一种加速碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的装置的制作方法

本实用新型涉及混凝土耐久性试验领域，尤其涉及一种加速碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的装置。

背景技术：

在现代工程建设中，水泥基材料是最为广泛使用的人造建筑材料，其构筑了土木建筑工程结构的主体和框架，主要承受建筑主体结构的荷载和气候环境侵蚀；因此，水泥基材料结构的耐久性成为其性能的重要特征。在众多水泥基材料耐久性评价指标中，硫酸盐侵蚀是一类非常重要的考核指标，而碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀作为一种新型的硫酸盐腐蚀类型，其具有破坏、消耗C-S-H凝胶，使其逐渐变成无胶凝性的“泥质”能力。

目前，加速侵蚀的试验方法均采用升高腐蚀介质温度、干湿交替或者蒸养法等，但由于处于高温条件下(40～80℃)进行试验检测，将会改变水化硅酸钙聚合度以及硫酸盐侵蚀机理，不能完全模拟在环境中由于SO₄^2-离子在混凝土中的迁移并在其迁移过程中结晶或反应的情况。

因此，为加速全浸泡、低温条件下硫酸盐侵蚀速率，实现对硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的快速检测，设计了通过外加电场加速SO₄^2-离子在混凝土试块中的迁移速率；并且在全浸泡和电场作用下，三维方向进行SO₄^2-离子的渗入；从而在不提高介质温度和浓度的条件下加速硫酸盐腐蚀速率，达到快速评价混凝土抗硫酸盐腐蚀能力的目的。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中难以模拟在环境中由于SO₄^2-离子在混凝土中的迁移的缺陷，提供一种加速碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种加速碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的装置，包括试验模具、设置在试验模具内部的试块、电极、电源和电线；其中：

试验模具包括四周设置的围板和中部设置的隔板，通过围板和隔板将试验模具分割为两个相互独立的溶液槽，试块的两端分别置于两个溶液槽内；电极设置有两个，分别与试块的两端固定，且两个电极分别通过电线与电源的正负极相连；电极为导电材料，且电极上设置有均匀排列的多个孔洞。

进一步地，本实用新型的试验模具两端的内侧均设置有顶板，顶板和试块夹紧电极。

进一步地，本实用新型的试验模具两端的底部均设置有托板，试块的两端分别放置在两端的托板上。

进一步地，本实用新型的电极的材料为铜、镍钛合金或钝化铁片。

进一步地，本实用新型的电极为厚度1.5～2.5mm的薄片。

进一步地，本实用新型的电线两端设置有与电极和电源连接的夹头或环扣。

进一步地，本实用新型的电源为可调节电压6～54V、频率0.2～1Hz的直流电源、交变电源或脉冲电源。

进一步地，本实用新型的试验模具的形状根据试块的形状进行设置。

本实用新型产生的有益效果是：本实用新型的加速碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的装置，通过对全浸泡的试块外加电场，使腐蚀介质中带电离子在电场作用下，将以更高的效率迁移渗入试块内，达到缩短浸泡时间，提高腐蚀速率的作用；与现有技术和检测方法相比，本实用新型装置设计制作成本低廉，操作简单，能极大的加速SO₄^2-离子迁移速率，提高抗硫酸盐腐蚀的检测和评价效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的试验模具的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的电极的结构示意图；

图中：1-试验模具，2-试块，3-电极，4-电源，5-电线，11-围板，12-隔板，13-顶板，14-托板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例的加速碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的装置，包括试验模具1、设置在试验模具1内部的试块2、电极3、电源4和电线5；其中：

试验模具1包括四周设置的围板11和中部设置的隔板12，通过围板11和隔板12将试验模具1分割为两个相互独立的溶液槽，试块2的两端分别置于两个溶液槽内；电极3设置有两个，分别与试块2的两端固定，且两个电极3分别通过电线5与电源4的正负极相连；电极3为导电材料，且电极3上设置有均匀排列的多个孔洞。

如图2所示，试验模具1两端的内侧均设置有顶板13，顶板13和试块2夹紧电极3。试验模具1两端的底部均设置有托板14，试块2的两端分别放置在两端的托板14上。试验模具1的形状根据试块2的形状进行设置。

如图3所示，电极3的材料为铜、镍钛合金或钝化铁片。电极3为厚度1.5～2.5mm的薄片。电线5两端设置有与电极3和电源4连接的夹头或环扣。电源4为可调节电压6～54V、频率0.2～1Hz的直流电源、交变电源或脉冲电源。

在本实用新型的另一个具体实施例中：

加速碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀(TSA)的装置，该装置包括试验模具、电极、电线和电源。试验模具由围板、隔板、托板、顶板根据试验试块不同拼接而成，适用于40mm×40mm×40mm；40mm×40mm×160mm；100mm×100mm×100mm等不同尺寸的试块。

如图2，分别为40mm×40mm×160mm试块模具和电极立体图。该模具根据试块尺寸确定围板、隔板、托板、顶板等尺寸并拼接而成；将待检测试块安放固定在模具中，并用密封剂将可能漏液处进行密封；再将电极安放在试块两端与试块紧密接触并固定；通过导线将电极与电源连接成闭合的回路，如图1，为试块安装固定并通过导线连通36V可变直流电源立体示意图。如对多个试验样品或对比样品进行检测，则采用并联的方式用同一电源可完成，可排除由于电源内阻差异导致电压差异影响试验结果。

试验过程：将配制好的腐蚀介质(Na₂SO₄5％+MgSO₄5％)注入已连接固定好的试验装置的空腔内，并将装置放置在恒温恒湿箱(5℃，80％RH)内，打开电源。试验过程中通过两个独立空腔中腐蚀介质的浓度变化判断离子迁移速率，并通过定性观察对试块腐蚀程度进行判断。试验结束可将试块进行力学性能的检测与基准进行对比分析。

加速碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀(TSA)的装置的具体使用和操作方法，其步骤为：

材料准备：根据试验试块的大小要求，准备符合尺寸的围板、隔板、托板、顶板并进行粘接。

试块与电极安装：将待进行试验的试块放入组装粘接好的模具中，采用密封胶将试块与隔板无缝连接为一体；再将电极分别安置在试块两端，并保持其与试块紧密接触。

连接：通过电线将根据试验需求选定的电源与安装好的电极连接起来。

试验：在模具内分隔的两侧分别倒入腐蚀介质，完全浸没试块；并通电进行试验；定期对试块进行观察，定性的对试块腐蚀程度进行判断。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。