Waiting
Processando Login

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Uttryck av cementbaserade Pore Solution och analysen av dess kemiska sammansättning och resistivitet med X-ray fluorescens

Published: September 23, 2018 doi: 10.3791/58432

Summary

Det här protokollet beskriver förfarandet för att uttrycka färska pore lösning från cementbaserade system och mätningen av dess joniska sammansättning med X-ray fluorescens. Den joniska sammansättningen kan användas för att beräkna pore lösning elektrisk resistivitet, som kan användas, tillsammans med konkreta elektrisk resistivitet, för att bestämma bildandet faktorn.

Abstract

Målet med denna metod är att bestämma kemiska sammansättning och elektrisk resistivitet cementbaserade pore lösning uttryckt från en färsk pasta-provet. Pore lösningen uttrycks från en färsk pasta prov med hjälp av en trycksatt kväve gassystem. Pore lösningen överförs sedan omedelbart till en spruta för att minimera avdunstning och karbonatisering. Efter att används samlat testning behållare för X-ray fluorescens (XRF) mätning. Dessa behållare består av två koncentriska plast cylindrar och en polypropylen film som förseglar en av de två öppna sidorna. Pore lösningen läggs i behållaren för omedelbart före XRF mätning. XRF är kalibrerad för att upptäcka de viktigaste Joniska arterna i pore lösningen, särskilt natrium (Na+), kalium (K+), kalcium (Ca2 +) och svavelväte (S2), att beräkna sulfate (SO42 -) använder stökiometri. Hydroxider (OH) kan beräknas från en avgift balans. För att beräkna det elektriska resistivitet av lösningen, används koncentrationerna av de huvudsakliga Joniska arterna och en modell av Snyder et al. . Det elektrisk resistivitet pore lösning kan användas, tillsammans med det elektriska resistivitet av betong, för att bestämma bildandet faktorn av betong. XRF är en potentiella alternativ till nuvarande metoder för att bestämma sammansättningen av pore lösning, som kan ge fördelar i form av minskning av tid och kostnader.

Introduction

Betong transportegenskaper bestäms av dess bildande faktorn, som är ett grundläggande mått av mikrostrukturen1. Den bildande faktorn definieras som inversen av produkten mellan anslutning och porositeten av en konkret2. Den bildande faktorn kan beräknas från förhållandet mellan det elektriska resistivitet av betong och det elektriska resistivitet pore lösning som presenteras i ekvation 13.

Equation 1(1)

Här

Equation 2= elektrisk resistivitet av bulk eller betong (Ωm);

Equation 3= elektrisk resistivitet pore lösning (Ωm).

Huvuddelen elektrisk resistivitet av betong kan enkelt bestämmas på hårdnad betong med en resistivitet mätare, följande metoder beskrivs i AASHTO PP84-17 tillägg X2 och annan litteratur4,5. Syftet med denna artikel är att ge instruktioner för att uttrycka pore lösningen från färsk pasta och analys av den lösning Joniska sammansättning med X-ray fluorescens (XRF) spektroskopi. Den uttryckta pore lösningen testas i den XRF använder kommersiellt tillgängliga material (cylindrar och film). Den joniska sammansättning som upptäckts av XRF kan användas för flera konkreta hållbarhet program och kan också användas för att beräkna det elektriska resistivitet pore lösning, att slutligen bestämma bildandet faktor6.

Nuvarande metoder för att bestämma den kemiska sammansättningen av pore lösning, till exempel induktivt kopplad plasma (ICP)7, atomabsorption spektroskopi (AAS)8och ion chromatography (IC)9, kan vara dyrt, tidskrävande och ganska mödosam. I vissa fall måste dessutom en kombination av olika metoder användas för att erhålla en fullständig karakterisering av den huvudsakliga Joniska arten i pore lösning10. XRF kan användas som ett alternativ till dessa metoder, där sammansättningen av pore lösning kan erhållas på en relativt lägre kostnad och kortare testtid jämfört med konventionella metoder.

