[發明專利]含侵蝕性二氧化碳地下水環境條件下混凝土加速碳化試驗方法及裝置

有效

• 申請號: 201510063106.0
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN104568723B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 陳正;萬翔;楊綠峰;莫林;馮慶革;喬永平;易超凡
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司45104
• 代理人: 黃永校

一、技術領域

本發明涉及一種混凝土碳化試驗方法及裝置，具體是一種含侵蝕性二氧化碳地下水環境條件下混凝土加速碳化試驗方法及裝置，用于研究混凝土在含侵蝕性二氧化碳地下水環境條件下的碳化過程。

二、背景技術

混凝土碳化是混凝土耐久性指標之一，當混凝土結構處于含侵蝕性二氧化碳地下水環境時，地下水環境中的侵蝕性二氧化碳通過混凝土孔隙和微裂縫進入到混凝土內部，與混凝土孔溶液中的堿性物質發生碳化反應，生成碳酸鈣，造成混凝土堿度下降，造成混凝土中鋼筋表面鈍化膜的破壞，引發鋼筋銹蝕，導致混凝土結構力學性能退化或喪失，危害結構的可靠性能和安全性能。因此，開展含侵蝕性二氧化碳地下水環境條件下的混凝土碳化試驗研究，對地下混凝土結構耐久性研究具有重大的參考價值。

目前國內外開展的含侵蝕性二氧化碳地下水環境條件下的混凝土碳化試驗，主要采用原位浸泡試驗的方式。原位浸泡試驗需在工程現場開挖原位浸泡井進行浸泡試驗，試驗環境為天然地下水環境，侵蝕性二氧化碳含量較低，試驗過程周期長且人力物力消耗量大。此外，也有通過加壓裝置形成侵蝕性二氧化碳地下水環境進行混凝土碳化試驗的研究，但設備昂貴，操作復雜，且混凝土碳化過程在非正常大氣壓下進行，與工程實際情況有一定差異。

由于地下水中的侵蝕性二氧化碳會因為參與混凝土碳化反應而不斷消耗，因此要在實驗室開展含侵蝕性二氧化碳地下水環境條件下的混凝土碳化試驗，就必須配制出含侵蝕性二氧化碳的人工地下水溶液，并保證實驗過程中消耗的侵蝕性二氧化碳會得到持續補充，使地下水樣品中的侵蝕性二氧化碳濃度穩定在一定范圍內，確保碳化反應的穩定持續進行。

因此，研發一種含侵蝕性二氧化碳人工地下水環境條件下混凝土加速碳化試驗裝置及方法，能配制出含侵蝕性二氧化碳人工地下水溶液，在正常大氣壓下進行混凝土加速碳化試驗，并在實驗過程中保證混凝土碳化過程中地下水樣品溶液中侵蝕性二氧化碳濃度的穩定，為分析和研究混凝土在含侵蝕性二氧化碳地下水環境條件下的碳化規律奠定基礎，對綜合分析和評估地下混凝土結構的耐久性具有重要的學術意義和工程應用價值。

三、發明內容

本發明的目的是提供一種含侵蝕性二氧化碳地下水環境條件下混凝土加速碳化試驗方法及裝置，能夠在實驗室內開展含侵蝕性二氧化碳地下水環境條件下混凝土加速碳化試驗，獲取混凝土在含侵蝕性二氧化碳地下水環境條件下的碳化深度，分析該環境條件下混凝土的碳化規律。

本發明通過以下述技術方案實現上述目的：一種含侵蝕性二氧化碳地下水環境條件下混凝土加速碳化試驗方法，包括以下步驟：

1、配制含侵蝕性二氧化碳人工地下水樣品溶液：常溫下，按照每1L冰醋酸溶液中含8.0～20.0ml冰醋酸的比例配制冰醋酸溶液，按照碳酸氫鈉溶液的濃度與冰醋酸溶液濃度之間的對應關系為每1L冰醋酸溶液中含x ml冰醋酸對應每1L碳酸氫鈉溶液中含2x g無水碳酸氫鈉的標準配制碳酸氫鈉溶液，即每1L碳酸氫鈉溶液中對應含有16.0～40.0g的無水碳酸氫鈉，最后將冰醋酸溶液、碳酸氫鈉溶液和水溫為0～5℃的蒸餾水按體積比為1:1:6的方式混合，密封靜置24小時后得到含侵蝕性二氧化碳人工地下水樣品溶液，并測定該樣品溶液中侵蝕性二氧化碳的濃度；

2、開展含侵蝕性二氧化碳地下水環境條件下混凝土加速碳化試驗：選取干燥的棱柱體混凝土試塊，用環氧樹脂對垂直于試塊長軸的2個端面進行密封，保留與長軸平行的4個面，將試塊以密封面為底面和頂面的方式置于含侵蝕性二氧化碳地下水環境條件下混凝土加速碳化試驗裝置中，在樣品箱和浸泡箱中均加滿含侵蝕性二氧化碳地下水樣品溶液，打開流量控制器，并將樣品溶液的流入速度保持在5～100ml/min之間的某一數值，混凝土試塊持續浸泡在含侵蝕性二氧化碳地下水溶液中，開始進行含侵蝕性二氧化碳地下水環境條件下混凝土加速碳化試驗；