侵蝕性CO2濃度對混凝土中性化特性的影響.pdf

1、隨著社會發(fā)展的需要，人類的工程活動逐漸向地下發(fā)展。隨著地下工程的興起，工程結(jié)構(gòu)的耐久性問題也逐漸顯現(xiàn)出來。其中，地下水中的侵蝕性 CO2越來越引起人們的重視，侵蝕性CO2在地下水中較為常見，它可與混凝土發(fā)生復雜的化學反應，在諸多工程中被認為是主要破壞因素。另一方面，人口的增長、經(jīng)濟的發(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問題已不容忽視。
　　考慮到侵蝕性 CO2濃度可能會對侵蝕過程產(chǎn)生影響，本文

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

3、度的試件對比分析得到侵蝕性 CO2濃度對水泥凈漿微觀性能的影響。結(jié)果表明，濃度對侵蝕反應過程以及侵蝕產(chǎn)物種類并沒有影響，侵蝕由表及里依次為凝膠化、碳化、酸堿中和，侵蝕過程中先 Na、K等堿性氧化產(chǎn)物發(fā)生中和反應，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，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，CaCO3又被進一步反應生成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向前推進重復之前的反應。侵蝕性 CO2溶液對水泥凈漿的腐蝕并不均勻，對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，侵蝕越來越嚴重，表層均被完全腐蝕。
　　為了了解濃度對侵蝕深度的影響，本文采用三維視屏顯微系統(tǒng)觀測凝膠化深度，結(jié)合碳化深度測試方法通過碳酸鹽含量測定以及模擬孔溶液測試捕捉混凝土中性化深度，發(fā)現(xiàn)侵蝕初期碳化迅速，后凝膠化反應及碳化反應持續(xù)穩(wěn)定

5、進行，碳化前線及凝膠化前線逐漸向混凝土內(nèi)層推進，濃度越高凝膠化前線及碳化前線前進越快。
　　為了驗證實驗結(jié)論的準確性，進行了侵蝕性 CO2環(huán)境的原位試驗研究，通過對腐蝕層的微觀分析證明原位浸泡試件侵蝕機理與室內(nèi)侵蝕一致，通過與室內(nèi)侵蝕試件同樣的侵蝕深度測試方法對凝膠化深度和中性化深度進行了測試，在室內(nèi)試件與現(xiàn)場試件以及現(xiàn)場試件與現(xiàn)場試件之間進行了對比分析，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