论文部分内容阅读
随着社会发展的需要，人类的工程活动逐渐向地下发展。随着地下工程的兴起，工程结构的耐久性问题也逐渐显现出来。其中，地下水中的侵蚀性 CO2越来越引起人们的重视，侵蚀性CO2在地下水中较为常见，它可与混凝土发生复杂的化学反应，在诸多工程中被认为是主要破坏因素。另一方面，人口的增长、经济的发展使得废物废气的排放量增加，这使得水中CO2的含量增加。因此侵蚀性CO2问题已不容忽视。 考虑到侵蚀性 CO2浓度可能会对侵蚀过程产生影响，本文针对不同浓度进行研究。为了得到所需浓度的侵蚀性 CO2溶液，自主设计、加工了一套侵蚀性 CO2制备装置，通过对比试验分析，得到了随充气时间的增加溶液中侵蚀性 CO2浓度变化的规律，进而制备出了不同浓度侵蚀性CO2溶液。 本文通过对净浆试件进行微观分析研究侵蚀性 CO2浓度对混凝土微观性能的影响：对侵蚀试件进行质量变化等宏观分析初步了解侵蚀情况，通过对不同侵蚀龄期试件不同深度的成分进行XRF等微观分析得到成分变化情况，通过不同浓度的试件对比分析得到侵蚀性 CO2浓度对水泥净浆微观性能的影响。结果表明，浓度对侵蚀反应过程以及侵蚀产物种类并没有影响，侵蚀由表及里依次为凝胶化、碳化、酸碱中和，侵蚀过程中先 Na、K等碱性氧化产物发生中和反应，Na、K离子被溶出，Ca(OH)2晶体部分溶解，然后发生碳化反应，主要消耗氢氧化钙等水化产物生成 CaCO3及少量结晶的 SiO2、铁相或铝相产物，继而发生凝胶化反应，CaCO3又被进一步反应生成Ca(HCO3)2，水泥水化产物被大量消耗、溶解，碳化层逐渐被凝胶化，多余的侵蚀性 CO2向前推进重复之前的反应。侵蚀性 CO2溶液对水泥净浆的腐蚀并不均匀，对于低浓度的溶液低侵蚀龄期尤其明显，随着侵蚀龄期以及溶液浓度的增加，侵蚀越来越严重，表层均被完全腐蚀。 为了了解浓度对侵蚀深度的影响，本文采用三维视屏显微系统观测凝胶化深度，结合碳化深度测试方法通过碳酸盐含量测定以及模拟孔溶液测试捕捉混凝土中性化深度，发现侵蚀初期碳化迅速，后凝胶化反应及碳化反应持续稳定进行，碳化前线及凝胶化前线逐渐向混凝土内层推进，浓度越高凝胶化前线及碳化前线前进越快。 为了验证实验结论的准确性，进行了侵蚀性 CO2环境的原位试验研究，通过对腐蚀层的微观分析证明原位浸泡试件侵蚀机理与室内侵蚀一致，通过与室内侵蚀试件同样的侵蚀深度测试方法对凝胶化深度和中性化深度进行了测试，在室内试件与现场试件以及现场试件与现场试件之间进行了对比分析，结果表明，提高侵蚀性 CO2浓度的确可有效加速碳化速率以及凝胶化速率，从而可以有效加速混凝土的劣化。