硬化水泥漿體鈣溶出研究.pdf

1、溶蝕作為水泥基材料耐久性的一個重要組成部分，受到人們越來越多的關(guān)注。在溶蝕過程中，鈣元素作為水泥漿體的主要組成元素，在與環(huán)境水接觸時，不斷溶解、擴散并溶出，從而給水泥基材料的微結(jié)構(gòu)、傳輸行為、力學(xué)性能造成嚴重的劣化影響。為了探究硬化水泥漿體鈣溶出機理以及實現(xiàn)對鈣溶出后性能的預(yù)測，本論文針對鈣溶出過程的兩個關(guān)鍵子過程和整體模型展開研究。
　　首先，為了研究鈣溶出過程中的溶解行為，本文在實驗基礎(chǔ)上建立了6mol/L硝酸銨溶液加速鈣溶出

2、條件下的固液平衡曲線。發(fā)現(xiàn)其曲線仍分為三個階段，并可以用在去離子水中的方程模擬。其主要差別在于不同條件下的關(guān)鍵參數(shù)不同:其中鈣離子平衡濃度約為3mol/L，約比去離子水中高兩個量級，這也是主要的加速機理;氫氧化鈣(CH)完全溶出和C-S-H凝膠開始溶解時液體中鈣離子濃度約為2.95mol/L; C-S-H凝膠快速脫鈣時液體中鈣離子濃度約為0.13mol/L。從其它元素和液體鈣的平衡曲線可知S和Mg也分三個階段溶出，而Al和Fe不溶出。<

3、br>　　其次，為了研究鈣溶出過程中孔結(jié)構(gòu)的演化與固體鈣關(guān)系，本文先后應(yīng)用了三種基于X射線斷層照相(X-CT)和數(shù)字圖像處理技術(shù)的方法定量表征了孔隙率空間分布，并用EDS、XRD和熱重分析對不同水灰比部分鈣溶出的樣品組成進行了分析。發(fā)現(xiàn)隨著水灰比的增大，溶蝕深度越大，但表面處增加的孔隙率的量卻減少，這與單位體積內(nèi)可溶蝕的量有關(guān)。溶蝕過程中不僅CH和C-S-H凝膠的溶出，也有鈣礬石的溶解并溶出。把溶蝕的組分全部假設(shè)為CH形式溶出計算的孔隙

4、與單次CT法所測結(jié)果，有一定的吻合性。通過對比鈣溶出后鈣的梯度分布和用飽水干燥雙CT法測得孔隙率分布，發(fā)現(xiàn)CH溶出能引起孔隙率明顯的增加，而C-S-H脫鈣引起的孔隙率增加不明顯。
　　最后，對已有模型中的固液平衡曲線模型進行了改進，建立了新的鈣溶出模型，并用matlab編程實現(xiàn)。該模型可給出液體鈣、固體鈣、孔隙率、擴散系數(shù)以及鈣硅摩爾比隨侵蝕時間和位置的演化，全面表現(xiàn)鈣溶蝕對水泥漿體的影響。將改進后模擬結(jié)果與改進前模擬結(jié)果以及部分