埋入式混凝土氯离子传感器的研究..doc

埋入式混凝土氯离子传感器的研究 材料科学与工程学院：张晓娟 指导教师：曲海涛 摘 要：研对Ag/AgCl电极MnO2电极Ag/AgCl电极MnO2参比电极的电位响应速率，电位值在长时间稳定的抗极化性能。与氯离子浓度的对数呈线性关系， 关键词：混凝土；氯离子传感器；Ag/AgCl电极；电极 Abstract：Influences of chloride ion concentration, temperature, alkalinity, sulfate ion, potassic and sodium ion on potentials of Ag/AgCl electrode, MnO2 electrode. And the relationship between potential of the composite electrode and chloride ion concentration of solution was also analyzed. The results show that potential of Ag/AgCl electrode decreases with the incresing chloride ion concentration in solution and there is a good linear relation between logarithm of chloride ion concentration and potential. MnO2 electrode has a quick rate of potential response, a good resistance to polarization and a relative stable potential during a long poried of test. The potential of composite electrode also shows a approximate linear relation with logarithm of chloride ion concentration and it can maintain stable during a long period. Chloride content contained in cement paste can be predicted by potential of composite electrode embedded in paste specimen, therefore such composite electrodes can be potentially used as embedded concrete chloride sensors. Key words：Concrete, Chloride ion sensor, Ag/AgCl electrode, MnO2 electrode 引 言 因钢筋锈蚀导致混凝土结构的服役性能劣化，工程使用寿命达不到设计要求而过早破坏，造成的直接和间接损失远远超出人们的预料，这已经成为全世界日益关注的一大灾害和土木工程界的重大科技难题[1-2]。引起混凝土钢筋锈蚀的原因有多方面，从目前工程破坏事例统计，各种氯盐的侵入是引起钢筋锈蚀的最主要原因[3]。混凝土中钢筋发生锈蚀的可能性与锈蚀速率会随着混凝土中氯离子含量的增加而增大这一基本规律是大家所公认的[4]。因此，控制、减轻或避免实际混凝土工程因氯盐导致钢筋锈蚀破坏的关键就是要及时、准确掌握和控制混凝土中氯离子分布状态。必威体育精装版文献表明：Ag/AgCl电极应用于测量实验室模拟混凝土孔溶液（饱和Ca(OH)2溶液）时，可准确监测出不同温度条件下溶液中氯离子浓度变化，且测试数据稳定可靠、可重复性好。Montemor[]在实验室将Ag/AgCl电极埋入砂浆和混凝土试件中不同深度处，测量在氯盐溶液侵泡下氯离子向砂浆和混凝土中的扩散与迁移过程，结果发现Ag/AgCl电极在整个实验期间具有很好的稳定性。基于电化学理论的Ag/AgCl电极型氯离子传感器在混凝土工程中的应用具有巨大潜力，而国内在此方面研究处于空白。银/氯化银电极所用原材料：银粉、氯化银粉参比电极所用原材料：二氧化锰粉、不锈铜管、碱性凝胶体（自制）、橡胶密封铜网等模拟溶液所用材料：NaCl、KOH、NaOH、CaONa2SO4等水泥基材料：基准水泥用于制备水泥石试件和参比电极底部密封层；MgO膨胀剂用于制备参比电极密封层、防止水泥石收缩产生缝隙；自来水。仪器介绍 1) UI5022型电化学分析仪器UI5022型电分析仪由硬件恒电位仪和相应的计算机软件组成，该仪器既可