隔膜电解槽通过在受控电场和特定流速下处理拌合水来改变其化学电位。通过将水通过一个包含由隔膜分隔的电极的腔室，该系统会产生目标 pH 值为 9.0 的“碱性还原电位水”。这个过程将普通水转化为一种活性剂，从根本上改变混凝土的固化和硬化方式。
这项技术的真正价值不仅仅在于改变水的 pH 值，而在于生成“电解活性水”，从而改善混凝土的微观孔隙结构。这会形成更致密的材料基体，这对于最大化辐射屏蔽效率和长期机械强度至关重要。
电化学机理
电场的作用
该过程首先在电解槽两端施加特定的电场强度。外部电流流入阴极，产生负电荷，而阳极则带正电。
离子迁移与分离
在该电场的作用下，水中的离子会解离并迁移。带正电的离子被吸引到阴极（发生还原反应的地方），而带负电的离子则向阳极移动（发生氧化反应的地方）。
隔膜的作用
隔膜充当这两个电极之间的半透膜屏障。它允许离子流动以维持电路，但会物理上分离产生的不同水流。这种分离使得系统能够分离出混凝土混合物所需的碱性还原电位水。
对混凝土微观结构的影响
优化孔隙结构
使用这种特殊水的主要原因在于它对混凝土内部结构的影响。电解水能有效改善固化材料的微观孔隙结构。
提高材料密度
通过优化孔隙结构，所得混凝土的密度显著提高。在辐射屏蔽方面，密度至关重要；与标准混凝土相比，更紧密、更致密的基体能提供更优越的辐射衰减能力。
增强机械强度
除了屏蔽性能，该过程还直接有助于结构完整性。优化的水合作用过程可提高长期机械强度，确保屏蔽结构经久耐用。
关键参数与权衡
精度是强制要求
这不是一个被动的过程；成功完全取决于维持精确的参数。水的流速和电场的强度必须严格控制，以持续达到所需的 pH 值 9.0。
失衡的风险
如果参数发生漂移，水可能无法达到所需的碱性还原电位。使用未经正确活化的水将导致标准的混凝土性能，从而抵消您旨在实现的特殊屏蔽和强度优势。
为您的目标做出正确选择
为了最大化您的辐射屏蔽混凝土的功效，请考虑您的具体性能要求：
- 如果您的主要关注点是最大屏蔽密度：请确保您的电解槽经过校准，能够持续生产 pH 值为 9.0 的水，因为这直接关系到更紧密的微观孔隙结构。
- 如果您的主要关注点是结构寿命：请优先使用碱性还原电位水，以增强混凝土基体的长期机械强度。
通过在分子层面控制拌合水的化学性质，您将其从简单的溶剂转变为结构优化的工具。
总结表：
| 特性 | 机理/目标 | 对混凝土的影响 |
|---|---|---|
| 电场 | 受控电压和电流 | 解离离子并改变化学电位 |
| 隔膜 | 半透膜屏障 | 将碱性还原水与酸性水流分离 |
| 目标 pH | 固定为 9.0 | 确保水合作用的最佳“活性”状态 |
| 孔隙结构 | 微观优化 | 形成更致密的材料基体以衰减辐射 |
| 性能 | 增强水合作用 | 提高长期机械强度和耐久性 |
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参考文献
- Bingquan Sun, Jiajia Sun. Preparation and properties of magnesite aggregate radiation - proof concrete. DOI: 10.1051/matecconf/201817501003
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
