[发明专利]加速水泥基材料溶蚀的方法

说明书

技术领域

本发明提供一种加速水泥基材料溶蚀的方法，属于土木工程材料技术领域。

背景技术

水泥基材料广泛应用于现代化学工业和核工业。这些结构若长期与软水或其它酸性物质接触，其中的Ca(OH)₂和C-S-H凝胶等水化产物将不断地溶于环境水中，从而引起水泥基材料微观结构的改变和孔隙率的增加。因此，水泥基材料受到溶出性侵蚀是导致水泥基材料力学性能退化和结构耐久性下降的重要原因之一。

水泥基材料在软水或纯水中的自然溶蚀过程十分缓慢，因此普通混凝土溶蚀的问题并不突出。但水利工程中的输水隧洞、大坝以及放射性核废物的储存罐等长期与水接触的混凝土工程，其溶蚀耐久性必须得到保证。为了对溶蚀过程进行更加全面和深入的研究，需要在短时间内获得高度溶蚀的试样，例如可以利用一些酸性溶液或电化学法来加速水泥基材料的溶蚀过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加速水泥基材料溶蚀的方法。

本发明是通过下列措施实现的：

将凝结硬化后的的水泥基材料试样浸入4~6mol/L的NH₄Cl溶液中，溶液体积与试样体积的比值≥10。为了避免空气中二氧化碳（CO₂）气体对试样碳化的影响，把水箱内注满NH₄Cl溶液后，加盖密封。在整个溶蚀过程中不需更换NH₄Cl溶液。

所述的4~6mol/L的NH₄Cl溶液，其配置方法如下（以6mol/L为例）：准确称取320.94g氯化铵固体（分析纯）溶解，待溶液恢复至室温，转移入1000mL容量瓶，用不含CO₂气体的蒸馏水定容，以避免CO₂对试样的碳化影响。

本发明的有益效果：

自然状态下水泥基材料的溶蚀过程比较缓慢，本发明提供的采用NH₄Cl溶液作为加速溶蚀剂的方法可在较短时间内获得高度溶蚀试样，具有设备简单、操作方便、成本低、效果好、时间短等优点，适用于开展水泥基材料溶蚀机理及防治等耐久性试验研究工作。

具体实施方式

实施例１

采用42.5级P·Ⅱ水泥，水灰比为0.5，制备尺寸为Φ50 mm × 100 mm的水泥石试样。将试样浸泡在饱和Ca(OH)₂溶液中养护91d后，分为两组：一组使用纯净水溶蚀，另一组使用6mol/L 的NH₄Cl溶液加速溶蚀。

在纯水中溶蚀56d时，试样的溶蚀深度为0.92mm，溶蚀385d时，溶蚀深度为2.38mm；在NH₄Cl溶液中加速溶蚀56d时，试样的溶蚀深度为3.71mm；溶蚀385d时，溶蚀深度为10.49mm。加速溶蚀的速度约为自然溶蚀4.2倍。

实施例２

采用42.5级P·Ⅱ水泥和Ⅰ级粉煤灰。粉煤灰按30%的质量分数取代水泥，水灰比为0.3，制备尺寸为Φ50 mm × 100 mm的水泥石试样。试样在饱和石灰水中浸泡养护91d后，分为两组：一组使用纯净水溶蚀，另一组使用6mol/L的NH₄Cl溶液加速溶蚀。

在纯水中溶蚀56d时，试样的溶蚀深度为0.78mm，溶蚀385d时，溶蚀深度为2.04mm；在NH₄Cl溶液中加速溶蚀56d时，测得试样的溶蚀深度为3.75mm；溶蚀385d时，溶蚀深度为9.62mm。加速溶蚀的速度约为自然溶蚀4.8倍。

实施例3

制作混凝土试样，42.5级P·Ⅱ水泥，不掺粉煤灰，配合比为：W:C:S:G=0.46:1:1.36:2.08，制备尺寸为Φ50 mm × 100 mm的试样。试样在饱和石灰水中浸泡养护91d后，分为两组：一组使用纯净水溶蚀，另一组使用6mol/L的NH₄Cl溶液加速溶蚀。

在纯水中溶蚀56d时，试样的溶蚀深度为0.53mm，溶蚀385d时，溶蚀深度为1.61mm；在NH₄Cl溶液中加速溶蚀溶蚀56d时，测得试样的溶蚀深度为3.08mm；溶蚀385d时，溶蚀深度为8.40mm。加速溶蚀的速度约为自然溶蚀5.5倍。