X射线荧光法在混凝土氯离子渗透试验中的应用

X射线荧光法在混凝土氯离子渗透试验中的应用

    对于嵌入钢筋的混凝土，需要适当的深度来阻止氯离子的进入，从而提供防腐蚀保护。然而我们并不能总是提供合适的设计和足够的养护，在某些情况下，由于混凝土中的孔隙溶液的高碱性,钢筋混凝土中的钢筋处于钝化状态。当氯离子含量达到了一个临界值时,钢筋被活化并开始腐蚀。随之,钢筋混凝土结构开始开裂,强度开始下降,结构的正常服役寿命因此而缩短,因此需要拆除重建或者采取修补的措施以延长使用寿命。氯离子引起的钢筋腐蚀是沿海地区以及寒冷地区使用除冰盐zui常见的混凝土结构破坏的原因。每年由混凝土结构腐蚀引起的经济损失非常巨大。因而,选择高抗氯离子渗透的混凝土,对处于有氯离子引起腐蚀的地区的钢筋混凝土结构的耐久性有非常重要的意义。由于氯离子渗透现象的重要性，人们开发了许多试验方案来评估混凝土抗氯离子侵入的性能。

   可靠地估算混凝土中氯离子渗透是使用寿命预测的一个主要参数。电化学测试方法具有快速，而较长期的测试方法可以提供更接近实际应用环境的条件。常用的标准试验方法NT Build 443“加速氯离子渗透法”和NT Build 492“非稳态氯离子迁移系数法”。除了这些标准试验之外，微X射线荧光（Micro-XRF）方法有效地用于测定氯化物扩散系数，但是需要开发多种校准曲线以考虑各种粘合剂系统的基质效应。

德国布鲁克微区X射线荧光光谱Micro-XRF分析技术是对不均匀样品、不规则样品、甚至小件样品和包裹物进行高灵敏度的、非破坏性的元素分析的shou选方法。
M4 TORNADO采用了全新的技术，为各种用户提供了zui佳的分析性能和非常方便的操控性。
· 采用多导毛细管聚焦镜，照射光斑zui小，空间分辨率zui高。
· 涡轮增速X-Y-Z样品台，借助放大倍数可变的摄像系统获得高品质的样品影像，可在“飞行中”进行元素分布分析。 
· 通过可选的双X射线光管和zui多6个滤光片进行灵活的激发。
· 使用XFlash®探测器超高速地获取样品图谱，另外，使用多个探测器可以进一步提高测量速度。
· 基于无标样分析法定量分析块状样品，分析多层膜样品。
· 具有便捷进样功能的可抽真空的样品室
 

下方用微区X射线荧光光谱仪M4 TORNADO分析的X射线强度与混凝土样品中氯的质量百分比相关联，从用不同成分混凝土混合物的浆料成分制成的参考样品中建立校准曲线。

  图1比较了四种不同成分混凝土滴定法测得的WT%Cl值与加入混合水的WT%Cl的比值。

每个样品随机选取30个点，记录每秒在Cl K 2.51～2.76keV范围内的计数(cps)。点在相同的条件下，通过滴定点收集和绘制对WT%Cl值的滴定法测定。

图2显示了Cl K a范围内的cps与用滴定法测定的糊剂中氯的质量百分比之间的相关性。

用Micro-XRF光谱作图，对混凝土中氯离子的空间入侵进行了定性观察，并对每个象素在2.51～2.76keV范围内的X射线计数进行了累加（图3）。虽然这个范围有效地覆盖了氟增强的Cl Kα辐射，但由于SDD的分辨率限制，它也与2.696keV的特征性Rh Lα辐射有一些重叠。虽然可以滤除入射的Ra辐射，但Al滤光片也有降低总强度的作用。

上方研究结果摘录自Construction and Building Materials.