-显示屏，13-加热套，14-调控旋钮一，15-调控旋钮二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种建筑材料混凝土氯离子快速测定装置，包括计算机1、磁力搅拌器2和烧杯3，所述烧杯3的内部分别放置有盐桥甘汞电极4和氯电极5，所述盐桥甘汞电极4和氯电极5分别通过甘汞电极线6和氯电极线7与计算机1连接，所述计算机1包括数模转换器10、处理器11和显示屏12，所述甘汞电极线6和氯电极线7均通过数模转换器10与处理器11电连，所述处理器11电性连接显示屏12，所述磁力搅拌器2的顶部安装有加热套13，所述烧杯3放置在加热套13的内部，所述磁力搅拌器2的一侧壁分别设有调控旋钮一14和调控旋钮二15，所述计算机1和磁力搅拌器2均通过电源线与外部电源电性连接。

其中，所述计算机1的一侧固定有电极架8，所述电极架8的顶端延伸至烧杯3的正上方位置设有两组夹套9，所述盐桥甘汞电极4和氯电极5分别安装在两组夹套9上，通过夹套9便于对盐桥甘汞电极4和氯电极5进行夹持，增加盐桥甘汞电极4和氯电极5工作的稳定性。

其中，所述盐桥甘汞电极4包括甘汞电极芯41和套设在甘汞电极芯41底部的盐桥套管42，所述盐桥套管42的内部注入有盐液层43，所述盐液层43采用kno3溶液，所述盐液层43的外部设有琼脂凝胶层44，所述甘汞电极芯41的底端伸至盐液层43的内部，所述甘汞电极芯41的顶端通过接头45与计算机1连接，kno3溶液装在盐桥套管42内不易保存，易渗出，盐桥套管42加入琼脂凝胶层44，对检测结果影响不大，可使盐桥方便保存，多次试验亦能方便使用。

其中，所述磁力搅拌器2包括安装在磁力搅拌器2内部的电机21，所述电机21的输出端对接有轴架22，所述轴架22的中间位置安装有定位永磁体23，所述轴架22的两侧通过连接架安装有主动永磁体24，所述烧杯3的内部相对位置设有搅拌子31。

其中，所述搅拌子31包括与定位永磁体23位置相对应的轴套32，所述轴套32的内部是设有搅拌永磁体33，所述轴套32的两侧壁安装有叶片34，所述叶片34的外端安装有磁性块35。

其中，所述轴套32的底部两端处设有凸台36，所述磁性块35材质采用铁、钴或者镍其中的一种。

电机21通过轴架22驱动主动永磁体24进行旋转，主动永磁体24与磁性块35配合，带动叶片34在烧杯3内进行旋转，实现搅拌子31对烧杯3内的溶液进行均匀的搅拌，定位永磁体23和搅拌永磁体33配和，实现了搅拌子31的定位旋转，轴套32的底部两端处设有凸台36，增加搅拌子31搅拌的稳定性。

本实施例的一个具体应用为：使用时，先通过蒸馏水配置两种浓度的nacl溶液：0.001mol/l、5.5×10-3mol/l、5.5×10-4mol/l的nacl溶液；将氯电极5放入分别放入至0.001mol/lnacl溶液中，活化2h，启动加热套13进行预热，然后将氯电极5和盐桥甘汞电极4放入5.5×10-3mol/l、5.5×10-4mol/l的nacl溶液中，经2分钟后测量电位值，测得两个电位值，绘制在e-lgc半对数坐标上，其连接线即为电位-氯离子浓度关系曲线，然后从混泥土拌合物中取出600g左右的砂浆，放入烧杯3中，启动磁力搅拌器2，通过磁力搅拌器2将位于烧杯3内的砂浆混合溶液进行均匀的搅拌，然后通过加热套13对烧杯3进行加热，保证测定过程中温度的稳定性，通过调控旋钮一14和调控旋钮二15可对搅拌的速度和加热的温度进行预设，提高了氯离子测定的准确性，然后将氯电极5和盐桥甘汞电极4放入，测定其电位值，并通过甘汞电极线6和氯电极线7将信号传输至数模转换器10处，经数模转换器10处理后将离散信号转变参考数据并传输至处理器11，处理器11利用自身配置的算法对数据进行处理，并通过显示屏12将氯离子含量进行显示，从e-lgc半对数坐标推算氯离子浓度，具体计算方法为：pc=ccl-×β/1000×35.5×100%

式中：

pc—混凝土拌合物中中氯离子含量，以水泥重计(％)

ccl-—相应拌和水中氯离子浓度(mol/l)；

β—混凝土的水灰比。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。