一种水泥基材料氢氧根离子溶出系数测试方法及装置

摘要

本发明公开了一种水泥基材料氢氧根离子溶出系数测试方法及装置，具体涉及水泥基材料领域，包括步骤一：准备制备海洋人工鱼礁用混凝土的原料，然后根据水胶比为0.4、0.5和0.6海洋人工鱼礁用混凝土配合比进行搅拌，制成立方体试块，步骤二：将制备完毕的水胶比为0.4、0.5和0.6海洋人工鱼礁用混凝土分为两份，其中一部分试块在标准养护室中进行养护一段时间。本发明通过测试方法能够定性地评价海洋人工鱼礁用混凝土生态友好性能，与海洋人工鱼礁用混凝土表层浸出液pH相结合，更加全面地评价海洋人工鱼礁用混凝土生态友好性能，测试方法原理可靠，计算简单，结果可靠并且适用性广泛，装置设备简单并且具有操作方便、成本低、效果好等优点。

说明书

技术领域

本发明实施例涉及水泥基材料领域，具体涉及一种水泥基材料氢氧根离子溶出系数测试方法及装置。

背景技术

近年来，随着海水环境污染严重，全球海洋渔业资源衰退明显。在海水中设置海洋人工鱼礁可以有利于海洋渔业资源健康可持续发展。海洋人工鱼礁是指用于修复和优化海水生态环境，建设海洋生物生息场的人工设施。目前制作海洋人工鱼礁材料多种多样，其中混凝土材料应用最为广泛。

当海洋人工鱼礁用普通混凝土浸泡在海水溶液中时，由于海水溶液pH值约为8.3，即氢氧根离子浓度约为1.0×10-5.7mol/L，如果海洋人工鱼礁用混凝土孔溶液pH值大于8.3，即孔溶液氢氧根离子浓度大于1.0×10-5.7mol/L，在氢氧根离子浓度梯度力作用下，海洋人工鱼礁用混凝土孔溶液中氢氧根离子会向表层海水溶液中自由扩散，从而会导致海水溶液中氢氧根离子浓度升高，即表层海水溶液pH值升高。由于，海洋生物在海洋人工鱼礁用混凝土表层栖息生长与表层海水溶液pH相关，表层海水溶液pH值较高，即氢氧根离子浓度较高，会极大影响有利生物在海洋人工鱼礁用混凝土表层的栖息生长。

目前，通常采用表层浸出液pH值测试方法测定海洋人工鱼礁用混凝土表层浸出液pH值来评价海洋人工鱼礁用混凝土生态友好性能。表层浸出液pH值测试方法是在有效碱的原位置溶出法基础上，给予简化而来。

通过采用表层浸出液pH值测试方法测定海洋人工鱼礁用混凝土表层浸出液pH值大小只能定量地评价海洋人工鱼礁用混凝土生态友好性能，没有定性地评价海洋人工鱼礁用混凝土生态友好性能。

定性地评价海洋人工鱼礁用混凝土生态友好性能是指从海洋人工鱼礁用混凝土自身性质来评价海洋人工鱼礁用混凝土生态友好性能，这里海洋人工鱼礁用混凝土自身性质是指海洋人工鱼礁用混凝土氢氧根离子溶出能力(氢氧根离子溶出系数)，如果海洋人工鱼礁用混凝土自身氢氧根离子溶出系数较小，那么海洋人工鱼礁用混凝土溶出氢氧根离子能力较弱，进而海洋人工鱼礁用混凝土溶出氢氧根离子数量较少，最终导致海洋人工鱼礁用混凝土表层海水溶液氢氧根离子浓度较低，即海洋人工鱼礁用混凝土表层海水溶液pH值变化较小。

