一种酸雨侵蚀溶液的模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种酸雨侵蚀溶液的模拟方法，其方法步骤如下：试验中采用硫酸氨和硝酸混合溶液来模拟酸雨溶液，用硫酸氨控制SO1

A simulation method of acid rain erosion solution

The invention discloses a simulation method for acid rain erosion solution. Its steps are as follows: in the experiment, ammonia sulfate and nitric acid mixed solution are used to simulate acid rain solution, and ammonia sulfate is used to control SO1.

【技术实现步骤摘要】
一种酸雨侵蚀溶液的模拟方法
本专利技术属于环境领域，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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＝[SO12-]/[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SO12-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。本专利技术所述步骤(2)中用硫酸氨控制SO42-浓度，硝酸调节溶液的pH值。本专利技术所述步骤(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。本专利技术所述步骤(3)试验中模拟酸雨溶液的pH值调节到5.6以下。本专利技术所述步骤(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SO42-离子浓度不变。本专利技术所述步骤(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；(4)冻融循环50次后，将一组混凝土试件取出，测定其抗压强度；(5)其余试件浸泡于模拟的酸雨溶液中，浸泡十天后擦去混凝土表面水份，测定质量及动弹性模量；取出晾干3天，将1组混凝土试件取出，测定其中性化深度；(6)之后再其余试件再浸泡十天后擦去混凝土表面水份，测定质量及动弹性模量，取出晾干3天；取出1组混凝土试件测定其抗压强度；取出1组混凝土试件测定其中性化深度；一个模拟的酸雨溶液浸泡循环周期为26天；(7)上述为冻融何酸雨一个循环的试验过程，之后重复步骤(2)到(6)；试验进行四个循环过程，最后观察混凝土在试验后外观发生变化和观损伤分析。本专利技术步骤(2)中试件标准养护30天后自然养护60天。本专利技术步骤(3)中试件放入冻融箱后将试件调头装入，以减少因为试件上部与下部的温差造成的误差。本专利技术的优点是：目前市面上研究酸雨侵蚀破坏的模拟试验方法主要有静态实验方法、动态试验方法、户外暴露试验等，其试验没有考虑温度突变、干湿交替、阳光照射以及风吹尘染等自然因素也会加剧破坏进行，对酸雨侵蚀研究开展的不多，本方法就是弥补上述缺陷而进行的研究，本方法原理简单，使用方便，具有广泛的实用性，且通过该方法对混凝土在酸雨单一因素作用下及多因素作用下混凝土耐久性进行研究，并取得了一些成果。附图说明图1为本专利技术全国酸雨控制区城市降水中的离子浓度图。图2为本专利技术我国降水主要离子构成百分比图。图3为本专利技术实施例最初混凝土表面完整无损伤图。图4为本专利技术实施例混凝土表面颜色变成淡黄，并出现许多小的坑蚀图。图5为本专利技术实施例混凝土细骨料逐渐剥落，用手即可使混凝土外表面剥落图。图6为本专利技术实施例混凝土表面剥落很严重图。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的设计原理步骤如下：(1)我国酸雨成分的调查与分析；为了较好的模拟酸雨对粉煤灰混凝土的侵蚀，首先对全国酸雨控制区内的城市降水情况做了调查，调查结果见附录，选取附录中酸雨化学成分数据较全的城市列于图1。一般情况下，大气降水中阴离子有SO42-、NO3-、Cl-、F-、HCO3-，阳离子有NH4+、Ca2+、Na+、K+、Mg2+、H+。图2是根据图1数据所绘制的我国降水中各离子所占的百分比，引用A＝[SO42-]/[NO3-]作为划分酸雨类型的特征参量，将酸雨分为3类：当A≤0.5时，为硝酸型或燃油型；当0.5＜A＜3.0为混合型；当A≥3为硫酸型或燃煤型。[SO42-]/[NO3-]的比值为3.72，可见我国属于典型的硫酸型酸雨。(2)模拟酸雨溶液的配置；从图1可以看出，我国降水中最主要的阴离子成份是SO12-、Cl-和NO3-离子，阳离子成分则以NH1+和Ca2+为主。由Ca2+和阴离子构成的CaSO1和Ca(NO3)2为盐类，pH值大约在7左右，只有NH1+以及部分游离的H+与SO12-和NO3形成的物质才是降水酸度的主导因素。因此，针对我国硫酸型酸雨的特点，采用硫酸氨和硝酸混合溶液来模拟酸雨溶液，其中用硫酸氨控制SO12-浓度，硝酸调节溶液的pH值。(3)实验室酸雨侵蚀制度的设计；目前，研究酸雨侵蚀破坏的模拟试验方法主要有静态实验方法(也称长期浸泡法)、动态试验方法(亦称循环法，包括周期浸泡和喷淋试验)、户外暴露试验本文档来自技高网...

【技术保护点】
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SO1

【技术特征摘要】
1.一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＝[SO12-]/[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SO42-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。2.根据权利要求1所述的一种酸雨侵蚀溶液的模拟方法，其特征在于：所述步骤(2)中用硫酸氨控制SO12浓度，硝酸调节溶液的pH值。3.根据权利要求1所述的一种酸雨侵蚀溶液的模拟方法，其特征在于：所述步骤(3)中浸烘制度，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。4.根据权利要求1所述的一种酸雨侵蚀溶液的模拟方法，其特征在于：所述步骤(3)试验中模拟酸雨溶液的pH值调节到5.6以下。5.根据权利要求1所述的一种酸雨侵蚀溶液的模拟方法，其特征在于：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SO12离子浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖前慧，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61