[发明专利]二氧化碳侵蚀试验装置及模拟方法

说明书

本发明公开了二氧化碳侵蚀试验装置及模拟方法，涉及二氧化碳侵蚀试验模拟领域。一种二氧化碳侵蚀试验装置，包括：二氧化碳储存装置，用于装盛二氧化碳。反应容器，用于装盛试验样品。压力控制组件，用于控制反应容器内二氧化碳的气压。水量控制装置，用于控制反应容器内的水量。一种二氧化碳侵蚀试验模拟方法，包括：将试验样品放入反应容器内。将反应容器内部抽真空。增加反应容器内的水量。增加反应容器内部的二氧化碳浓度。本发明提供的二氧化碳侵蚀试验装置及模拟方法能有效地模拟二氧化碳侵蚀作用对地上混凝土结构的二氧化碳侵蚀作用，以及溶解于水中的二氧化碳对于浸泡于水中的混凝土结构的二氧化碳侵蚀作用。

技术领域

本发明涉及二氧化碳侵蚀试验模拟领域，具体而言，涉及二氧化碳侵蚀试验装置及模拟方法。

背景技术

近年来，CO2对混凝土结构的侵蚀作用日益引起人们的重视，监测结果表明，近100多年来大气中CO2的浓度增加了25％，19世纪中叶，大气中CO2的平均浓度为280×10-6，2005年已达到379×10-6，预计到2100年将升到650×10-6，大气中二氧化碳浓度的增加将加剧地上混凝土结构的二氧化碳侵蚀。同时碳酸侵蚀性水环境对地下结构工程以及水工建筑物中的混凝土产生比较严重的侵蚀作用；CO2作为石油和天然气的伴生气或地层水的组分存在于油气层或地层水中，油井水泥石在水溶性CO2作用下抗压强度和结构受到损害；二氧化碳封存场址取样中，二氧化碳溶解于水中形成碳酸，碳酸对水泥材料的侵蚀作用会造成水泥材料长期性能退化，进而可能造成二氧化碳泄露的风险。而这些受到碳酸性水环境侵蚀的混凝土结构往往处于地下或为隐蔽工程，一旦混凝土结构受到侵蚀破坏，对整个工程的影响较大。目前研究二氧化碳侵蚀作用重点研究地上混凝土结构的二氧化碳侵蚀作用，一般使用混凝土二氧化碳侵蚀箱作为加速侵蚀装置。二氧化碳在水中的溶解度较小，而侵蚀作用的周期较长，如何提高水中二氧化碳的含量，并研制出能模拟碳酸性水环境侵蚀的试验装置非常重要，对评价碳酸性侵蚀作用的危害性极其关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二氧化碳侵蚀试验装置，其能有效地模拟二氧化碳对地上混凝土结构以及地下水中的混凝土结构的二氧化碳侵蚀作用。

本发明的另一目的在于提供一种二氧化碳侵蚀试验模拟方法，其能有效地模拟二氧化碳对地上混凝土结构以及地下水中的混凝土结构的二氧化碳侵蚀作用。

本发明提供一种技术方案：

一种二氧化碳侵蚀试验装置，包括二氧化碳储存装置、压力控制组件、反应容器和水量控制装置。所述二氧化碳储存装置用于装盛二氧化碳。所述反应容器内部用于装盛试验样品。所述压力控制组件连接于所述二氧化碳储存装置和所述反应容器之间，并且所述二氧化碳储存装置能通过所述压力控制组件与所述反应容器连通，所述压力控制组件用于控制所述反应容器内的气压。所述水量控制装置连接于所述反应容器，并且所述水量控制装置用于控制所述反应容器内部的水量。

进一步地，所述压力控制组件包括连通管、第一减压阀和压力控制阀，所述连通管连接于所述反应容器和所述二氧化碳储存装置之间，并且所述反应容器内部通过连通管与所述二氧化碳储存装置内部连通，所述第一减压阀设置于所述连通管上靠近所述二氧化碳储存装置的一端，所述压力控制阀设置于所述连通管靠近所述反应容器的一端。

进一步地，所述压力控制组件还包括压力计，所述压力计设置于所述压力控制阀和所述反应容器之间，所述压力计用于测算并显示所述反应容器内的气压值。

进一步地，所述水量控制装置包括进水装置和出水装置，所述进水装置和所述出水装置分别和所述反应容器连接，并且所述进水装置用于增加所述反应容器内部的水量，所述出水装置用于减少所述反应容器内部的水量。

进一步地，所述水量控制装置还包括水位计，所述水位计与所述反应容器连接，并且所述水位计内部与所述反应容器内部连通。

进一步地，所述压力控制组件和所述水量控制装置分别位于所述反应容器相对设置的两端。