收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

侵蚀性CO_2对水泥基材料的腐蚀特性研究

郭高峰  
【摘要】:随着社会的发展和需要,地下结构工程(地下建筑、地铁、隧道工程、钻井作业工程)、地下排水工程等建(构)筑物越来越多,这些处于地下环境的建(构)筑物,将遭到一系列更为复杂和严酷的物理化学侵蚀作用,其中地下水中侵蚀性CO_2腐蚀被认为是破坏的关键因素之一。应对气候变化,CO_2封存技术将得到大规模应用,地质封存CO_2气体导致的侵蚀性CO_2将对地下混凝土结构工程的耐久性产生更不利的影响。采用水泥基材料地质处置放射性废弃物和固化城市垃圾焚烧灰渣等含重金属和有毒有害物质是目前常用的处理方法,水泥基材料的抗侵蚀性CO_2腐蚀性能对放射性废弃物以及有毒有害物质长时间不泄漏或溶出具有重要影响。因此,地下水中侵蚀性CO_2对水泥基材料的腐蚀研究逐渐受到关注。本论文开展此方面研究,具有一定的前瞻性和重要的理论指导意义。 论文自主设计并加工了侵蚀性CO_2环境模拟试验仪器,可以稳定制备出不同浓度的侵蚀性CO_2水溶液,并可通过调节水流速进行浸泡、流淌、冲刷等不同形式的模拟试验,可实现不同条件下侵蚀性CO_2对水泥基材料的腐蚀模拟。 本论文研究了温度为13-15℃、溶液pH为4.5-4.6、水中侵蚀性CO_2浓度约为340mg/L(严重强腐蚀等级)、水流速为50L/d的加速腐蚀条件下,水泥净浆的腐蚀特性,对3d-81d不同腐蚀龄期的水泥净浆的微观结构、矿物组成和化学组成的变化进行了研究,分析了腐蚀反应过程和腐蚀机理,并对腐蚀动力学进行了探讨。结果表明,侵蚀性CO_2对水泥净浆的腐蚀反应过程可划分为三个阶段:早期为表层碳酸化阶段;中期为稳定腐蚀阶段,此时腐蚀区分为三层,由外至内依次为凝胶层、碳酸化层和CH溶解层;后期为局部劣化加速阶段,此时由于凝胶层收缩开裂,使材料局部劣化加速。侵蚀性CO_2对水泥净浆的腐蚀机理为:侵蚀性CO_2腐蚀是碳化反应和酸腐蚀反应的综合作用,并伴随有物理性溶蚀作用。凝胶层深度和碳酸化前线深度与腐蚀时间的平方根呈线性关系,满足菲克第一扩散定律下的动力学过程。 在此基础上,进一步研究了不同胶凝材料组成的净浆受侵蚀性CO_2腐蚀的特性。结果表明,净浆腐蚀深度的大小顺序为:掺矿渣+粉煤灰掺矿渣掺粉煤灰纯水泥掺钢渣,而干燥后凝胶层的开裂严重程度顺序正好相反,前者与浆体自身CH含量有关,后者可能与凝胶层化学组成Ca/Si比大小有关。 论文还初步探讨了砂浆和混凝土遭受侵蚀性CO_2腐蚀的力学性能变化规律。结果表明,砂浆和混凝土的腐蚀速度比净浆小得多,且由于集料的存在表层凝胶层的收缩开裂现象减少;至60d和90d龄期,遭受侵蚀性CO_2腐蚀的砂浆和混凝土的抗压强度有所下降,但下降幅度不大。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 吕林女,何永佳,丁庆军,胡曙光;多组分水泥基材料的水化放热行为[J];水泥;2004年09期
2 汪智勇;张文生;叶家元;;高强水泥基材料研究进展[J];硅酸盐通报;2009年04期
3 蒋正武;水泥基材料裂缝自愈合的研究进展[J];材料导报;2003年04期
4 张莹,史美伦;水泥基材料水化过程的交流阻抗研究[J];建筑材料学报;2000年02期
5 张德思,颜学武,彭晨峰;120MPa超高强水泥基材料的研究[J];西北工业大学学报;2003年02期
6 张武满;孙伟;;侵蚀介质侵入水泥基材料中孔径与裂宽的临界值[J];硅酸盐学报;2008年10期
7 元强;史才军;GEERT De Schutter;邓德华;何富强;;氯盐浸泡的水泥基材料的表面氯离子浓度(英文)[J];硅酸盐学报;2011年03期
8 程新;芦令超;常钧;叶正茂;周宗辉;于京华;;高性能硫铝酸钡(锶)钙水泥基材料的研制及应用[J];中国水泥;2011年03期
9 薛君玕;;关于第八届国际水泥化学会议及特高强水泥基材料的发展动向[J];硅酸盐通报;1985年03期
10 勾密峰;管学茂;;水泥基材料固化氯离子的研究现状与展望[J];材料导报;2010年11期
11 张长森;自燃煤矸石在水泥基材料中的应用[J];矿产综合利用;2004年05期
12 钱春香,赵联芳,付大放,李丽,王瑞兴;温湿度和光强对水泥基材料负载纳米TiO2光催化氧化氮氧化物的影响[J];环境科学学报;2005年05期
13 陈益民;贺行洋;李永鑫;苏英;;矿物掺合料研究进展及存在的问题[J];材料导报;2006年08期
14 赵巍;;基于现代混凝土的应用特点谈水泥基材料及其发展[J];神华科技;2010年03期
15 沈卫国,陈松生;水泥基复合材料纳米化改性的研究[J];新世纪水泥导报;2004年02期
16 隋同波,文寨军;国内外水泥及水泥基材料研究进展[J];建材发展导向;2004年05期
17 赵风华;尹广军;臧凤忠;李云萍;张海霞;;减水剂在水泥基材料表面的吸附行为研究[J];建材世界;2011年02期
18 张东,吴科如,李宗津;0-3型水泥基压电机敏复合材料的制备和性能[J];硅酸盐学报;2002年02期
19 马一平;;常温可逆温致变色水泥基材料的研制[J];建筑材料学报;2006年06期
20 王昕;崔素萍;颜碧兰;刘晨;马国宁;叶晓林;施浩洋;;水泥基胶凝材料氯离子扩散性的研究[J];水泥;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马保国;董荣珍;朱洪波;李晓军;;高性能彩色固化剂的耐久性研究[A];湖北省土木建筑学会学术论文集(2000-2001年卷)[C];2002年
