[发明专利]一种酸雨侵蚀溶液的模拟方法

说明书

技术领域

本发明属于环境领域，涉及一种实验室的模拟方法，具体为一种酸雨侵蚀溶液的模拟方法。

背景技术

酸雨是全球瞩目的环境问题之一，它不仅可以造成江、河、湖、泊等水体的酸化，致使水生生态系统的结构与功能发生紊乱，而且可使土壤的物理化学性质发生变化，破坏植物形态结构、抑制植物代谢功能，对陆生生态系统以及人体健康产生巨大危害。

随着工业化进程的不断加快，燃烧煤、天然气以及汽车尾气等所带来的环境污染导致了酸雨的大面积产生。由于酸雨含有酸性物质，这些物质在水介质中可与水泥水化产物发生反应，导致混凝土的中性化甚至酸化，加速混凝土劣化进程。酸雨地区的混凝土桥梁、大坝和道路以及高压线钢架、电视塔等土木建筑基础设施都是直接暴露于大气中，遭受酸雨腐蚀的。酸雨与这些基础设施的构筑材料发生化学的或电化学的反应，造成诸如金属锈蚀、水泥混凝土的剥蚀疏松、矿物岩石表面的粉化侵蚀以及塑料、涂料侵蚀等。

目前，酸雨侵蚀混凝土材料的试验方法主要有室内外暴露试验，还只是停留在试验阶段，通过对酸雨的实地调查，在实验室和室外模拟酸雨对混凝土的侵蚀，研究混凝土受酸雨侵蚀机理及其对混凝土耐久性的影响。此外专利中或多或少有些描述酸雨模拟的装置或是方法，如酸雨模拟腐蚀装置(专利号：201320398920.4)和模拟涂层耐酸雨测试的实验装置(专利号：201320549264.3)只是对酸雨的一些模拟装置进行描述，并未有真正一种酸雨侵蚀溶液的模拟方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种酸雨侵蚀溶液的模拟方法，该模拟方法从我国实际情况出发，对全国主要城市酸雨成分进行调查与分析，用一种好操作、易控制并切实可行的方法模拟酸雨溶液，并建立实验室酸雨侵蚀制度，以便更好的对酸雨腐蚀下混凝土耐久性进行研究。

本发明采用如下的技术方案：一种酸雨侵蚀溶液的模拟方法，其特征在于方法步骤如下：

(1)对全国酸雨控制区内的城市降水情况做调查，选取酸雨化学成分数据较全的城市分析，得出大气降水中阴离子有SO₁²、NO₃、Cl、F、HCO₃^-，阳离子有NH₁⁺、Ca²⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、H⁺；通过划分酸雨类型的特征参量A＝[SO₁^2-]/[NO₃]和上述分析得出我国酸雨类型为硫酸型酸雨；

(2)分析上述降水中NH₄⁺以及部分游离的H⁺与SO₁^2-和NO₃形成的物质是降水酸度的主导因素；试验中采用硫酸氨和硝酸混合溶液来模拟酸雨溶液；

(3)选取混凝土作为试件进行酸雨侵蚀循环，采用浸烘制度对混凝土进行试验；所述浸烘制度为将试件浸泡于模拟酸雨溶液中33-39h，取出晾干55-65min，放入60℃烘箱中烘干9-11h，冷却55-65min为一个循环，一个循环总时间为48h。

本发明所述步骤(2)中用硫酸氨控制SO₄^2-浓度，硝酸调节溶液的pH值。

本发明所述步骤(3)中浸烘制度，最优先为将试件浸泡于模拟酸雨溶液中36h，取出晾干1h，放入60℃烘箱中烘干10h，冷却1小时为一个循环，一个循环总时间为48h。

本发明所述步骤(3)试验中模拟酸雨溶液的pH值调节到5.6以下。

本发明所述步骤(3)试验中每隔12h测定模拟酸雨溶液pH值并调至5.6或以下；保持模拟酸雨溶液pH值和SO₄^2-离子浓度不变。

本发明所述步骤(3)中10次酸雨侵蚀循环之后更换酸雨模拟溶液。

一种冻融循环和模拟酸雨溶液共同作用下对混凝土试验的方法；其特征在于方法步骤如下：

(1)按照设计配合比制作试件，混凝土成型前测定含气量，试件浇筑24h后拆模、编号、放入标准养护室内进行养护；

(2)试验前四天将混凝土试件浸泡在水中，使试件处于饱水状态；试件在放入冻融箱之前，擦去试件表面的水分，测定质量及动弹性模量；

(3)每冻融循环25次后擦去试件表面的水分，测定质量及动弹性模量；