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长期处于输水环境中的球墨铸铁管水泥砂浆内衬,因水中钙离子少、pH值较低且含有一定浓度的氯离子等,将发生氢氧化钙溶解或CSH凝胶脱钙形成的钙溶蚀损伤和氯盐腐蚀引起的铸铁锈蚀破坏,导致球墨铸铁管的耐久性下降、服役寿命缩短。钙溶蚀和氯侵蚀是水泥基材料耐久性领域的重要问题,对水泥基材料的基础科学研究具有重要理论价值。因此,分析处于输水环境中的水泥基材料的钙溶蚀机理,建立钙溶蚀条件下的水泥基材料的钙离子传输控制方程,并建立钙溶蚀条件下的氯离子传输方程,对于结构的耐久性设计是十分重要的。本文就输水条件下的球墨铸铁管水泥砂浆内衬的钙溶蚀和氯盐侵蚀现象进行了研究,通过理论分析、理论建模、实验验证和数值模拟,分析了钙溶蚀引起的水泥基材料溶蚀规律及其对氯离子传输进程的改变。主要内容和结论如下：(1)建立了输水条件下的球墨铸铁管水泥砂浆内衬钙溶蚀模型,分析了输水条件下钙溶蚀过程中水压产生的渗流作用对于钙离子扩散传输过程的影响,并分析了水泥基材料凝结硬化之后的基本溶蚀参数。(2)基于有限元方法的Crank-Nicolson差分格式对传输方程进行离散化,运用MATLAB语言编制相应的计算机分析程序,根据内衬砂浆的分层特点,在程序编制和参数输入中考虑了因离心工艺而引起的水泥砂浆内衬分层问题。(3)利用编写的Matlab程序对输水条件下的去离子水环境中的水泥砂浆的钙溶蚀过程进行了数值模拟,并与开展的输水实验中溶液的钙离子浓度变化值进行比对,模拟结果与实验测试值吻合较好。基于Matlab程序,分析了时间步长、位置步长、水灰比、温度以及渗流相对输水条件下球墨铸铁管水泥净浆内衬传输过程的影响,结果显示,传输过程中的水泥砂浆内衬的溶蚀深度与文献数值吻合较好。(4)分析了定体积与无限大体积的腐蚀溶液对水泥砂浆内衬钙溶蚀过程中的影响,对氯化铵加速情况下的溶蚀过程进行数值分析,并对含矿渣的水泥净浆的钙溶蚀过程进行了参数分析。结果表明,在合理的时间周期内,定体积与无限大体积侵蚀溶液对砂浆内衬钙溶蚀进程改变不大,掺入适量的矿渣能有效的提高水泥基材料的抗溶蚀能力。(5)建立了钙溶蚀条件下的氯离子传输模型,分析了处于钙溶蚀过程的氯离子在净浆内衬中的传输过程与传统菲克模型下的区别。结果表明,处于钙溶蚀环境下的水泥基材料中氯离子的侵蚀进程加快,且已溶蚀部位的结合氯离子能力随着溶蚀程度的加深而逐渐下降。