XRF är en teknik som vanligen används i cementindustrin som främst används för att analysera den kemiska sammansättningen av de tillverkade material för kvalitetskontroll och kvalitetssäkring i hela den processen11,12 för cementtillverkning . Denna metod kommer därför att beskriva hur denna teknik kan användas för att aktivera cement tillverkare att använda detta verktyg ge mer information om pore lösning sammansättningen av olika cement batchar. Sammantaget använder XRF pore lösningar kunde potentiellt utöka användningen av denna teknik för flera program och kunde genomföras i branschen relativt snabbt.

Protocol

1. pore lösning uttryck13

  1. Kontrollera de enskilda komponenterna i den pore lösning extractor är rena och torra.
  2. Använd ett nytt cellulosa filter (med en genomsnittlig pordiameter 0,45 µm) för varje uttryck.
  3. Montera den pore lösning extractor, som visas i figur 1.
  4. Kontrollera att det finns inga synliga deformationer i filtret cellulosa.
  5. Tillsätt färska cementbaserade pastan in i huvudsakliga kammaren, lämna det tomt för minst 1 cm från toppen.
    Obs: Termen färska pastan indikerar någon cementbaserade pastan fortfarande är i plast. Cementbaserade pastor görs i allmänhet genom att blanda cement, kompletterande cementbaserade material, vatten och kemiska tillsatser. De volym nyckeltal av dessa beståndsdelar kan variera beroende på vilka egenskaper som önskas.
  6. Anslut den pore lösning extractor till kvävetillförseln och försegla huvudsakliga kammaren.
  7. Passar uttrycket enheten med den plastbehållare tillfälligt samla extraherade pore lösningen.
  8. Öppna ventilen av kväve tanken och reglera trycket med hjälp av tryckregulator, så att ett tryck av ca 200 kPa tillämpas på invändigt den huvudsakliga kammaren.
    Observera: Av säkerhetsskäl, en tryckregulator ska utnyttjas.
  9. Behålla konstant tryck under en period av 5 min, under vilken pore lösningen kommer att samlas i en plastbehållare.
  10. Efter 5 min från början av uttrycket, Stäng huvudventilen så att trycket inuti den huvudsakliga kammaren sjunker till atmosfärstryck.
  11. Ta bort behållaren från under fläkten och överföra pore lösningen till en 5-mL spruta, se till att inte suga in eventuella luftbubblor i processen.
  12. Förslut sprutan med dess nålskyddet och flytta den inuti en 5 ± 1 ° C kammare lagras tills tiden för testning.
  13. Vänta tills tryckmätaren visar att det finns inga ytterligare trycket inuti den huvudsakliga kammaren, och sedan, isär den pore lösning extractor.
  14. Ren de pore lösning extractor delarna med hjälp av avjoniserat vatten och pappershanddukar.
  15. Kassera filtret cellulosa.

2. montering av lösning behållare

  1. Kontrollera att plast cylindrarna är rena och torra.
  2. Placera den polypropen filmen (kommersiellt tillgängliga med 0,4 µm tjocklek, 90 mm i diameter) platta ovanpå den större cylindern (kommersiellt tillgängliga med en 35 mm diameter).
  3. Sätt mindre cylindern (kommersiellt tillgängliga med en 32 mm diameter) helt ovanpå den större cylinder, trycka ner och trycka på filmen där emellan båda cylindrar för att skapa en plastbehållare med ett polypropen film bas.
  4. Säkerställa att filmen är smidig och har ingen tårar eller deformationer.

