C 0: nồng độ của ion tại bề mặt mẫu;
3.2.3. Kết quả và thảo luận
Về thời gian ỏp đặt điện trường, chỳng tụi đó tiến hành ỏp đặt điện trường với ba khoảng thời gian khỏc nhau là 16 giờ, 8 giờ và 4 giờ. Chỳng tụi thấy rằng, với thời gian là 16 giờ thỡ ở vựng catụt cú kết tủa nõu hydroxit sắt
(III), điều này chứng tỏ ion clo đi xuyờn qua kẻ của lớp keo bọc và tỏc dụng với điện cực làm hư hỏng điện cực. Hơn nữa vỡ chiều sõu xõm nhập tăng khi thời gian ỏp điện trường tăng. Do vậy trong trường hợp nếu mẫu bờ tụng cú độ thấm lớn, việc kộo dài thời gian ỏp điện trường sẽ dẫn đến việc khụng xỏc định được độ thõm nhập của ion clo (vỡ lỳc này cú thể xảy ra việc ion clo đi qua được bề dày mẫu để tỏc dụng với điện cực).
Hỡnh 3.7. Sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian
Hỡnh 3.7 cho ta thấy sự thay đổi nhiệt độ khi đo, nhiệt độ của dung dịch thay đổi khụng đỏng kể. Điều này cho thấy rằng khi sử dụng mụ hỡnh của Tang Luping và Olof Nilsson vào thực nghiệm đó trỏnh được sự ảnh hưởng của sự tăng nhiệt độ đến hệ số khuếch tỏn thu được.
Hỡnh 3.8. Sự thay đổi cường độ dũng theo thời gian
Trờn hỡnh 3.8 cho ta thấy sự thay đổi cường độ dũng theo thời gian. Từ sự thay đổi cường độ dũng qua mẫu ta thấy cường độ dũng thay đổi khụng nhiều trong khoảng thời gian ỏp đặt điện trường, nờn cú thể xem sự chuyển dịch của cỏc ion trong mẫu khụng cú sự thay đổi đột ngột.
Độ sõu thõm nhập của ion clo được xỏc định dựa vào kết quả phõn tớch hàm lượng ion clo trong cỏc mẫu bột khoan được, khi hàm lượng ion clo trong cỏc mẫu kế tiếp nhau khụng thay đổi nhiều và thấp thỡ chiều sõu được tớnh từ bề mặt đến độ sõu đú.
Đối với mẫu cú tỷ lệ xi măng : cỏt : nước = 1 : 2 : 0,5, chỳng tụi tiến hành ỏp đặt điện trường với thời gian là 8 giờ và 16 giờ và thu được kết quả như trỡnh bày trờn hỡnh 3.9.
Bảng 3.3. Hàm lượng ion clo (% khối lượng mẫu) theo độ sõu
(Tỷ lệ X : C : N = 1 : 2 : 0,5)
Độ sõu (cm) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Mẫu 16 giờ 0,849 0,398 0,278 0,133 0,101 0,066
Mẫu 8 giờ 0,328 0,120 0,052 0,030 0,032 0,024
Hỡnh 3.9. Hàm lượng Cl theo chiều sõu Ta cú kết quả sau:
Đối với mẫu 16 giờ: Khi x = 0 C0 = 1,286 x = 1,5 C1,5 = 0,236 1,5 0 2 0,39 C C
Sử dụng Mathematica tớnh toỏn hệ số khuếch tỏn D cho thấy:
Chỳng tụi tớnh toỏn tương tự như trờn đối với trường hợp mẫu ỏp điện trường 8 giờ thỡ thu được cỏc giỏ trị sau: C0 = 0,454; Cx = 1 = 0,077 và D = 13,51012 m2/s.
Bảng 3.4. Hệ số khuếch tỏn của mẫu theo thời gian ỏp điện trường Chiều sõu xõm nhập (m) D (m2/s)
Mẫu đo 16 giờ 0,015 10,41012
Mẫu đo 8 giờ 0,01 13,51012
Qua bảng 3.4 ta thấy hệ số khuếch tỏn ion clo trong mẫu khụng phụ thuộc nhiều vào thời gian ỏp điện trường. Như trờn đó trỡnh bày với thời gian ỏp đặt điện trường là 16 giờ, ion clo cú thể đi qua kẻ hở của khuụn và mẫu bờ tụng để đến điện cực và tỏc dụng với nú, mặc dự vậy điều này khụng ảnh hưởng đến kết quả của phộp đo.
