侵蝕性CO2與H+共同作用下混凝土劣化機理研究.pdf

1、在役地下混凝土建筑物、構筑物，常常會遭受環(huán)境中一系列復雜和嚴酷的腐蝕作用，其中侵蝕性CO2和H+被認為是造成腐蝕的兩個主要因素，如福建尤溪街面水電站的地下尾水支洞和量水堰一帶水質中含有較高濃度的侵蝕性CO2和H+。這兩種侵蝕介質均會破壞混凝土內部的堿性環(huán)境，使得水泥水化產物分解，破壞水泥石的結構，同時破壞鋼筋的鈍化膜，引起鋼筋銹蝕，嚴重威脅結構安全。鑒于此，本文開展了侵蝕性CO2和H+共同作用下混凝土劣化機理的研究，取得如下主要成果：<

2、br>　　為實現(xiàn)侵蝕性CO2和H+共同作用的腐蝕環(huán)境室內模擬，設計并加工了侵蝕溶液制備裝置，能夠較為方便地制備出不同濃度的侵蝕性CO2和H+混合溶液。
　　采用浸泡的方式，模擬了四種腐蝕環(huán)境（T1-侵蝕性CO2：250mg/L；T2-pH=3、侵蝕性CO2：250mg/L；T3-pH=2、侵蝕性CO2：250mg/L；T4-自來水）對水泥凈漿和混凝土的侵蝕，探討了凈漿和混凝土在不同腐蝕齡期的外觀形貌變化和質量變化，運用三維視屏數(shù)字

3、顯微鏡、模擬孔溶液測pH以及碳酸鹽含量測試等方法，研究了凈漿和混凝土在不同腐蝕齡期時的腐蝕深度，并借助 XRF、TG-DTG-DSC以及 XRD等微觀測試手段，研究了四種腐蝕環(huán)境下水泥凈漿試樣不同深度處水化產物的分布特點，在此基礎上，建立了基于碳化模型的移動邊界腐蝕模型。主要結論為：
　　侵蝕性CO2和H+單一、共同作用都會引起凈漿和混凝土質量的明顯損失。在侵蝕性CO2濃度一定時，溶液中H+濃度越高，即酸性越強，試塊質量損失越大，

4、受損速率越大，受腐蝕越嚴重；侵蝕性CO2和H+共同作用比單一的侵蝕性CO2作用對試塊的損傷更大，且酸性越強，損傷越嚴重。
　　凈漿和混凝土在侵蝕性CO2和H+單一、共同作用下的腐蝕深度都隨著腐蝕時間的延長而增大，且酸性越強，腐蝕深度越大，腐蝕區(qū)域表面結構越疏松而易剝落。
　　侵蝕性CO2和H+共同作用下，凈漿受蝕區(qū)域Ca2+不斷溶出，水泥的水化產物如水化硅酸鈣、水化鐵鋁酸鈣等分解，導致Al、Si、Fe三種元素含量隨著腐蝕齡期

5、的延長而增大，且侵蝕溶液酸性越強，其含量越高。凈漿表層Fe元素含量的不斷提高是受蝕表面黃色區(qū)域不斷擴大、顏色加深的主要原因。在侵蝕性CO2和H+混合溶液侵蝕下的凈漿和混凝土，受腐蝕區(qū)域會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，且存在碳酸鈣層，其厚度隨著溶液酸性增強而變薄。受蝕區(qū)域主要產物為碳酸鈣、二氧化硅、凝膠化物質等。提高介質濃度加速腐蝕試驗可較準確地模擬現(xiàn)場水質對水泥凈漿的腐蝕?；谔蓟Ｐ徒⒘艘苿舆吔绺g模型，該模型能夠較好地對水泥凈漿在侵蝕性CO2和H