3. XRF applikationsutveckling och lösning kalibrering

  1. Skapa en programfil i XRF-programvaran. Ansökan måste vara för lösning prover och har för att kunna identifiera de viktigaste Joniska arterna i pore lösning: natrium (Na+), kalium (K+), kalcium (Ca2 +) och svavelväte (S2).
  2. Kalibrera den lösning för lösningar av kända koncentrationer.
    1. Bered de standardlösningar med olika koncentrationer av > 99% ren natriumklorid (NaCl), kaliumklorid (KCl), kalciumklorid (CaCl2) och aluminium sulfate (Al2[SO4]3) att exakt kvantifiera de elementet studerade.
      Obs: Koncentrationerna av normerna kan variera beroende på material av intresse. Som ett exempel, har det observerats att koncentrationerna av Na+ varierade mellan 0 och 0,5 mol/L, koncentrationer av K+ mellan 0 och 0.9 M, koncentrationerna av Ca2 + mellan 0 och 0,05 M och koncentrationerna av S2- mellan 0 och 0,25 M; undantag som överskrider dessa gränser kan dock uppstå beroende på system14. De element definieras och mätas i kalibrering av ansökan måste innehålla alla element som används i standarder kalibrering: natrium (Na+), kalium (K+), kalcium (Ca2 +), svavelväte (S2), kalcium (Cl -), och aluminium (Al3 +).
    2. För varje kalibreringslösning, mäta 6 g av lösningen inuti behållaren monterade testning.
    3. Försegla containern med motsvarande locket.
    4. Lämna behållaren för provning med standardlösningen på en pappershandduk för 2 min så att filmen har några läckor som kan potentiellt skada XRF enheten.
    5. Plats de förseglade testning behållare med standardlösningarna inuti XRF prov innehavare och Stäng XRF.
    6. Mät varje standardlösning med hjälp av XRF. Stödnivåerna karakteristiska fluorescerande röntgen av element från var och en av lösningarna, mätt i antal per minut (cpm), upptäcks av XRF.
      Obs: Varierande villkor behövs satser för olika grupper av element. Hänvisa till en tidigare publicerad artikel för parametrar såsom mättid och excitation energier6.
    7. Observera koncentrationen i delar per miljon (ppm) av varje element i varje standardlösning som definieras i programvaran och relaterade till intensiteten i räknas per minut (cpm) mätt med XRF.
    8. Efter standardlösningarna mäts, använda en matris korrigering modell från XRF programvaran används (linjär, alphas, grundläggande parametrar (FP)) som kommer att ge den minsta relativa RMS (%) för varje element i kalibrering för att skapa den bästa linjära passformen för de kalibrering.
    9. Verifierar att programmet ger korrekta resultat genom att testa lösningar av kända koncentrationer av natriumhydroxid (NaOH), kaliumhydroxid (KOH), kalciumhydroxid (Ca [OH]2) och aluminium sulfate (Al2[SO4]3 ) på olika koncentrationsnivåer inom kalibreringsområdet.
      Obs: Programmet bör ge korrekta resultat om felet ligger inom 5%.

4. XRF analys

  1. Injicera minst 2 g av provet med pore lösningen i behållaren monterade testning.
  2. Försegla containern med motsvarande locket.
  3. Lämna behållaren med lösningen på en pappershandduk för 2 min så att filmen har några läckor som kan potentiellt skada XRF enheten.
  4. Placera de testning behållarna med lösningar inuti XRF prov innehavare och Stäng XRF.
  5. XRF programvaran, markera XRF programmet som utvecklats tidigare.
  6. Använd programmets gränssnitt på programvara för att välja innehavarna av XRF-prov som kommer att utsättas för X-ray fluorescens analysen.
    Obs: Det rekommenderas att namnge den nya filen för varje vald provhållaren baserat på lösningen testas.
  7. Starta programmet XRF för mätning av Joniska koncentrationerna av lösningar.
    Obs: Resultaten från XRF analys visar koncentrationen av natrium (Na+), kalium (K +), kalcium (Ca2 +) och svavelväte (S2).

5. Joniska koncentration beräkning

  1. Använda stökiometri för att beräkna koncentrationen av sulfat (SO42 -) med hjälp av ekvation 2.
    Equation 4(2)
    Här
    Equation 5= den uppmätta Joniska koncentrationen av svavelväte joner från XRF i ppm.
    Equation 6= molekylvikten för svavelväte i g/mol
    Equation 7= uppmätt Joniska koncentration sulfat joner från XRF i ppm.
    Equation 8= molekylvikten för sulfat i g/mol.
  2. Använd en kostnad balans för att beräkna koncentrationen av hydroxider (OH) med hjälp av ekvation 3.
    Equation 9(3)
    Här
    Equation 10= koncentrationen av hydroxid jonerna i ppm.
    Equation 11= natrium joner koncentration i ppm.
    Equation 12= koncentrationen av kalium joner i ppm.
    Equation 13= koncentrationen av kalcium-joner i ppm.
    Equation 14= sulfat joner koncentration i ppm.
  3. Konvertera de joniska koncentrationerna från ppm till mol/L med hjälp av ekvation 4 och förutsatt att en täthet (ρ) av 1.000 g/L. Om så önskas, kan mer exakt densitet information erhållits från läroböcker15 eller termodynamiska programvara och användas.
    Equation 15(4)
    Här
    Equation 16= den joniska koncentrationen av en enda Joniska arter i mol/L;
    Equation 17= den joniska koncentrationen av en enda Joniska arter i ppm som erhållits från XRF;
    Equation 18= densiteten i en lösning i g/L;
    Equation 19= molekylvikten för en enda Joniska arter i g/mol
    Equation 20= en enda Joniska arter.