综上所述，在通过采用表层浸出液pH值测试方法测定海洋人工鱼礁用混凝土表层浸出液pH值的基础上，提供一种海洋人工鱼礁用混凝土氢氧根离子溶出系数计算方法，进而全面地评价海洋人工鱼礁用混凝土生态友好性能。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种水泥基材料氢氧根离子溶出系数测试方法及装置，能够定性地评价海洋人工鱼礁用混凝土生态友好性能，与海洋人工鱼礁用混凝土表层浸出液pH相结合，更加全面地评价海洋人工鱼礁用混凝土生态友好性能，测试方法原理可靠，计算简单，结果可靠并且适用性广泛，装置设备简单并且具有操作方便、成本低、效果好等优点。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种水泥基材料氢氧根离子溶出系数测试方法，包括以下步骤：

步骤一：准备制备海洋人工鱼礁用混凝土的原料，然后根据水胶比为0.4、0.5和0.6海洋人工鱼礁用混凝土配合比进行搅拌，制成立方体试块；

步骤二：将制备完毕的水胶比为0.4、0.5和0.6海洋人工鱼礁用混凝土分为两份，其中一部分试块在标准养护室中进行养护一段时间；

步骤三：将另一部分海洋人工鱼礁用混凝土试块在碳化养护箱中养护一段时间；

步骤四：将养护至龄期的水胶比为0.4、0.5和0.6海洋人工鱼礁用混凝土试块放入预制模具中并注满人工海水；

步骤五：用pH计测定并记录水胶比为0.4、0.5和0.6海洋人工鱼礁用混凝土试块表层浸出液pH值；

步骤六：通过公式一将表层浸出液pH值转换为表层浸出液氢氧根离子浓度；

步骤七：通过Origin绘制表层浸出液氢氧根离子浓度与时间的关系曲线，找到表层浸出液氢氧根离子浓度上升段曲线，然后对表层浸出液氢氧根离子浓度上升段曲线进行线性拟合，得到表层浸出液氢氧根离子浓度上升段的氢氧根离子浓度变化速率；

步骤八：将通过公式二计算水胶比为0.4、0.5和0.6海洋人工鱼礁用混凝土氢氧根离子溶出系数。

进一步地，所述步骤一中对海洋人工鱼礁用混凝土搅拌的时间30min，所述步骤一中制备的海洋人工鱼礁用混凝土立方体试块大小为100mm×100mm×100mm。

进一步地，所述步骤二中养护室内温度为20±3℃，相对湿度≥95％，所述试块在标准养护室中养护的时间为14d。

进一步地，所述步骤三中养护箱CO2浓度为20±3％，温度为20±2℃，相对湿度为70±5％，所述步骤三中试块在碳化养护箱中养护时间为14d。

进一步地，所述步骤四中预制模具的大小为200mm×100mm×100mm。

进一步地，所述步骤五中用pH计测定间隔为1d，测定周期为7d。

进一步地，所述步骤六中公式一为：

pH＝-log[H

其中pH为表层浸出液pH值，[H

进一步地，所述步骤八中公式二为：

其中D

一种用于水泥基材料氢氧根离子溶出系数测试方法的装置，包括模具与数据收集处理器，所述模具的内部安放有表层浸出液与海洋人工鱼礁用混凝土，所述数据收集处理器的一侧设置有导线，所述导线的一端固定安装有pH计，所述pH计设置在模具的内部。

本发明实施例具有如下优点：

通过测试方法能够定性地评价海洋人工鱼礁用混凝土生态友好性能，与海洋人工鱼礁用混凝土表层浸出液pH相结合，更加全面地评价海洋人工鱼礁用混凝土生态友好性能，测试方法原理可靠，计算简单，结果可靠并且适用性广泛，装置设备简单并且具有操作方便、成本低、效果好等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明提供的测试装置结构图。

图中：1、模具；2、表层浸出液；3、海洋人工鱼礁用混凝土；4、数据收集处理器；5、导线；6、pH计。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

