侵蝕性CO2濃度對(duì)混凝土中性化特性的影響.pdf

1、隨著社會(huì)發(fā)展的需要，人類的工程活動(dòng)逐漸向地下發(fā)展。隨著地下工程的興起，工程結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。其中，地下水中的侵蝕性 CO2越來(lái)越引起人們的重視，侵蝕性CO2在地下水中較為常見(jiàn)，它可與混凝土發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，在諸多工程中被認(rèn)為是主要破壞因素。另一方面，人口的增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得廢物廢氣的排放量增加，這使得水中CO2的含量增加。因此侵蝕性CO2問(wèn)題已不容忽視。
　　考慮到侵蝕性 CO2濃度可能會(huì)對(duì)侵蝕過(guò)程產(chǎn)生影響，本文

2、針對(duì)不同濃度進(jìn)行研究。為了得到所需濃度的侵蝕性 CO2溶液，自主設(shè)計(jì)、加工了一套侵蝕性 CO2制備裝置，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)分析，得到了隨充氣時(shí)間的增加溶液中侵蝕性 CO2濃度變化的規(guī)律，進(jìn)而制備出了不同濃度侵蝕性CO2溶液。
　　本文通過(guò)對(duì)凈漿試件進(jìn)行微觀分析研究侵蝕性 CO2濃度對(duì)混凝土微觀性能的影響：對(duì)侵蝕試件進(jìn)行質(zhì)量變化等宏觀分析初步了解侵蝕情況，通過(guò)對(duì)不同侵蝕齡期試件不同深度的成分進(jìn)行XRF等微觀分析得到成分變化情況，通過(guò)不同濃

3、度的試件對(duì)比分析得到侵蝕性 CO2濃度對(duì)水泥凈漿微觀性能的影響。結(jié)果表明，濃度對(duì)侵蝕反應(yīng)過(guò)程以及侵蝕產(chǎn)物種類并沒(méi)有影響，侵蝕由表及里依次為凝膠化、碳化、酸堿中和，侵蝕過(guò)程中先 Na、K等堿性氧化產(chǎn)物發(fā)生中和反應(yīng)，Na、K離子被溶出，Ca(OH)2晶體部分溶解，然后發(fā)生碳化反應(yīng)，主要消耗氫氧化鈣等水化產(chǎn)物生成 CaCO3及少量結(jié)晶的 SiO2、鐵相或鋁相產(chǎn)物，繼而發(fā)生凝膠化反應(yīng)，CaCO3又被進(jìn)一步反應(yīng)生成Ca(HCO3)2，水泥水化產(chǎn)物

4、被大量消耗、溶解，碳化層逐漸被凝膠化，多余的侵蝕性 CO2向前推進(jìn)重復(fù)之前的反應(yīng)。侵蝕性 CO2溶液對(duì)水泥凈漿的腐蝕并不均勻，對(duì)于低濃度的溶液低侵蝕齡期尤其明顯，隨著侵蝕齡期以及溶液濃度的增加，侵蝕越來(lái)越嚴(yán)重，表層均被完全腐蝕。
　　為了了解濃度對(duì)侵蝕深度的影響，本文采用三維視屏顯微系統(tǒng)觀測(cè)凝膠化深度，結(jié)合碳化深度測(cè)試方法通過(guò)碳酸鹽含量測(cè)定以及模擬孔溶液測(cè)試捕捉混凝土中性化深度，發(fā)現(xiàn)侵蝕初期碳化迅速，后凝膠化反應(yīng)及碳化反應(yīng)持續(xù)穩(wěn)定

5、進(jìn)行，碳化前線及凝膠化前線逐漸向混凝土內(nèi)層推進(jìn)，濃度越高凝膠化前線及碳化前線前進(jìn)越快。
　　為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確性，進(jìn)行了侵蝕性 CO2環(huán)境的原位試驗(yàn)研究，通過(guò)對(duì)腐蝕層的微觀分析證明原位浸泡試件侵蝕機(jī)理與室內(nèi)侵蝕一致，通過(guò)與室內(nèi)侵蝕試件同樣的侵蝕深度測(cè)試方法對(duì)凝膠化深度和中性化深度進(jìn)行了測(cè)試，在室內(nèi)試件與現(xiàn)場(chǎng)試件以及現(xiàn)場(chǎng)試件與現(xiàn)場(chǎng)試件之間進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明，提高侵蝕性 CO2濃度的確可有效加速碳化速率以及凝膠化速率，從而可