6. resistivitet beräkning

  1. Använd den modell som utvecklats av Snyder et al. 16, uttryckt i ekvationerna 5-7, för att beräkna det elektriska resistivitet av pore lösningen.
    Equation 21(5)
    Equation 22(6)
    Equation 23(7)
    Här
    Equation 24= elektrisk resistivitet av lösningen i Ωm;
    Equation 25= en enda Joniska arter i cm2 S/mol motsvarande ledningsförmåga
    Equation 26= valence koncentration av en enda Joniska arter.
    Equation 17= den molära koncentrationen av en enda Joniska arter i mol/L;
    Equation 27* = motsvarande conductivityen av Joniska arter på oändlig utspädning i cm2 S/mol;
    Equation 28* = den empiriska ledningsförmåga koefficienten för en enda Joniska art i (mol/L)-1/2;
    Equation 29= jonstyrka (molar basis) i mol/L;
    Equation 20= en enda Joniska arter.
    Empiriska värden återfinns i tabell 1.
    Obs: Den bildande faktorn kan sedan beräknas som förhållandet mellan det elektriska resistivitet av betong och det elektriska resistivitet pore lösning (ekvation 1)3. Som bildandet faktorn är en grundläggande deskriptor av konkreta mikrostrukturen, är bestämning av faktor, bildande ett viktigt steg i att flytta en traditionellt normativa industri mot prestationsbaserade specifikationer. Den bildande faktorn har kopplats till olika transport fenomen, exempelvis permeabilitet, diffusion och absorption och kunde användas för att förutse konkret service life1,2,4, 5 , 17 , 18.

Representative Results

I det här avsnittet presenteras representativa resultat av varje större steg i metoden. Detta görs för att få en uppfattning om vad som förväntas i slutet av varje steg och ger användbara tips för att säkerställa en korrekt tillämpning av metoden.

Det första viktiga steget består i uttrycket av pore lösningen från färsk pasta provet. Figur 2 visar en por-lösning som korrekt extraheras och förseglas i en 5 mL spruta. Pore lösningen i figuren uttrycktes från en färsk vanlig Portlandcement pasta med en till-vattencementtalet av 0,36. Provet var blandat 10 min innan bilden togs. Pore lösningen förväntas vara tydliga; färgen kan dock variera beroende på vilken typ av cementbaserade material som användes och provet ålder vid tidpunkten för uttrycket.

Innan XRF mätning av extraherade pore lösningen är det nödvändigt att kalibrera instrumentet. I synnerhet behöver varje element vars Joniska koncentration kommer att mätas kalibreras. En representativ kalibreringskurva av kalium (K+) jonerna är visas i figur 3. Bilden visar montering utförs av programvaran på de stödnivåer som mäts av XRF. Observera att det kvadratiska medelvärdet (RMS) fel för tillbehöret ska stanna under 5%.

Efter kalibrering, är det rekommenderat att testa en lösning av känd Joniska koncentration att bestämma riktigheten av maskinen. Uppmätt sammansättningen av joner med XRF är jämfört med den teoretiska sammansättningen av båda lösningarna. Enligt vår erfarenhet, förutsatt att en korrekt förberedelse av Joniska lösningarna, bör denna kontroll steg ge en procentandel av fel lägre än ± 5%. Figur 4 visar sammansättning resultaten för de stickprov av lösningar. När de stickprov ger en procentsats av fel högre än ± 5%, upprepa kalibreringen av XRF enheten.