2 杨久俊;海然;秦东方;吴科如;;界面组分梯度分布对水泥基材料力学性能的影响[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
3 罗健林;段忠东;;巴基管复合水泥基材料的力学性能及显微结构[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年
4 冯奇;梁传栋;;水泥基材料微粒级配数学模型与有害孔隙率的关系[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
5 冯奇;巴恒静;梁传栋;;二级界面对水泥基材料孔结构和性能的影响[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
6 张承志;王爱勤;顾丽华;;水泥基材料干缩变形的细观力学分析[A];商品砂浆的科学与技术[C];2011年
7 朱广祥;尹冬梅;朱卫中;;负温水泥基灌浆料冬期施工技术[A];纪念中国混凝土外加剂协会成立20周年——混凝土外加剂新技术发展研讨会论文集[C];2006年
8 李元广;王伟良;金建;;生物能源与CO_2减排领域的热点战略研究方向——微藻生物柴油产业化技术的发展思路及若干科学问题分析[A];庆祝中国藻类学会成立30周年暨第十五次学术讨论会摘要集[C];2009年
9 邹定辉;;长时期的高CO_2浓度生长条件对羊栖菜光合作用没有下调的作用[A];庆祝中国藻类学会成立30周年暨第十五次学术讨论会摘要集[C];2009年
10 冯振刚;;CO_2激光在自体表皮移植术中的应用[A];2010全国中西医结合皮肤性病学术会议论文汇编[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李响;复合水泥基材料水化性能与浆体微观结构稳定性[D];清华大学;2010年
2 黄鸿雁;高功率轴快流CO_2激光器气体流场及热交换的模拟与优化[D];华中科技大学;2011年
3 张芳;大气CO_2、CH_4和CO浓度资料再分析及源汇研究[D];中国气象科学研究院;2011年
4 戴耀;钯催化CO_2、CO的转化及C-N键偶联反应的研究[D];大连理工大学;2012年
5 钱匡亮;纳米CaCO_3对水泥基材料的作用、机理及应用研究[D];浙江大学;2011年
6 严捍东;废渣特性及其多元复合对水泥基材料高性能的贡献与机理[D];东南大学;2001年
7 杨东晓;分离CO_2固定载体膜传质机理及其膜过程模拟和优化研究[D];天津大学;2009年
8 朱咏莉;亚热带稻田生态系统CO_2通量研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2005年
9 刘长江;CO_2地质储存煤储层结构演化与元素迁移的模拟实验研究[D];中国矿业大学;2010年
10 申俊琦;基于激光视觉传感的CO_2横焊焊缝图像处理研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭高峰;侵蚀性CO_2对水泥基材料的腐蚀特性研究[D];华南理工大学;2012年
2 徐善雷;新造船舶CO_2指数计算方法研究[D];武汉理工大学;2010年
3 曲亚琳;高密度CO_2诱导羊肉糜凝胶的形成因素及机理初探[D];中国农业科学院;2010年
4 朱赛;表面改性对活性炭物理、化学性质及CO_2吸附性能的影响[D];郑州大学;2010年
5 朱赛;表面改性对活性炭物理、化学性质及CO_2吸附性能的影响[D];郑州大学;2010年
6 谢菲;球形活性炭对CO_2吸附行为研究[D];华东理工大学;2011年
7 谌艳珍;双台子自然保护区深部咸水层CO_2地质储存机制与潜力分析[D];中国地质大学(北京);2011年
8 梁丽丽;超临界CO_2萃取含油污泥技术研究[D];中国石油大学;2011年
9 史翠华;CO_2激光写入旋转折变型长周期光纤光栅研究[D];重庆大学;2010年
10 李娜;CO_2浓度与铜绿微囊藻生长关系的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 樊跻宇;拉法基探讨水泥基材料可持续发展[N];中华建筑报;2011年
2 本报记者  胡春明;水泥基材料应用技术成室内防水发展趋势[N];中国建设报;2006年
3 贺元栋;肥城米山公司携手同济大学建立水泥基材料研发实践基地[N];中国建材报;2006年
4 本报记者 刘莉;显微镜下看水泥[N];科技日报;2007年
5 岳婵;LB-14聚合物水泥基韧性防水材料[N];中国房地产报;2004年
6 吕宁刚;混凝土起灰起砂的解决办法[N];中国建设报;2007年
7 记者 刘莉;让水泥更强更精更环保[N];科技日报;2007年
8 驻天津记者 郭关朝 特约记者 王宝芬;天津建材科研所取得良好业绩[N];中国建材报;2006年
9 刘国齐 时振刚;AIN材料在耐火材料中的应用(1)[N];世界金属导报;2007年
10 高国起;山东完成系列研究探索子宫腺肌病的治疗新途径[N];中国医药报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978