该实施例的一种水泥基材料氢氧根离子溶出系数测试方法，包括以下步骤：

步骤一：准备制备海洋人工鱼礁用混凝土的原料，然后根据水胶比为0.4海洋人工鱼礁用混凝土配合比进行搅拌，制成立方体试块；

步骤二：将制备完毕的水胶比为0.4海洋人工鱼礁用混凝土分为两份，其中一部分试块在标准养护室中进行养护一段时间；

步骤三：将另一部分海洋人工鱼礁用混凝土试块在碳化养护箱中养护一段时间；

步骤四：将养护至龄期的水胶比为0.4海洋人工鱼礁用混凝土试块放入预制模具中并注满人工海水；

步骤五：用pH计测定并记录水胶比为0.4海洋人工鱼礁用混凝土试块表层浸出液pH值；

步骤六：通过公式一将表层浸出液pH值转换为表层浸出液氢氧根离子浓度；

步骤七：通过Origin绘制表层浸出液氢氧根离子浓度与时间的关系曲线，找到表层浸出液氢氧根离子浓度上升段曲线，然后对表层浸出液氢氧根离子浓度上升段曲线进行线性拟合，得到表层浸出液氢氧根离子浓度上升段的氢氧根离子浓度变化速率；

步骤八：将通过公式二计算水胶比为0.4海洋人工鱼礁用混凝土氢氧根离子溶出系数。

进一步地，所述步骤一中对海洋人工鱼礁用混凝土搅拌的时间30min，所述步骤一中制备的海洋人工鱼礁用混凝土立方体试块大小为100mm×100mm×100mm。

进一步地，所述步骤二中养护室内温度为20±3℃，相对湿度≥95％，所述试块在标准养护室中养护的时间为14d。

进一步地，所述步骤三中养护箱CO2浓度为20±3％，温度为20±2℃，相对湿度为70±5％，所述步骤三中试块在碳化养护箱中养护时间为14d。

进一步地，所述步骤四中预制模具的大小为200mm×100mm×100mm。

进一步地，所述步骤五中用pH计测定间隔为1d，测定周期为7d。

进一步地，所述步骤六中公式一为：

pH＝-log[H

其中pH为表层浸出液pH值，[H

进一步地，所述步骤八中公式二为：

其中D

表1水胶比为0.4海洋人工鱼礁用混凝土配合比

表2水胶比为0.4海洋人工鱼礁用混凝土在标准养护条件下表层浸出液pH值、表层浸出液C0H-和DOH-

表3水胶比为0.4海洋人工鱼礁用混凝土在标准养护条件下表层浸出液pH值、表层浸出液C0H-和DOH-

实施例2：

一种水泥基材料氢氧根离子溶出系数测试方法，包括以下步骤：

步骤一：准备制备海洋人工鱼礁用混凝土的原料，然后根据水胶比为0.5海洋人工鱼礁用混凝土配合比进行搅拌，制成立方体试块；

步骤二：将制备完毕的水胶比为0.5海洋人工鱼礁用混凝土分为两份，其中一部分试块在标准养护室中进行养护一段时间；

步骤三：将另一部分海洋人工鱼礁用混凝土试块在碳化养护箱中养护一段时间；

步骤四：将养护至龄期的水胶比为0.5海洋人工鱼礁用混凝土试块放入预制模具中并注满人工海水；

步骤五：用pH计测定并记录水胶比为0.5海洋人工鱼礁用混凝土试块表层浸出液pH值；

步骤六：通过公式一将表层浸出液pH值转换为表层浸出液氢氧根离子浓度；

步骤七：通过Origin绘制表层浸出液氢氧根离子浓度与时间的关系曲线，找到表层浸出液氢氧根离子浓度上升段曲线，然后对表层浸出液氢氧根离子浓度上升段曲线进行线性拟合，得到表层浸出液氢氧根离子浓度上升段的氢氧根离子浓度变化速率；

