武汉岩土所高浓度二氧化碳诱发混凝土快速碳化研究获进展学术资讯

　　世界各地存在大量天然CO2储层。由于天然的泄漏通道，天然储层中的CO2可由地层深度泄漏并富集于浅层地下空间。当在储层地区进行隧道开挖或桩基建设时，工程建设诱发的人为扰动可能造成高浓度CO2由浅层CO2富集空间向外泄漏，并对地下钢筋混凝土构筑物产生长期高浓度CO2碳化影响。而CO2浓度的提高会增强CO2渗透能力，使混凝土碳化过程成倍加速的同时降低混凝土对钢筋的保护能力，产生与常规混凝土自然碳化截然不同的结果。因此，探究不同碳化条件高浓度CO2对混凝土化学组成、孔隙结构与力学强度的影响，并阐明碳化诱发混凝土性能变化的内在机理，是保障储层地区地下钢筋混凝土结构稳定性的基础，具有重要的工程价值与研究意义。

　　中国科学院武汉岩土力学研究所利用高压CO2对混凝土进行不同碳化环境研究，利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）与微米CT（μ-CT）进行分析表征，获得了混凝土碳化前后的物相组成与孔隙结构的变化，并在此基础上对混凝土碳化前后的抗压强度进行研究。由微米CT表征结果可知，不论是何种碳化环境，由于碳化产物在孔隙中堆积，碳化后混凝土的孔隙度有较为显著的降低，且孔隙越密集区域孔隙的减小量越大。而物相分析与SEM结果发现，碳化环境对碳化产物结晶过程产生影响，水的存在增强了混凝土碳化，促使碳化产物除方解石外还有大量文石产生。低浓度CO2碳化增强混凝土强度，而在水的作用下高浓度CO2诱发混凝土过度碳化，造成混凝土内部微裂缝的产生与扩展，其强度随碳化时间先增大后减小，并于碳化28天后强度低于未碳化混凝土。

　　相关研究成果发表在Construction and Building Materials上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、内蒙古自治区科技重大专项的支持。

　　论文链接