輸水條件下水泥基材料鈣溶蝕過程及其對(duì)氯離子傳輸?shù)挠绊懷芯?pdf

1、長期處于輸水環(huán)境中的球墨鑄鐵管水泥砂漿內(nèi)襯，因水中鈣離子少、pH值較低且含有一定濃度的氯離子等，將發(fā)生氫氧化鈣溶解或CSH凝膠脫鈣形成的鈣溶蝕損傷和氯鹽腐蝕引起的鑄鐵銹蝕破壞，導(dǎo)致球墨鑄鐵管的耐久性下降、服役壽命縮短。鈣溶蝕和氯侵蝕是水泥基材料耐久性領(lǐng)域的重要問題，對(duì)水泥基材料的基礎(chǔ)科學(xué)研究具有重要理論價(jià)值。因此，分析處于輸水環(huán)境中的水泥基材料的鈣溶蝕機(jī)理，建立鈣溶蝕條件下的水泥基材料的鈣離子傳輸控制方程，并建立鈣溶蝕條件下的氯離子傳輸

2、方程，對(duì)于結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)是十分重要的。
　　本文就輸水條件下的球墨鑄鐵管水泥砂漿內(nèi)襯的鈣溶蝕和氯鹽侵蝕現(xiàn)象進(jìn)行了研究，通過理論分析、理論建模、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和數(shù)值模擬，分析了鈣溶蝕引起的水泥基材料溶蝕規(guī)律及其對(duì)氯離子傳輸進(jìn)程的改變。主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)建立了輸水條件下的球墨鑄鐵管水泥砂漿內(nèi)襯鈣溶蝕模型，分析了輸水條件下鈣溶蝕過程中水壓產(chǎn)生的滲流作用對(duì)于鈣離子擴(kuò)散傳輸過程的影響，并分析了水泥基材料凝結(jié)硬化之后的基本溶蝕

3、參數(shù)。
　　(2)基于有限元方法的Crank-Nicolson差分格式對(duì)傳輸方程進(jìn)行離散化，運(yùn)用MATLAB語言編制相應(yīng)的計(jì)算機(jī)分析程序，根據(jù)內(nèi)襯砂漿的分層特點(diǎn)，在程序編制和參數(shù)輸入中考慮了因離心工藝而引起的水泥砂漿內(nèi)襯分層問題。
　　(3)利用編寫的Matlab程序?qū)斔畻l件下的去離子水環(huán)境中的水泥砂漿的鈣溶蝕過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，并與開展的輸水實(shí)驗(yàn)中溶液的鈣離子濃度變化值進(jìn)行比對(duì)，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試值吻合較好。基于Matl

4、ab程序，分析了時(shí)間步長、位置步長、水灰比、溫度以及滲流相對(duì)輸水條件下球墨鑄鐵管水泥凈漿內(nèi)襯傳輸過程的影響，結(jié)果顯示，傳輸過程中的水泥砂漿內(nèi)襯的溶蝕深度與文獻(xiàn)數(shù)值吻合較好。
　　(4)分析了定體積與無限大體積的腐蝕溶液對(duì)水泥砂漿內(nèi)襯鈣溶蝕過程中的影響，對(duì)氯化銨加速情況下的溶蝕過程進(jìn)行數(shù)值分析，并對(duì)含礦渣的水泥凈漿的鈣溶蝕過程進(jìn)行了參數(shù)分析。結(jié)果表明，在合理的時(shí)間周期內(nèi)，定體積與無限大體積侵蝕溶液對(duì)砂漿內(nèi)襯鈣溶蝕進(jìn)程改變不大，摻入適