混凝土碳化深度测量试剂及其制备和应用方法与流程

本发明涉及混凝土碳化深度测量技术领域，具体涉及一种混凝土碳化深度测量试剂及其制备和应用方法。

背景技术：

混凝土碳化是水泥水化产物与渗入的二氧化碳发生物化反应、生成碳酸盐，引起体系化学平衡破坏而导致混凝土体系性能劣化的现象。混凝土因材料来源广泛、性价比高和可塑性强等优点而广泛应用于当前土木工程领域。然而，混凝土结构往往面临严重的碳化问题，导致混凝土体系的碱度降低、钢筋表面钝化膜破坏，从而使得混凝土结构耐久性和使用寿命降低。因此，混凝土碳化对钢筋混凝土结构耐久性和使用寿命具有重要影响。对于碳化最直观的评估，即为混凝土碳化深度的测量。

截至目前，测量碳化深度所用的方法主要包括如下四种方法：1)酚酞指示剂法；其测试对象为：测定ph>10区域；其测试机理为：喷1％酚酞溶液于混凝土劈裂面，测定变色区域长度；优点：方便快捷得到近似碳化深度；缺点：碳化面不够明显，测量值存在一定误差。2)热分析法；其测试对象为：测定氢氧化钙及碳酸钙含量；其测试机理为：将样品加热到900℃，通过加热前后氢氧化钙及碳酸钙含热量变化来计算二者含量；优点：可以评价部分碳化区；缺点：只能判断氢氧化钙的碳化，不能判断水化硅酸钙的碳化。3)x射线物相分析法；其测试对象为：测定碳化前后的矿物种类；其测试机理为：对试样进行x射线衍射，对照标准衍射图，判断碳化前后矿物的结构和名称；优点：可以评价部分碳化区；缺点：对非晶质的鉴别和分析较困难，定量分析精度不高。4)红外光谱法；其测试对象为：测定二氧化碳和碳酸钙含量；其测试机理为：用红外光谱测二氧化碳中的c＝o键和碳酸钙中的c-o键来确定两者的量；优点：特征性高，不受试验样品的物理状态影响；缺点：度样品质量要求高。

综上所述，酚酞测量法精度太低，后三种方法操作不够方便且造价相对较高，目前而言，绝大多数试验者在测量混凝土碳化深度时采用的是1％酚酞试剂喷于碳化劈裂面进行测量，其测量效果与弊端如下图1所示。

从图1可知，酚酞所测的混凝土碳化深度与实际混凝土碳化深度存在较大出入，而对混凝土中对钢筋锈蚀速率造成影响的ph值为9-12左右，因而酚酞测试结果并不具有充分的实际意义。

从已有的混凝土碳化深度测量试剂及其使用效果可知，采用只具有单一性能的混凝土碳化深度测量试剂难以保证测试结果的精确性。因此，研制一种组合使用的混凝土碳化深度测量试剂在一定程度上可满足实际测量所需，具有很好的经济和环境效益。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种能提高测试精度的混凝土碳化深度测量试剂；本发明的目的之二是提供一种该试剂的制备和应用方法。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种混凝土碳化深度测量试剂，按重量份计，包括如下组分：酚酞0.18-1.2份、茜素黄r0-0.12份以及蒸馏水95-700份。

作为优选方案来说，包括如下组分：酚酞0.18-1.2份、茜素黄r0.08-0.12份以及蒸馏水190-200份。

作为优选方案来说，包括如下组分：酚酞0.18-1.2份、茜素黄r0.08-0.12份以及蒸馏水690-700份，还包括百里香酚蓝0.18-0.24份和氢氧化钠0.017份。