Tabell 2 visar en representativ uppsättning resultat för komposition och resistivitet. Medan den joniska koncentrationen av pore lösningen kan variera mycket beroende på den kemiska sammansättningen av cement, vatten-till-cement förhållandet av systemet, och förekomsten av kompletterande cementbaserade material19, kan referensvärden vara erhållits från litteratur20 för de viktigaste jonerna, som visas i tabell 1.

Slutligen, vid beräkning av resistivitet av ett prov, värden för tidig ålder pore lösningar normalt förväntas vara inom 0,05 och 0,25 Ωm14. Nu när resistivitet av pore lösningen är känd, kan det bulk resistivitet erhållas med andra metoder, som enaxiella resistivitet, för att, i slutändan, beräkna bildandet faktorn, som normalt är över 2.000 för god kvalitet konkreta4 , 5 , 18.

Figure 1
Figur 1 : Montering av pore lösning utvinning systemet. Systemet består av ett huvud-uttryck enhet, en kväve tank och röret med säkerhet manometer regulator och en samling behållare. Alltid finns i tillverkarens instruktioner och säkerhetsföreskrifter för det särskilda system som används. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2 : Korrekt extraheras och förseglade extraherade pore lösning i en 5 mL spruta. Extraherade pore lösningen ska visas avmarkerar (dvsinga synliga partiklar) och ska tätas med några luftbubblor i sprutan.

Figure 3
Figur 3 : Representativa kalibreringskurva av kalium (K+). X-axeln visar de kalkylerade (kända) koncentrationerna i ppm, och y-axeln visar de upptäckta (uppmätt) stödnivåerna med XRF i cpm. Kalibreringskurvan beräknas från en av korrigering modellerna i programvaran bör ha minsta RMS (%), vilket diskuteras i avsnitt 3 i protokollet. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4 : Natrium ion (Na+) och kalium ion (K+) verifiering tomt. Den streckade linjen representerar förhållandet 1:1. Verifiering tomten ska visa en bra korrelation (nästan en 1:1 förhållande med en hög R-kvadratvärde) mellan de kända koncentrationerna av natrium och kalium joner och upptäckta koncentrationer med XRF. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Joniska arter (i) Motsvarande ledningsförmåga vid oändlig utspädning (λ˚i) Empiriska ledningsförmåga koefficient
(i) (zλ °jag) (Gjag)
(cm2 S/mol) (mol/L) -1/2
Natrium (Na+) 50,1 0,733
Kalium (K+) 73,5 0,548
Kalcium (Ca2 +) 59 0.771
Aluminiumhydroxid (OH) 198 0.353
Sulfat (så42 -) 79 0.877

Tabell 1: Motsvarande ledningsförmåga vid oändlig utspädning (Equation 30) och empiriska ledningsförmåga koefficienter (Equation 31) för varje Joniska arter som erhållits från litteratur11. Dessa värden används för att beräkna det elektriska resistivitet av pore lösningen.

Joniska arter Koncentration
(i) (mol/L)
Natrium (Na+) 0,16
Kalium (K+) 0,39
Kalcium (Ca2 +) 0,02
Hydroxid (OH) 0,18
Sulfat (så42 -) 0,2
Resistivitet (Ωm) 0,156

Tabell 2: representativa resultat för sammansättning av och resistivitet av en cement klistra in med en till-vattencementtalet av 0,36 på 10 min. Värdena i denna tabell finns exempel på de resultat som erhålls med denna metod.

Discussion

Eftersom detta är en känslig kemisk analysmetod, är det absolut nödvändigt att ha laboratoriepraxis som förhindrar kontaminering. För denna metod är det viktigt att standarderna som Kalibrering utförs specifikt med hög renhet kemikalier (> 99%). När du överför pore lösningen i sprutan, se till att inga synliga cement korn finns i lösningen att undvika förändringar i pore lösningen. När den förvaras i en förseglad spruta vid en konstant temperatur av 5 ± 1 ° C, har pore lösningen observerats för att bibehålla ett oförändrat kemisk sammansättning för upp till 7 dagar.

