高原大体积混凝土表面污染物清洗剂对混凝土性能的影响

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.240121

摘要/Abstract

摘要：

以脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）、十二烷基磺酸钠、柠檬酸和羟基乙叉二膦酸为实验因素，除锈量为评价指标开展正交实验，确定清洗剂的最佳基础配合比，在此基础上加入柠檬酸铵和羟基乙酸进行氧化物的清洗，加入木瓜蛋白酶进行霉斑的清洗，通过Matlab对比污染前、污染后和清洗后高原大体积混凝土的表面明度，并研究清洗剂对高原大体积混凝土抗压强度、混凝土表面孔隙率的影响。研究结果表明：通过正交实验确定清洗剂配方X的最佳基础配比为：柠檬酸（质量分数5%）、羟基乙叉二膦酸（质量分数4%）、十二烷基磺酸钠（质量分数3%）和AEO-9（质量分数2%）；通过优化实验得出金属氧化物清洗剂配方Y的最佳配比为：配方X、柠檬酸铵（质量分数3%）、羟基乙酸（质量分数2%），霉斑清洗剂配方Z的最佳配比为：配方X、木瓜蛋白酶（质量分数3%）；通过计算强度损失率可知混凝土最小强度损失率出现在腐蚀1 d，最大强度损失率出现在腐蚀7 d，清洗剂Y的强度损失率比清洗剂X、Z大；经过清洗剂浸泡后的混凝土材料与未腐蚀混凝土材料相比，孔隙数增多，空隙间距增大。

关键词: 大体积混凝土, 清洗剂, 强度损失率, 除锈量

Abstract:

Using AEO-9， sodium dodecyl sulfonate， citric acid， and hydroxyethylenediphosphate as experimental factors and rust removal as evaluation indicators， an orthogonal experiment was conducted to determine the optimal basic mix ratio of the cleaning agent. On this basis， ammonium citrate and hydroxyacetic acid were added for oxide cleaning， and papain was added for mold cleaning. The surface brightness of high-altitude large volume concrete before pollution， after pollution， and after cleaning were compared using Matlab， and the effect of cleaning agents on the compressive strength and surface porosity of high-altitude large volume concrete was studied. The research results indicate that the optimal basic ratio of cleaning agent formula X determined through orthogonal experiments is citric acid （5%， mass percent）， hydroxyethylene diphosphate （4%， mass percent）， sodium dodecyl sulfonate （3%， mass percent） and AEO-9 （2%， mass percent）； The optimal ratio of metal oxide cleaning agent formula Y through optimization experiments is： formula X， ammonium citrate （3%， mass percent）， hydroxyacetic acid （2%， mass percent）， and the optimal ratio of mold cleaning agent formula Z is： formula X， papain （3%， mass percent）； By calculating the strength loss rate， it can be concluded that the minimum strength loss rate of concrete occurs after 1 day of corrosion， and the maximum strength loss rate occurs after 7 days of corrosion. The strength loss rate of cleaning agent Y is greater than that of cleaning agents X and Z； Compared with non corroded concrete materials， the concrete material soaked in cleaning agents has an increase in the number of pores and spacing between pores.

Key words: Large volume concrete, Cleaning agent, Strength loss rate, Rust removal amount

中图分类号:

O622

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图/表 17

图1 溶油效果比较

Fig.1 Comparison of oil solubility effects

表1 螯合剂的选择

Table 1 Selection of chelating agents

Surface active agent	Number	Chelating agent	Surface active agent	Number	Chelating agent
AEO-9	a1	Hydroxyethylenediphosphonic	SDS	b1	Hydroxyethylenediphosphonic
	a2	Citric acid		b2	Citric acid
	a3	Sodium D-gluconate		b3	Sodium D-gluconate
	a4	Sodium citrate		b4	Sodium citrate
	a5	Disodium EDTA		b5	Disodium EDTA
	a6	Without		b6	Without

表2 不同配比清洗剂除锈率的正交实验结果

Table 2 Orthogonal experimental results on rust removal rate of different formulations of cleaning agents