作为优选方案来说，包括如下组分：酚酞0.18-0.22份和蒸馏水95-100份，还包括百里香酚蓝0.18-0.22份和无水乙醇95-100份。

一种混凝土碳化深度测量试剂的制备方法，包括如下步骤：

1)按重量份计称取酚酞、茜素黄r和蒸馏水；

2)将蒸馏水加热至温水状态，温度为30-50℃，在将酚酞和茜素黄r加入温水中搅拌均匀即可。

一种混凝土碳化深度测量试剂的制备方法，包括如下步骤：

1)按重量份计称取酚酞、茜素黄r、蒸馏水、百里香酚蓝和氢氧化钠；

2)将蒸馏水加热至温水状态，温度为30-50℃，在将酚酞和茜素黄r加入温水中搅拌均匀；

3)将氢氧化钠溶于蒸馏水中，搅拌溶解，得浓度为0.02mol/l的氢氧化钠溶液；

4)将百里香酚蓝，溶于氢氧化钠溶液[c(naoh)＝0.02mol/l]中，稀释至500ml；

5)将步骤2)和步骤4)得到的溶液混合均匀即可。

一种混凝土碳化深度测量试剂的制备方法，包括如下步骤：

1)按重量份计称取酚酞、蒸馏水、百里香酚蓝和无水乙醇；

2)将百里香酚蓝粉末溶于无水乙醇中，待溶解后加蒸馏水，搅拌均匀；

3)将酚酞粉末溶于无水乙醇中，待溶解后加蒸馏水，搅拌均匀；

4)将步骤2)和步骤3)得到的溶液混合均匀即可。

一种混凝土碳化深度测量试剂的应用方法，采用喷涂方式或滴定方式将试剂应用于碳化混凝土切割面。

本发明的有益效果：

1、采用酚酞、茜素黄r和百里香酚蓝作为显示主要成分，显色效果稳定，克服了部分显色试剂颜色淡化快的缺点。

2、分别按不同比例制作了三种碳化深度测量试剂，利用不同的试剂有不同区间的显色范围，三种试剂配合使用可以比较完善地显示混凝土实际碳化深度，比起常用的酚酞试剂，精度有明显提高。

3、试剂的制作只需用到少数几种物质，方便快捷，成本低廉，材料来源广泛。

4、合成以水和少量乙醇及氢氧化钠为溶剂，无毒害副产品生成；使用过程中，依靠显色剂各组分自身特性赋予其多功能性，具有良好的环境效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为酚酞试剂测试效果图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

实施例1

混凝土碳化深度测量试剂，包括如下组分：酚酞1g、茜素黄r0.1g和蒸馏水200ml，具体的制备过程为：称取酚酞粉末1g，溶于100ml蒸馏水中，水温30-50℃，搅拌均匀至酚酞粉末全部溶解，取出25ml；称取0.10g茜素黄r，加入100ml温水中，水温30-50℃，搅拌溶解，取出75ml；将取出的酚酞溶液25ml和取出的茜素黄r溶液75ml混合搅拌，得试剂1。具体应用时，采用喷涂方式或滴定方式将试剂应用于碳化混凝土切割面。

实施例2

混凝土碳化深度测量试剂，包括如下组分：酚酞1g、茜素黄r0.1g、蒸馏水700ml、百里香酚蓝0.2g和氢氧化钠0.017g。具体的制备过程为：称取酚酞粉末1g，溶于100ml蒸馏水中，水温30-50℃，搅拌均匀至酚酞粉末全部溶解，取出20ml；称取0.10g茜素黄r，加入100ml温水中，水温30-50℃，搅拌溶解，取出20ml；称取0.017g氢氧化钠，溶于21.5ml水中，得0.02mol/l氢氧化钠溶液；称取0.20g百里香酚蓝，溶于21.5ml氢氧化钠溶液[c(naoh)＝0.02mol/l]中，稀释至500ml，取出20ml；将取出的酚酞溶液20ml和取出的茜素黄r溶液20ml及取出的百里香酚蓝溶液20ml混合搅拌，得试剂2。具体应用时，采用喷涂方式或滴定方式将试剂应用于碳化混凝土切割面。

实施例3

混凝土碳化深度测量试剂，包括如下组分：酚酞0.2g、蒸馏水100ml、百里香酚蓝0.2g和无水乙醇100ml。具体的制备过程为：称取百里香酚蓝粉末0.2g，溶于50ml无水乙醇中，待溶解后加蒸馏水至100ml，搅拌均匀，取出25ml；称取酚酞粉末0.2g，溶于50ml无水乙醇中，待溶解后加蒸馏水至100ml，搅拌均匀，取出75ml；将取出的百里香酚蓝溶液25ml和取出的酚酞溶液75ml混合搅拌，得试剂3。具体应用时，采用喷涂方式或滴定方式将试剂应用于碳化混凝土切割面。

下面分析各试剂的显示效果：

将试剂1喷涂于碳化混凝土劈裂面，具有的显色效果是：外部浅色为10<ph<11.5区域，内部深色为ph>11.5区域，其中，ph>11.5为碳化深度上界限。

将试剂2喷涂于碳化混凝土劈裂面，具有的显色效果是：绿色部分为混凝土碳化ph值>11.5区域。试剂2与试剂1同步使用，互相作为验证，最终ph>11.5区域取二者较小值部分。

将试剂3喷涂于碳化混凝土劈裂面，具有的显色效果是：显色部分为混凝土碳化ph值>9区域，外围未显色区域为ph<9区域，结合试剂1与试剂2所测ph<11.5区域，即可得出最终测试的混凝土碳化深度有效区域(9<ph<11.5)。

对一批在不同浓度二氧化碳环境下碳化的混凝土块分别用酚酞试剂与此发明试剂进行测试，测量结果如表2所示。

表1

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。