加速碳化改造水泥磚瓦性能的試驗與數(shù)值模擬研究.pdf

1、碳化是一種常見的影響水泥基材料的現(xiàn)象,在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,碳化會造成混凝土孔隙溶液pH值的降低從而造成鋼筋的腐蝕,對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是不利的。但另一方面,碳化后材料物理和化學(xué)性質(zhì)的變化也有有利的一面,主要體現(xiàn)在孔隙內(nèi)碳酸鈣沉淀引起的密實度的提高,抗壓強度的提高和抗?jié)B性能的提高,同時吸收了溫室效應(yīng)氣體二氧化碳。在我國墻體材料約占整個房屋建筑材料的70％,如果能將加速碳化應(yīng)用在改善常用水泥基建筑材料如水泥瓦,水泥再生磚,蒸壓加氣混凝土

2、砌塊等的性能,并提供一種回收利用二氧化碳的有效途徑,對于我國建設(shè)低碳經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)意義重大。
　　本文分析了自然碳化過程與影響因素,指出了加速碳化中最核心的改變,確定了使用壓力、溫度和碳化時間作為試驗控制條件。進(jìn)行了水泥瓦、水泥磚和加氣磚的低壓加速碳化試驗,以及水泥砂漿、水泥凈漿和混凝土三種試塊的超臨界碳化試驗。低壓加速碳化試驗中,確定了各試塊達(dá)到完全碳化所需求的最低反應(yīng)條件,分析了各試塊吸收二氧化碳的能力。超臨界碳化試驗主要研究了反

3、應(yīng)條件和材料組成對碳化程度的影響,同時也分析了碳化后碳化深度的變化和各試塊吸收二氧化碳的重量規(guī)律。
　　本文使用課題組最新的加速碳化數(shù)值模型計算分析了試驗反應(yīng)條件下的碳化過程。模型中輸入了不同的材料參數(shù)以及實際的環(huán)境壓力和環(huán)境溫度曲線,考慮了試驗中升壓過程和卸壓過程對最終碳化深度的影響,并將模擬碳化深度結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行了對比,確定了材料參數(shù)取值的可行性和數(shù)值模型預(yù)測的適用性。然后使用經(jīng)過驗證的數(shù)值模型分析了初始固有滲透率,初始孔