Test number	Factor （mass fraction）				Experimental indicators
Test number	w（AEO-9）/%	w（SDBS）/%	w（citric acid）/%	w（HEDP）/%	R/（mg·m^-2·h^-１）
1	2	2	3	3	1.2
2	3	3	3	4	1.5
3	4	4	3	5	1
4	3	4	4	3	1.4
5	4	2	4	4	2.4
6	2	3	4	5	1.9
7	4	4	5	3	2.6
8	2	2	5	4	2.9
9	3	3	5	5	2.1
K1	2	1.9	1.23	1.73
K2	1.67	2	1.9	2.67
K3	1.77	1.77	2.53	1.67
R	0.23	0.23	1.3	1

图2 锈蚀产物的XRD分析

Fig.2 XRD analysis of rust products

图3 试件清洗效果对比A. represents the specimen before contamination； B. represents the specimen after contamination； C. represents the specimen after cleaning

Fig.3 Comparison of specimen cleaning effects

表3 RGB的平均值

Table 3 Average RGB values

RGB value	After pollution	Before pollution	After cleaning
R	169.3	189.5	184.2
G	153.4	186.3	185.4
B	149.7	185.7	183.6

图4 污染前、污染后和清洗后图像的明度对比

Fig.4 Comparison of brightness of images before pollution， after pollution and after cleaning

表4 去除金属氧化物清洗剂配方

Table 4 Formulation of metal oxide removal cleaning agent

Formula X	Divide into groups	Additive amount
AEO-9（3%）+citric acid（5%）+sodium dodecylbenzene sulfonate（2%）+hydroxy-ethylenediphosphonic acid（4%）	The first group	Ammonium citrate 0%+hydroxyacetic acid 5%
	The second group	Ammonium citrate 1%+glycolic acid 4%
	The third group	Ammonium citrate 2%+glycolic acid 3%
	The fourth group	Ammonium citrate 3%+glycolic acid 2%
	The fifth group	Ammonium citrate 4%+glycolic acid 1%
	The sixth group	Ammonium citrate 0%+hydroxyacetic acid 5%

图5 样品清洗前后的图片A. The first group； B. the second group； C. The third group； D. The fourth group； E. The fifth group； F. The sixth group

Fig.5 Photos of samples before and after

图6 6组金属氧化物污染前、污染后和清洗后图像明度对比

Fig.6 Comparison of image brightness before pollution， after pollution and after cleaning of six groups of metal oxide pollution

表5 去除霉斑清洗剂配方

Table 5 Formula of mold removal cleaning agent

Formula X	Divide into groups	Additive amount
AEO-9（3%）+citric acid（5%）+sodium dodecylbenzene sulfonate（2%）+hydroxy-ethylenediphosphonic acid（4%）	The first group	Papain 0%
	The second group	Papain 1%
	The third group	Papain 2%
	The fourth group	Papain 3%
	The fifth group	Papain 4%
	The sixth group	Papain 5%

图7 霉斑污染前、污染后和清洗后示例图A. Before mold contamination； B. After mold contamination； C. After cleaning the mold stains

Fig.7 Example image of mold stains before， after， and after cleaning

图8 6组霉斑污染前、污染后和清洗后图像明度对比

Fig.8 Comparison of image brightness before， after and after cleaning of six groups of mold stains

表6 抗压强度值

Table 6 Compressive strength values

Time/d	Control group/MPa	Cleaning agent X/MPa	Cleaning agent Y/MPa	Cleaning agent Z/MPa
1	17.44	17.01	16.99	17.12
3	18.56	17.54	17.64	17.24
7	19.21	18.89	18.11	17.84

图9 清洗剂X的孔隙实验结果

Fig.9 Pore test results of cleaning agent X

图10 清洗剂Y的孔隙实验结果

Fig.10 Pore test results of cleaning agent Y

图11 清洗剂Z的孔隙实验结果

Fig.11 Pore test results of cleaning agent Z

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