第31卷，第5期 2011年5月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.31,No.5.pp1236-1240
May，2011
多重全内反射红外光谱原位研究混凝土渗透性
林俊人，林种玉，杜荣归，林昌健”
厦门大学化学化工学院化学系，固体表面物理化学国家重点实验室，建厦门361005
摘要将多重全内反射傅里叶变换红外光讲(FTIR-MIR)技术应用于混整土渗透性研究。考察了水灰比和养护龄期与混凝土微孔结构之间的关系及其对混凝土漫透性的影响。简要分析了水和筑酸根离子在混凝士中传输规律。原位FTIR-MIR研究表明，水在混整土中的传输主要依靠混度土内部孔脱两端的毛细势能梯度。S-离子的传输过程则要考虑对流和浓度差引起的扩散两种方式以及SO一与混凝土中水化产物的反应。混凝土抗渗性能与其微观孔结构有着密切的关系，随着水灰比降低或养护龄期延长，混凝土孔隙率减小，孔的连通性下降，混凝土抗渗性能提高。
关键词多重内反射傅里叶变换红外光谱；混蔗土；传输行为；微结构；渗透性
中图分类号：064
引言
文献标识码：A
DOl; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2011)05-123605
息。因此、发展一种方便、灵敏、原位、无损的检测方法对于研究有害物种通过混凝土层的传输行为，分析各种影响混凝土渗透性的因素是十分必要的。
钢筋混凝土构筑物的过早破坏是当今世界普遍关注的大突出灾害12]，钢筋的电化学腐蚀是混凝土构筑物腐蚀失效的最主要形式。属蚀作物种（H0，O，SO，CI-，CO 等）通过混凝土层的传输漫透是钢筋发生腐蚀破坏的前提条件(3.4)。腐蚀性物种在钢筋/混凝土界面处的积累将促进钢筋的电化学腐蚀，并最终导致钢筋混凝土结构的破坏和失效。值得注意的是，钢筋/混凝土的腐蚀电化学过程离不开水介质，多数腐蚀性物种主要以水为载体，通过混凝土的微孔隙进人混凝土内部"。混凝疑土的微孔结构是影响其渗透性的最主要因素，混凝土微孔结构与传输特性的关系是混凝土结构耐久性研究的一个关键课题")，水泥与水拌合开始水化时的水量(水灰比)以及水泥水化的程度(养护龄期)是决定混靛土中毛细孔体积，数，分布的重要因素。因此，研究水及牌蚀性物种通过混凝土层的传输行为以及影响混麗士渗透性的主要因素（水灰比，养护龄期）具有重要的意义，
目前用于检测有害物种在混凝土中渗透性的方法有多种，包括流量/重量法，化学分析法，离子选择性电极以及电参量法等。但这些方法均存在不同程度的局限性(-)]。流量/ 重量法灵敏度低；化学分析法需破坏混凝土样品再取样分析，且不能提供即时的信息；离子选择性电极在混凝土中的稳定性和耐久性不够；电参量法只能给出总体离子传输的信
收稿日期：2010-06-11，修订日期：2010-10-06
本工作提出将多重全内反射傅里叶变换红外光谱技术应用于混凝土渗透性检测，考察了水灰比，养护龄期与混能土微孔结构之间的关系，及其对混土渗透性的影响。应用 FTIR-MIR技术原位检测有害物种，研究混凝土渗透性具有以下优点：（1）对HO，SO-及多数缓蚀剂中的特征基和化学键可实现高灵敏度的检测；（2）可同时检测混凝土中多种物质的传输行为及其在传输过程中的相互影响；（3）可实现原位，动态，无损及分子水平的测量。
实验 1
1.1混凝土薄片的制备
制备混凝土薄片的水泥为普通硅酸盐水泥，细骨料为福建九龙江河砂。制备不同水灰比W：c(0.4：1，0.5：1和 0.6：1)、混凝土片的厚度为5mm、灰砂比为1：2.4、养护龄期为28d和不同养护龄期(7，14和28d)混凝土片的肝度为2.5mm、灰砂比为1：1.5，水灰比为0.3*1的混凝土薄
片。制好的试样24h后脱模，在室温下湿养护。 1.2FTIR-MIR测试
红外测试采用Nicolet380FTIR红外光谱仪并配用 ATR附件。实验装置如图1所示。储品片是尺寸为60mm×
基金项目：国家自然科学基金项目(50731004)和国家科技支撑计划项日(2007BAB27B04)资助
作者简介：林俊人，1985年生，厦门大学化学化工学院硕士研究生
·通讯联系人
e-mail; cjlin@xmu, edu, cn
万方数据
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