加速碳化改造水泥磚瓦性能的試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究.pdf

1、碳化是一種常見(jiàn)的影響水泥基材料的現(xiàn)象,在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,碳化會(huì)造成混凝土孔隙溶液pH值的降低從而造成鋼筋的腐蝕,對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是不利的。但另一方面,碳化后材料物理和化學(xué)性質(zhì)的變化也有有利的一面,主要體現(xiàn)在孔隙內(nèi)碳酸鈣沉淀引起的密實(shí)度的提高,抗壓強(qiáng)度的提高和抗?jié)B性能的提高,同時(shí)吸收了溫室效應(yīng)氣體二氧化碳。在我國(guó)墻體材料約占整個(gè)房屋建筑材料的70％,如果能將加速碳化應(yīng)用在改善常用水泥基建筑材料如水泥瓦,水泥再生磚,蒸壓加氣混凝土

2、砌塊等的性能,并提供一種回收利用二氧化碳的有效途徑,對(duì)于我國(guó)建設(shè)低碳經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)意義重大。
　　本文分析了自然碳化過(guò)程與影響因素,指出了加速碳化中最核心的改變,確定了使用壓力、溫度和碳化時(shí)間作為試驗(yàn)控制條件。進(jìn)行了水泥瓦、水泥磚和加氣磚的低壓加速碳化試驗(yàn),以及水泥砂漿、水泥凈漿和混凝土三種試塊的超臨界碳化試驗(yàn)。低壓加速碳化試驗(yàn)中,確定了各試塊達(dá)到完全碳化所需求的最低反應(yīng)條件,分析了各試塊吸收二氧化碳的能力。超臨界碳化試驗(yàn)主要研究了反

3、應(yīng)條件和材料組成對(duì)碳化程度的影響,同時(shí)也分析了碳化后碳化深度的變化和各試塊吸收二氧化碳的重量規(guī)律。
　　本文使用課題組最新的加速碳化數(shù)值模型計(jì)算分析了試驗(yàn)反應(yīng)條件下的碳化過(guò)程。模型中輸入了不同的材料參數(shù)以及實(shí)際的環(huán)境壓力和環(huán)境溫度曲線(xiàn),考慮了試驗(yàn)中升壓過(guò)程和卸壓過(guò)程對(duì)最終碳化深度的影響,并將模擬碳化深度結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,確定了材料參數(shù)取值的可行性和數(shù)值模型預(yù)測(cè)的適用性。然后使用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的數(shù)值模型分析了初始固有滲透率,初始孔