En av de viktigaste begränsningarna i detta protokoll är att metoden i uttryck som beskrivs kan bara användas för färsk pasta exemplar och lämpar sig inte för senare ålder prover. För senare ålder eller härdade prover behövs en metod för uttryck som använder en högtrycks utvinning dör20 . En annan begränsning är att det behövs ett minimum av 2 g lösning att testa i XRF sedan ett belopp mindre än 2 g inte ger en konstant prov höjd som kan täcka hela botten möta av behållaren. Denna sista begränsning gäller särskilt set-up som användes i denna studie. En annan set-up skulle förmodligen tillåta en minskning i den minsta mängden pore-lösningen som behövs för provning. En annan begränsning är att modellen inte är sannolikt tillämpas på system som innehåller slagg-rika cement sedan arter såsom bisulfide (HS) kan förekomma, vilket diskuteras av Vollpracht et al. 14.

Eftersom XRF är en vanligt förekommande teknik i cementindustrin, denna metod potentiellt kunde aktivera cement tillverkare att använda ett verktyg redan till sitt förfogande för att ge mer information om cementbaserade pore lösningen, såsom kemiska sammansättning och resistivitet för många applikationer och samtidigt lägre kostnad och tester än konventionella metoder. Till exempel när jämföra provberedning och testning tid mellan ICP (en vanligt förekommande testmetod för pore lösning sammansättning), testtid minskas från 50 min per prov till 8 min per prov med XRF. Denna metod kunde utvidga programmen för XRF och potentiellt skulle kunna genomföras ganska snabbt i branschen.

XRF kan användas för att fastställa de huvudsakliga elementärt koncentrationerna i pore lösningen. Detta tyder på att använda XRF för applikationer såsom (i) att fastställa sammansättningen av pore lösningar att studera upplösning kineticsen av cementbaserade faser21 eller (ii) att fastställa effekten av kemiska tillsatser22. Tidig ålder pore lösning och betong resistivitet mätningar kunde användas som ett mått på den att-vattencementtalet av betong, som potentiellt skulle kunna användas i kvalitetskontroll.

Disclosures

Författarna har något att avslöja.

Acknowledgments

Författarna vill erkänna partiell finansiellt stöd från Kiewit transport Institutet och de Federal Highway Administration (FHWA) genom DTFH61-12-H-00010. Alla de laborationer som presenteras häri utfördes vid Kiewit transport institutet vid Oregon State University.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Energy Disperssive X-Ray Fluorescence Benchtop Spectrometer Malvern PANalytical Epsilon 3XLE or Epsilon 4
35 mm Sample Cups for Liquids Malvern PANalytical 9425 888 00024 Panalytical Consumables Catalogue 2016 for XRF Accessories and Consumables Catalog
4 micron Polypropylene Film Malvern PANalytical 9425 888 00029 Panalytical Consumables Catalogue 2016 for XRF Accessories and Consumables Catalog
Syringe, 5 mL VWR 53548-005 HSW Norm-Ject Sterile Luer-Slip syringes, Air-Tite
Needle, 16Gx1'' VWR 89219-334 Premium Veterinary Hypodermic Needles, Sterile, Air-Tite
Container VWR  15704-092 VWR Specimen containers, Polypropylene with Polyethylene Caps
Pressurized Filter Holder EMD Millipore XX4004700 100 mL capacity, 47 mm filter diameter
MCE Membrane Filter PALL 63069 47 mm diameter, 0.45 μm pore size
Silicone Funnell SpiceLuxe SLP-122513-F1 Top opening 2 1/2″, Bottom opening 3/4″, Height 2 3/4″

