[发明专利]含侵蚀性二氧化碳地下水环境条件下混凝土加速碳化试验方法及装置

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种混凝土碳化试验方法及装置，具体是一种含侵蚀性二氧化碳地下水环境条件下混凝土加速碳化试验方法及装置，用于研究混凝土在含侵蚀性二氧化碳地下水环境条件下的碳化过程。

二、背景技术

混凝土碳化是混凝土耐久性指标之一，当混凝土结构处于含侵蚀性二氧化碳地下水环境时，地下水环境中的侵蚀性二氧化碳通过混凝土孔隙和微裂缝进入到混凝土内部，与混凝土孔溶液中的碱性物质发生碳化反应，生成碳酸钙，造成混凝土碱度下降，造成混凝土中钢筋表面钝化膜的破坏，引发钢筋锈蚀，导致混凝土结构力学性能退化或丧失，危害结构的可靠性能和安全性能。因此，开展含侵蚀性二氧化碳地下水环境条件下的混凝土碳化试验研究，对地下混凝土结构耐久性研究具有重大的参考价值。

目前国内外开展的含侵蚀性二氧化碳地下水环境条件下的混凝土碳化试验，主要采用原位浸泡试验的方式。原位浸泡试验需在工程现场开挖原位浸泡井进行浸泡试验，试验环境为天然地下水环境，侵蚀性二氧化碳含量较低，试验过程周期长且人力物力消耗量大。此外，也有通过加压装置形成侵蚀性二氧化碳地下水环境进行混凝土碳化试验的研究，但设备昂贵，操作复杂，且混凝土碳化过程在非正常大气压下进行，与工程实际情况有一定差异。

由于地下水中的侵蚀性二氧化碳会因为参与混凝土碳化反应而不断消耗，因此要在实验室开展含侵蚀性二氧化碳地下水环境条件下的混凝土碳化试验，就必须配制出含侵蚀性二氧化碳的人工地下水溶液，并保证实验过程中消耗的侵蚀性二氧化碳会得到持续补充，使地下水样品中的侵蚀性二氧化碳浓度稳定在一定范围内，确保碳化反应的稳定持续进行。

因此，研发一种含侵蚀性二氧化碳人工地下水环境条件下混凝土加速碳化试验装置及方法，能配制出含侵蚀性二氧化碳人工地下水溶液，在正常大气压下进行混凝土加速碳化试验，并在实验过程中保证混凝土碳化过程中地下水样品溶液中侵蚀性二氧化碳浓度的稳定，为分析和研究混凝土在含侵蚀性二氧化碳地下水环境条件下的碳化规律奠定基础，对综合分析和评估地下混凝土结构的耐久性具有重要的学术意义和工程应用价值。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种含侵蚀性二氧化碳地下水环境条件下混凝土加速碳化试验方法及装置，能够在实验室内开展含侵蚀性二氧化碳地下水环境条件下混凝土加速碳化试验，获取混凝土在含侵蚀性二氧化碳地下水环境条件下的碳化深度，分析该环境条件下混凝土的碳化规律。

本发明通过以下述技术方案实现上述目的：一种含侵蚀性二氧化碳地下水环境条件下混凝土加速碳化试验方法，包括以下步骤：

1、配制含侵蚀性二氧化碳人工地下水样品溶液：常温下，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，按照碳酸氢钠溶液的浓度与冰醋酸溶液浓度之间的对应关系为每1L冰醋酸溶液中含x ml冰醋酸对应每1L碳酸氢钠溶液中含2x g无水碳酸氢钠的标准配制碳酸氢钠溶液，即每1L碳酸氢钠溶液中对应含有16.0～40.0g的无水碳酸氢钠，最后将冰醋酸溶液、碳酸氢钠溶液和水温为0～5℃的蒸馏水按体积比为1:1:6的方式混合，密封静置24小时后得到含侵蚀性二氧化碳人工地下水样品溶液，并测定该样品溶液中侵蚀性二氧化碳的浓度；

2、开展含侵蚀性二氧化碳地下水环境条件下混凝土加速碳化试验：选取干燥的棱柱体混凝土试块，用环氧树脂对垂直于试块长轴的2个端面进行密封，保留与长轴平行的4个面，将试块以密封面为底面和顶面的方式置于含侵蚀性二氧化碳地下水环境条件下混凝土加速碳化试验装置中，在样品箱和浸泡箱中均加满含侵蚀性二氧化碳地下水样品溶液，打开流量控制器，并将样品溶液的流入速度保持在5～100ml/min之间的某一数值，混凝土试块持续浸泡在含侵蚀性二氧化碳地下水溶液中，开始进行含侵蚀性二氧化碳地下水环境条件下混凝土加速碳化试验；