步骤八：将通过公式二计算水胶比为0.5海洋人工鱼礁用混凝土氢氧根离子溶出系数。

进一步地，所述步骤一中对海洋人工鱼礁用混凝土搅拌的时间30min，所述步骤一中制备的海洋人工鱼礁用混凝土立方体试块大小为100mm×100mm×100mm。

进一步地，所述步骤二中养护室内温度为20±3℃，相对湿度≥95％，所述试块在标准养护室中养护的时间为14d。

进一步地，所述步骤三中养护箱CO2浓度为20±3％，温度为20±2℃，相对湿度为70±5％，所述步骤三中试块在碳化养护箱中养护时间为14d。

进一步地，所述步骤四中预制模具的大小为200mm×100mm×100mm。

进一步地，所述步骤五中用pH计测定间隔为1d，测定周期为7d。

进一步地，所述步骤六中公式一为：

pH＝-log[H

其中pH为表层浸出液pH值，[H

进一步地，所述步骤八中公式二为：

其中D

表4水胶比为0.5海洋人工鱼礁用混凝土配合比

表5水胶比为0.5海洋人工鱼礁用混凝土在标准养护条件下表层浸出液pH值、表层浸出液C0H-和DOH-

表6水胶比为0.5海洋人工鱼礁用混凝土在标准养护条件下表层浸出液pH值、表层浸出液C0H-和DOH-

实施例3：

一种水泥基材料氢氧根离子溶出系数测试方法，包括以下步骤：

步骤一：准备制备海洋人工鱼礁用混凝土的原料，然后根据水胶比为0.6海洋人工鱼礁用混凝土配合比进行搅拌，制成立方体试块；

步骤二：将制备完毕的水胶比为0.6海洋人工鱼礁用混凝土分为两份，其中一部分试块在标准养护室中进行养护一段时间；

步骤三：将另一部分海洋人工鱼礁用混凝土试块在碳化养护箱中养护一段时间；

步骤四：将养护至龄期的水胶比为0.6海洋人工鱼礁用混凝土试块放入预制模具中并注满人工海水；

步骤五：用pH计测定并记录水胶比为0.6海洋人工鱼礁用混凝土试块表层浸出液pH值；

步骤六：通过公式一将表层浸出液pH值转换为表层浸出液氢氧根离子浓度；

步骤七：通过Origin绘制表层浸出液氢氧根离子浓度与时间的关系曲线，找到表层浸出液氢氧根离子浓度上升段曲线，然后对表层浸出液氢氧根离子浓度上升段曲线进行线性拟合，得到表层浸出液氢氧根离子浓度上升段的氢氧根离子浓度变化速率；

步骤八：将通过公式二计算水胶比为0.6海洋人工鱼礁用混凝土氢氧根离子溶出系数。

进一步地，所述步骤一中对海洋人工鱼礁用混凝土搅拌的时间30min，所述步骤一中制备的海洋人工鱼礁用混凝土立方体试块大小为100mm×100mm×100mm。

进一步地，所述步骤二中养护室内温度为20±3℃，相对湿度≥95％，所述试块在标准养护室中养护的时间为14d。

进一步地，所述步骤三中养护箱CO2浓度为20±3％，温度为20±2℃，相对湿度为70±5％，所述步骤三中试块在碳化养护箱中养护时间为14d。

进一步地，所述步骤四中预制模具的大小为200mm×100mm×100mm。

进一步地，所述步骤五中用pH计测定间隔为1d，测定周期为7d。

进一步地，所述步骤六中公式一为：

pH＝-log[H

其中pH为表层浸出液pH值，[H

进一步地，所述步骤八中公式二为：

其中D

表7水胶比为0.6海洋人工鱼礁用混凝土配合比

表8水胶比为0.6海洋人工鱼礁用混凝土在标准养护条件下表层浸出液pH值、表层浸出液C0H-和DOH-

表9水胶比为0.6海洋人工鱼礁用混凝土在标准养护条件下表层浸出液pH值、表层浸出液C0H-和DOH-

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。