[發(fā)明專利]一種酸雨侵蝕溶液的模擬方法

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• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN107436282A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖前慧
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境領(lǐng)域，涉及一種實驗室的模擬方法，具體為一種酸雨侵蝕溶液的模擬方法。

背景技術(shù)

酸雨是全球矚目的環(huán)境問題之一，它不僅可以造成江、河、湖、泊等水體的酸化，致使水生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生紊亂，而且可使土壤的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，破壞植物形態(tài)結(jié)構(gòu)、抑制植物代謝功能，對陸生生態(tài)系統(tǒng)以及人體健康產(chǎn)生巨大危害。

隨著工業(yè)化進程的不斷加快，燃燒煤、天然氣以及汽車尾氣等所帶來的環(huán)境污染導(dǎo)致了酸雨的大面積產(chǎn)生。由于酸雨含有酸性物質(zhì)，這些物質(zhì)在水介質(zhì)中可與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土的中性化甚至酸化，加速混凝土劣化進程。酸雨地區(qū)的混凝土橋梁、大壩和道路以及高壓線鋼架、電視塔等土木建筑基礎(chǔ)設(shè)施都是直接暴露于大氣中，遭受酸雨腐蝕的。酸雨與這些基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)筑材料發(fā)生化學(xué)的或電化學(xué)的反應(yīng)，造成諸如金屬銹蝕、水泥混凝土的剝蝕疏松、礦物巖石表面的粉化侵蝕以及塑料、涂料侵蝕等。

目前，酸雨侵蝕混凝土材料的試驗方法主要有室內(nèi)外暴露試驗，還只是停留在試驗階段，通過對酸雨的實地調(diào)查，在實驗室和室外模擬酸雨對混凝土的侵蝕，研究混凝土受酸雨侵蝕機理及其對混凝土耐久性的影響。此外專利中或多或少有些描述酸雨模擬的裝置或是方法，如酸雨模擬腐蝕裝置(專利號：201320398920.4)和模擬涂層耐酸雨測試的實驗裝置(專利號：201320549264.3)只是對酸雨的一些模擬裝置進行描述，并未有真正一種酸雨侵蝕溶液的模擬方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種酸雨侵蝕溶液的模擬方法，該模擬方法從我國實際情況出發(fā)，對全國主要城市酸雨成分進行調(diào)查與分析，用一種好操作、易控制并切實可行的方法模擬酸雨溶液，并建立實驗室酸雨侵蝕制度，以便更好的對酸雨腐蝕下混凝土耐久性進行研究。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種酸雨侵蝕溶液的模擬方法，其特征在于方法步驟如下：

(1)對全國酸雨控制區(qū)內(nèi)的城市降水情況做調(diào)查，選取酸雨化學(xué)成分數(shù)據(jù)較全的城市分析，得出大氣降水中陰離子有SO₁²、NO₃、Cl、F、HCO₃^-，陽離子有NH₁⁺、Ca²⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、H⁺；通過劃分酸雨類型的特征參量A＝[SO₁^2-]/[NO₃]和上述分析得出我國酸雨類型為硫酸型酸雨；

(2)分析上述降水中NH₄⁺以及部分游離的H⁺與SO₁^2-和NO₃形成的物質(zhì)是降水酸度的主導(dǎo)因素；試驗中采用硫酸氨和硝酸混合溶液來模擬酸雨溶液；

(3)選取混凝土作為試件進行酸雨侵蝕循環(huán)，采用浸烘制度對混凝土進行試驗；所述浸烘制度為將試件浸泡于模擬酸雨溶液中33-39h，取出晾干55-65min，放入60℃烘箱中烘干9-11h，冷卻55-65min為一個循環(huán)，一個循環(huán)總時間為48h。

本發(fā)明所述步驟(2)中用硫酸氨控制SO₄^2-濃度，硝酸調(diào)節(jié)溶液的pH值。

本發(fā)明所述步驟(3)中浸烘制度，最優(yōu)先為將試件浸泡于模擬酸雨溶液中36h，取出晾干1h，放入60℃烘箱中烘干10h，冷卻1小時為一個循環(huán)，一個循環(huán)總時間為48h。

本發(fā)明所述步驟(3)試驗中模擬酸雨溶液的pH值調(diào)節(jié)到5.6以下。

本發(fā)明所述步驟(3)試驗中每隔12h測定模擬酸雨溶液pH值并調(diào)至5.6或以下；保持模擬酸雨溶液pH值和SO₄^2-離子濃度不變。

本發(fā)明所述步驟(3)中10次酸雨侵蝕循環(huán)之后更換酸雨模擬溶液。

一種凍融循環(huán)和模擬酸雨溶液共同作用下對混凝土試驗的方法；其特征在于方法步驟如下：

(1)按照設(shè)計配合比制作試件，混凝土成型前測定含氣量，試件澆筑24h后拆模、編號、放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室內(nèi)進行養(yǎng)護；

(2)試驗前四天將混凝土試件浸泡在水中，使試件處于飽水狀態(tài)；試件在放入凍融箱之前，擦去試件表面的水分，測定質(zhì)量及動彈性模量；

(3)每凍融循環(huán)25次后擦去試件表面的水分，測定質(zhì)量及動彈性模量；