Sử dụng phương trỡnh (3.17) ta thu được cỏc đồ thị của sự khuếch tỏn ion clo theo thời gian như sau (hỡnh 3.10 và hỡnh 3.11):
Hỡnh 3.11. Đồ thị sự khuếch tỏn Cl với t = 8 giờ
Chỳng tụi cũng đó tiến hành ỏp điện trường với thời gian 4 giờ, song với khoảng thời gian ỏp điện trường quỏ ngắn, đối với cỏc mẫu bờ tụng chất lượng cao khoảng cỏch ion clo thấm vào mẫu tớnh từ bề mặt là bộ, điều này cú thể gõy khú khăn khi xỏc định độ thõm nhập của ion clo.
Do vậy, chỳng tụi chọn thời gian thử nghiệm là 8 giờ, vỡ nú tiết kiệm thời gian và trỏnh hư hỏng điện cực. Ta cũng thấy rằng đõy là ưu điểm của phương phỏp này so với phương phỏp Whiting là khụng cần phải bọc kớn mẫu khi ỏp điện trường, một sự rũ rỉ nhỏ khụng ảnh hưởng đến kết quả đo. Cũn đối với phương phỏp Whiting việc cỏch ly hoàn toàn khụng gian giữa hai điện cực là cần thiết vỡ bản thõn phương phỏp này đo điện lượng đi qua mẫu. Hơn nữa, trong qỳa trỡnh ỏp điện trường nhiệt độ dung dịch khụng thay đổi nhiều như trong phương phỏp Whiting (trong phương phỏp Whiting nhiệt độ của dung dịch khi đo cú thể lờn đến ~ 90oC), điều này trỏnh được sự thay đổi cấu trỳc lỗ hổng và do đú khụng ảnh hưởng đến sự dịch chuyển của ion trong bờ tụng gõy nờn sự sai lệch kết quả.
ngõm 6 thỏng trong dung dịch NaCl 3% được trỡnh bày trong bảng 3.5. Bảng 3.5. Hàm lượng ion clo (% khối lượng mẫu) theo độ sõu
(Tỷ lệ X : C : N = 1 : 3 : 0,5)
Độ sõu (cm) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Mẫu 8 giờ 0,378 0,129 0,095 0,059 0,050 Mẫu ngõm 6 thỏng 0,213 0,156 0,085 0,042 0,041
Bảng 3.6 sau đõy cho ta kết quả tớnh toỏn hệ số khuếch tỏn của mẫu cú tỷ lệ xi măng : cỏt : nước = 1 : 3 : 0,5 theo 2 phương phỏp: một mẫu cú ỏp điện trường trong thời gian 8h và mẫu kia ngõm trong dung dịch NaCl 3% trong thời gian 6 thỏng.
Bảng 3.6. Hệ số khuếch tỏn theo cỏc phương phỏp khỏc nhau Chiều sõu xõm nhập (m) D (m2/s)
Mẫu ngõm 6 thỏng* 0,01 7,71012
Mẫu đo 8h 0,01 13,91012
* Hệ số D được xỏc định theo phương trỡnh (1.3).
Hệ số hiệu chỉnh mụ hỡnh cú ỏp dụng điện trường của Tang Luping và Lars Olof Nilsson:
Qua bảng 3.6. chỳng ta thấy rằng cú thể sử dụng phương phỏp xỏc định nhanh hệ số khuếch tỏn ion clo trong bờ tụng cú sử dụng điện trường của Tang Luping và Olof Nilsson. Hệ số hiệu chỉnh của phương phỏp này so với phương phỏp ngõm lõu dài là:
1212 12 13,9 10 1,8 2 7,7 10 k
Từ đõy cho thấy rằng ta cú thể sử dụng mụ hỡnh toỏn học mụ tả sự khuếch tỏn ion clo cú sử dụng điện trường của Tang Luping và Olof
Nilsson để xỏc định nhanh hệ số khuếch tỏn của ion clo trong bờ tụng thay cho phương phỏp ngõm lõu dài trước đõy, đồng thời phương phỏp này cũng khắc phục được những nhược điểm của phương phỏp Whiting.