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Snyder, K. A. Relationship between the formation factor and the diffusion coefficient of porous materials saturated with concentrated electrolytes: theoretical and experimental considerations. Concrete Science and Engineering. 3, 216-224 (2001).
  2. Dullien, F. Porous Media: Fluid Transport and Pore Structure. , Academic Press. San Diego, CA. (1992).
  3. Archie, G. E. The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir characteristics. Society of Petroleum Engineers. 142 (1), 54-62 (1942).
  4. Spragg, R., et al. Factors that influence electrical resistivity measurements in cementitious systems. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. 2342, 90-98 (2013).
  5. Spragg, R. P., Bu, Y., Snyder, K. A., Bentz, D. P., Weiss, J. Electrical Testing of Cement-Based Materials: Role of Testing Techniques, Sample Conditioning, and Accelerated Curing. Joint Transportation Research Program Technical Report. , (2013).
  6. Tsui-Chang, M., Suraneni, P., Isgor, O. B., Trejo, D., Weiss, W. J. Using X-ray fluorescence to assess the chemical composition and resistivity of simulated cementitious pore solutions. International Journal of Advances in Engineering Sciences and Applied Mathematics. 9 (3), 136-143 (2017).
  7. Caruso, F., Mantellato, S., Palacios, M., Flatt, R. ICP-OES method for the characterization of cement pore solutions and their modification by polycarboxylate-based superplasticizers. Cement and Concrete Research. 38, 52-60 (2016).
  8. Capacho-Delgado, L., Manning, D. C. The determination by atomic-absorption spectroscopy of several elements, including silicon, aluminum, and titanium, in cement. Analyst. 92, 552-557 (1967).
  9. Zanella, R., Primel, E. G., Martins, A. F. Determination of chloride and sulfate in pore solutions of concrete by ion chromatography. Journal of Separation Science. 24 (3), 230-231 (2001).
  10. Puertas, F., Fernandez-Jimenez, A. Mineralogical and microstructural characterisation of alkali activated fly ash/slag pastes. Cement and Concrete Composites. 25 (3), 287-292 (2003).
  11. Bouchard, M., et al. Global cement and raw materials fusion/XRF analytical solution II. Powder Diffraction. 26 (2), 176-185 (2011).
  12. Klockenkamper, R., Bohlen, A. Total-reflection X-ray Fluorescence Analysis and Related Methods. , John Wiley & Sons Inc. Hoboken, NJ. (2014).
  13. Penko, M. Some early hydration processes in cement pastes as monitored by liquid phase composition measurements. , Purdue University. West Lafayette, IN. Ph.D. Dissertation (1983).
  14. Vollpracht, A., Lothenbach, B., Snellings, R., Haufe, J. The pore solution of blended cements: a review. Materials and Structures. 49 (8), 3341-3367 (2016).
  15. CRC Handbook of Chemistry and Physics. Rumble, J. R. , CRC Press. Boca. Raton, London, New York. (2018).
  16. Snyder, K. A., Feng, X., Keen, B. D., Mason, T. O. Estimating the electrical conductivity of cement paste pore solutions from OH-, K+ and Na+ concentrations. Cement and Concrete Research. 33 (6), 793-798 (2003).
  17. Weiss, J. Relating transport properties to performance in concrete pavements. CP Road MAP. , (2014).
  18. Hordijk, D. A., Lukovic, M. Toward Performance Specifications for Concrete: Linking Resistivity, RCPT and Diffusion Predictions Using the Formation Factor for Use in Specifications. High Tech Concrete: Where Technology and Engineering Meet Proceedings of the 2017 fib Symposium, June 12-14, 2017, Maastricht, The Netherlands, , Springer. 2057-2065 (2017).
  19. Andersson, K., Allard, B., Bengtsson, M., Magnusson, B. Chemical composition of cement pore solutions. Cement and Concrete Research. 19 (3), 327-322 (1989).
  20. Barneyback, R., Diamond, S. Expression and analysis of pore fluids from hardened cement pastes and mortars. Cement and Concrete Research. 11 (2), 279-285 (1981).
  21. Nicoleau, L., Schreiner, E., Nonat, A. Ion-specific effects influencing the dissolution of tricalcium silicate. Cement and Concrete Research. 59, 118-138 (2014).
  22. Rajabipour, F., Sant, G., Weiss, W. J. Interactions between shrinkage reducing admixtures (SRA) and cement paste's pore solution. Cement and Concrete Research. 38 (5), 606-615 (2008).

Tags

Engineering fråga 139 Cement pore lösning X-ray fluorescens kemisk sammansättning elektrisk resistivitet bildande faktor
Uttryck av cementbaserade Pore Solution och analysen av dess kemiska sammansättning och resistivitet med X-ray fluorescens
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Tsui Chang, M., Montanari, L.,More

Tsui Chang, M., Montanari, L., Suraneni, P., Weiss, W. J. Expression of Cementitious Pore Solution and the Analysis of Its Chemical Composition and Resistivity Using X-ray Fluorescence. J. Vis. Exp. (139), e58432, doi:10.3791/58432 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter