高 強(qiáng)，梅開(kāi)元，，王德坤，張力為，張春梅，程小偉

(1.西南石油大學(xué)新能源與材料學(xué)院，成都 610500;2.中國(guó)科學(xué)院巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與巖土工程技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430071;3.中國(guó)石油川慶鉆探工程有限公司井下作業(yè)公司固井公司，成都 610000)

0 引 言

化石能源的不斷消耗導(dǎo)致CO2的排放量不斷增加，國(guó)際能源機(jī)構(gòu)(IEA)預(yù)測(cè)到2035年全球CO2排放量將達(dá)到354億t[1-2]。為了有效減少溫室氣體排放，實(shí)現(xiàn)我國(guó)2030年“碳達(dá)峰”，2060年“碳中和”目標(biāo)，碳捕集、利用和封存(carbon capture， utilization and storage, CCUS)技術(shù)將成為不可或缺的重要減碳技術(shù)之一[3-4]。而在CO2地質(zhì)封存井中要使用大量油井水泥[5-7]，長(zhǎng)期受高溫、高壓和高酸性流體作用的油井水泥會(huì)發(fā)生碳化腐蝕[8-9]，從而導(dǎo)致水泥石中形成孔洞，最終使水泥環(huán)密封失效，CCUS固井質(zhì)量降低[10]。因此，有必要對(duì)CO2富集的井下環(huán)境中水泥的碳化腐蝕過(guò)程進(jìn)行深入研究。

根據(jù)《油井水泥》(GB/T 10238—2015)，油井水泥主要含有四種礦物組分：硅酸三鈣(3CaO·SiO2,C3S)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2,C2S)、鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3,C3A)和鐵鋁酸四鈣(4CaO·Al2O3·Fe2O3,C4AF)[11-12]。根據(jù)美國(guó)石油學(xué)會(huì)(API)標(biāo)準(zhǔn)可知，C3S是普通油井水泥(G級(jí)/H級(jí))中的主要礦物成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%～80%)。C3S的水化和碳化反應(yīng)決定了水泥漿體微觀結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的發(fā)展[13]。因此，要準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)水泥漿體的碳化腐蝕破壞過(guò)程，可以從對(duì)硅酸鹽水泥強(qiáng)度發(fā)展影響最大的水泥單礦C3S入手。根據(jù)前人[14-17]的研究,C3S碳化腐蝕過(guò)程分為兩步：(1)CO2與C3S水化產(chǎn)物Ca(OH)2和硅酸鈣水合物(C-S-H)反應(yīng)生成CaCO3；(2)CaCO3轉(zhuǎn)化為可溶性碳酸氫鈣(Ca(HCO3)2)。此外，已有研究者[18-19]采用多種分析技術(shù)(Rietveld精修、熱重分析、傅里葉變換紅外光譜、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡和顯微拉曼光譜)從微晶尺寸、粒徑、化學(xué)鍵和熱力學(xué)穩(wěn)定性等方面研究了C3S早期碳化腐蝕過(guò)程，但是以往的研究都集中在常溫常壓或模擬單一井下條件下C3S的碳化腐蝕情況。

為了能更加真實(shí)地還原固井施工中水泥所處的腐蝕環(huán)境，本文主要利用定性測(cè)試技術(shù)X射線衍射(XRD)和定量測(cè)試技術(shù)熱重-差熱分析(TG-DTA)，對(duì)水泥單礦C3S在不同CCUS環(huán)境下的CO2腐蝕過(guò)程進(jìn)行深入研究，探究了腐蝕溫度、腐蝕環(huán)境與腐蝕齡期對(duì)試樣物相組成的影響及其變化規(guī)律，建立了水泥單礦C3S的CO2腐蝕產(chǎn)物生成規(guī)律的動(dòng)力學(xué)擬合方程，明確了不同因素對(duì)水泥單礦C3S的CO2腐蝕過(guò)程的影響。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料及設(shè)備

單礦C3S水泥粉由礦物研究加工所(Mineral Research Processing， France)提供，單礦粉末的X射線衍射譜與C3S的標(biāo)準(zhǔn)粉末衍射譜(PDF#49-0442)如圖1所示。使用激光粒度分析儀(Mastersizer 2000，Malvern Panalytical， UK)測(cè)量試驗(yàn)粉末的粒度分布，結(jié)果如圖2所示，粒度主要集中在1～100 μm范圍內(nèi)，比表面積為1.09 m2/g，中值粒徑為6.365 μm。

圖1 試驗(yàn)用粉末XRD譜與主要晶面標(biāo)注Fig.1 XRD patterns of experimental powdersand main crystal faces

圖2 試驗(yàn)用粉末顆粒粒徑分布Fig.2 Particle size distribution of experimental powders

在油氣井條件下，腐蝕性介質(zhì)CO2通常以兩種狀態(tài)存在：一種是以溶于地層水中的形式存在，另一種是在潮濕環(huán)境中以氣體CO2的形式存在。為了研究這兩種不同水濕環(huán)境對(duì)試樣碳化過(guò)程的影響，將制備的試樣置于高溫高壓水泥陳化罐中[13]，水泥陳化罐實(shí)物及陳化罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖3 水泥陳化罐實(shí)物及陳化罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Cement aging tank and internal structure diagram of aging tank

1.2 試樣制備及試驗(yàn)方法

API標(biāo)準(zhǔn)中提供的水灰比為0.38～0.44。水灰比對(duì)水泥顆粒水化的影響主要體現(xiàn)在水泥顆粒間距和水化反應(yīng)的最終程度上，由于水泥單礦C3S水化速度快，為了保證試樣具有一定的成型流動(dòng)性，選擇的水灰比為0.66，之后在不同溫度下制備不同碳化時(shí)間間隔的單礦水泥試樣。試驗(yàn)過(guò)程中，上部樣品處于氣相環(huán)境中，作為氣相碳化試樣；下部樣品處于液相環(huán)境中，作為液相碳化試樣。先注入氮?dú)獗３指w整體氣體壓力為3.0 MPa，再注入CO2氣體保持釜體整體氣體壓力為8.0 MPa，從而模擬井下環(huán)境[20]；將制備好的單礦C3S水泥漿裝入陳化罐，之后浸入恒溫水浴養(yǎng)護(hù)箱中保持試樣的試驗(yàn)溫度。水泥單礦C3S碳化養(yǎng)護(hù)環(huán)境、溫度、齡期列于表1。試驗(yàn)溫度條件是根據(jù)地層深度-溫度關(guān)系模擬普通井深環(huán)境得出的。

表1 水泥單礦C3S的CO2腐蝕方案Table 1 CO2 corrosion scheme of C3S in cement single ore

1.3 測(cè)試方法

為分析CO2碳化試樣在試驗(yàn)初期的碳化產(chǎn)物及碳化后的物相變化，采用乙醇浸泡的方法終止反應(yīng)，浸泡時(shí)間段為碳化腐蝕試驗(yàn)完成至物相檢測(cè)前，并進(jìn)行了以下試驗(yàn)：

(1)研磨所有CO2碳化樣品，采用中國(guó)方圓儀器有限公司的DXJ-2000型號(hào)X射線衍射儀進(jìn)行物相分析，測(cè)試角度范圍為5°～70°，步速為0.04 (°)/s，設(shè)備電壓與電流分別為30 kV與20 mA。

(2)采用熱重分析(TGA/SDTA851e，瑞士Mettler Toledo，TA Q20)，以10 ℃/min的升溫速率定量考察40～1 000 ℃內(nèi)樣品的物相含量。反應(yīng)氣體為空氣，流量為10 mL/min；保護(hù)氣體為氮?dú)?，流量?0 mL/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 水泥單礦C3S的CO2腐蝕產(chǎn)物物相

圖4為60 ℃時(shí)氣相和液相CO2條件下不同碳化時(shí)間的水泥單礦C3S樣品(G-60-1，3，7，14，28和L-60-1，3，7，14，28)的XRD譜。由圖可見(jiàn)，方解石CaCO3(CC)是C3S的主要碳化產(chǎn)物，隨著碳化時(shí)間的延長(zhǎng)，C3S的水化產(chǎn)物Ca(OH)2(CH)逐漸減少并最后消失。

圖4 G-60-1，3，7，14，28和L-60-1，3，7，14，28樣品的XRD譜Fig.4 XRD patterns of G-60-1, 3, 7, 14, 28 and L-60-1, 3, 7, 14, 28 samples

2.2 CO2氣相腐蝕對(duì)C3S腐蝕產(chǎn)物的影響

非晶態(tài)凝膠相硅酸鈣水合物(C-S-H)也是水泥水化過(guò)程的主要產(chǎn)物之一，并且會(huì)參與到后續(xù)CO2腐蝕過(guò)程中，但XRD測(cè)試不能有效表征非晶態(tài)凝膠相。因此，需要結(jié)合相的分解溫度來(lái)表征物相，其中110～180 ℃和400～500 ℃分別為C3S主要水化產(chǎn)物C-S-H和CH的分解區(qū)間，600～900 ℃為C3S的碳化產(chǎn)物CC的分解區(qū)間。水泥單礦C3S水化和碳化產(chǎn)物的分解溫度范圍和分解階段見(jiàn)表2[21-23]。

表2 水泥單礦C3S碳化樣品的分解溫度范圍和分解相[21-23]Table 2 Decomposition temperature range and decomposition phase in cement single ore C3S carbonization samples[21-23]

根據(jù)文獻(xiàn)[14,16-17,24]可知，不管是C3S的水化過(guò)程還是后續(xù)的CO2碳化腐蝕過(guò)程，都是與元素Ca反應(yīng)并生成相應(yīng)的產(chǎn)物，因此含鈣物相(CC、CH等)的含量可以表示水泥單礦C3S的水化反應(yīng)程度和CO2碳化腐蝕的反應(yīng)程度。為了定量研究氣相CO2環(huán)境下腐蝕齡期和腐蝕溫度對(duì)C3S碳化腐蝕產(chǎn)物的影響，在CO2氣相腐蝕條件下,對(duì)不同腐蝕溫度、不同腐蝕齡期的試樣(G-30，60，90-1，3，7，14，28)進(jìn)行TG-DTA測(cè)試，結(jié)果如圖5所示。Ca-CC表示CO2碳化腐蝕產(chǎn)物可表征物相的含量，Ca-CH表示C3S水化作用下可表征物相的含量，Sum-Ca表示參與反應(yīng)的含鈣物相可表征的總含量。

如圖5(a)DTA曲線所示，隨著碳化腐蝕齡期的增加，C3S水化產(chǎn)物的含量在1～7 d時(shí)先增加，7 d之后開(kāi)始不斷減少；而腐蝕產(chǎn)物的含量不斷增加，腐蝕產(chǎn)物含量的變化速度前7 d增加較為緩慢，7～14 d增加迅速，14 d后增加減緩。文獻(xiàn)[25-28]中關(guān)于C3S水化過(guò)程的描述為90%以上的C3S會(huì)在水化開(kāi)始后的24 h內(nèi)參與水化反應(yīng)，而由圖5(a)可以看出，30 ℃時(shí)氣相腐蝕環(huán)境下水化產(chǎn)物含量是在3 d(72 h)時(shí)達(dá)到峰值，因此可推斷得知，在CO2腐蝕反應(yīng)的作用下C3S的水化過(guò)程被延緩。

如圖5(b)所示，在60 ℃時(shí)氣相腐蝕環(huán)境下，隨著CO2腐蝕時(shí)間的增加，C3S中腐蝕產(chǎn)物的含量不斷增加，28 d時(shí)達(dá)到最大(55.43%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同);而水化產(chǎn)物的含量在7 d時(shí)達(dá)到最大(23.59%)，隨后開(kāi)始減少。參與反應(yīng)的含鈣物相總量在腐蝕7 d后增加較少，這表明腐蝕7 d后CO2腐蝕過(guò)程以消耗水化產(chǎn)物為主。由于試樣中腐蝕產(chǎn)物相的含量較30 ℃氣相腐蝕環(huán)境下有所增加，熱重分解的時(shí)間也相應(yīng)增加，因此，DTA的分解峰向溫度高的方向移動(dòng)。

當(dāng)氣相碳化腐蝕溫度為90 ℃時(shí)，C3S腐蝕產(chǎn)物的含量隨腐蝕齡期的變化如圖5(c)所示，碳化腐蝕產(chǎn)物的含量隨腐蝕齡期的增加而不斷增加，并在28 d時(shí)達(dá)到最大(59.19%)；而水化產(chǎn)物的含量從碳化腐蝕開(kāi)始就不斷減小，28 d時(shí)僅剩余4.03%，這說(shuō)明溫度升高對(duì)腐蝕反應(yīng)的促進(jìn)作用大于水化反應(yīng)。此外還可以觀察到，90 ℃條件下腐蝕齡期為1 d的腐蝕產(chǎn)物含量為33.93%，遠(yuǎn)大于其他溫度下1 d的腐蝕產(chǎn)物含量。

對(duì)比不同溫度下，CH減少的量都小于CC增加的量，這表明C-S-H開(kāi)始被碳化。通過(guò)對(duì)比28 d腐蝕齡期不同溫度條件下的Sum-Ca，參與反應(yīng)的含鈣物相含量在60 ℃條件下最高，說(shuō)明該溫度下有利于腐蝕和水化兩種反應(yīng)同步進(jìn)行，而90 ℃條件下Sum-Ca較低，但仍高于30 ℃條件下的含量，可能是由于水化反應(yīng)被溫度影響而減緩，且部分CO2腐蝕產(chǎn)物隨著溫度的升高進(jìn)一步反應(yīng)生成可溶性腐蝕產(chǎn)物[13,29-30]。

圖5 試樣G-30，60，90-1，3，7，14，28的CO2腐蝕產(chǎn)物的DTA曲線與各組分含量Fig.5 DTA curves and content of each component of CO2 corrosion products in samples G-30, 60, 90-1, 3, 7, 14, 28

2.3 CO2液相腐蝕對(duì)C3S腐蝕產(chǎn)物的影響

圖6為液相環(huán)境下水泥單礦C3S在不同腐蝕溫度、不同腐蝕齡期下的DTA曲線與物相組成。如圖6(a)DTA曲線所示,在30 ℃碳化腐蝕條件下失重峰對(duì)應(yīng)的物相為CH和CC。其中腐蝕產(chǎn)物CC的含量隨腐蝕齡期的增加而不斷增加，由1 d時(shí)的21.17%增加到28 d時(shí)的47.22%，通過(guò)對(duì)比不同腐蝕齡期下CC的含量可知，腐蝕產(chǎn)物增加的速度隨時(shí)間的增加而逐漸減緩。而水化產(chǎn)物CH的含量隨時(shí)間的增加在腐蝕前期1～7 d略有增加，在7 d時(shí)達(dá)到最大值(24.4%)，隨后便開(kāi)始逐漸減少，但28 d時(shí)仍有17.18%，相較于同一腐蝕齡期下的氣相環(huán)境腐蝕中的CH含量卻大幅增加，這說(shuō)明腐蝕反應(yīng)未將水化產(chǎn)物完全消耗，將隨著齡期增加繼續(xù)進(jìn)行。

如圖6(b)所示,C3S在CO2液相腐蝕60 ℃條件下CH物相含量相較30 ℃條件下大大減少，腐蝕齡期14 d之后CH所對(duì)應(yīng)的熱分解峰也基本消失，而腐蝕產(chǎn)物CC的熱分解峰面積逐漸增大，表明試樣中CC的含量不斷增加，其熱分解峰所對(duì)應(yīng)的溫度峰值也逐漸升高。通過(guò)對(duì)試樣組分含量的定量分析，腐蝕產(chǎn)物CC的含量從1 d的32.71%增加至14 d的59.14%，而后28 d的含量為59.16%，與14 d差異很小。而水化產(chǎn)物CH的含量在CO2腐蝕前期增加，7 d時(shí)達(dá)到最大值(16.40%)，隨后逐漸減少，28 d時(shí)僅有5.38%。從參與反應(yīng)的含鈣物相含量來(lái)分析，Sum-Ca在14 d時(shí)達(dá)到最大值(66.67%)，28 d時(shí)為64.54%，略有減少。這說(shuō)明水化產(chǎn)物CH在與CO2反應(yīng)的同時(shí)，腐蝕產(chǎn)物CC由于液相腐蝕環(huán)境以及過(guò)量CO2發(fā)生溶蝕現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化為可溶解的物相Ca(HCO3)2。

圖6 試樣L-30，60，90-1，3，7，14，28的CO2腐蝕產(chǎn)物的DTA曲線與各組分含量Fig.6 DTA curves and content of each component of CO2 corrosion products in samples L-30, 60, 90-1, 3, 7, 14, 28

水泥單礦C3S在CO2液相腐蝕90 ℃條件下的腐蝕規(guī)律如圖6(c)所示，水化產(chǎn)物CH的含量在1 d時(shí)達(dá)到峰值(15.41%)，隨后便開(kāi)始減少，到28 d時(shí)僅有3.69%，故而在DTA曲線上CH的分解峰在腐蝕后期消失。腐蝕產(chǎn)物CC的含量在腐蝕齡期1～14 d時(shí)增加速度較慢，從13.70%增加至35.47%，而14～28 d時(shí)增加速度較快，28 d時(shí)為59.44%，遠(yuǎn)大于CH的消耗量。結(jié)合Sum-Ca從14 d(39.60%)到28 d(63.13%)的大幅變化值可知，相較于其他溫度條件，水化產(chǎn)物CH的消耗速度更為緩慢。在90 ℃的腐蝕溫度下C3S的水化過(guò)程被大大影響，生成腐蝕產(chǎn)物CC的增長(zhǎng)速度在腐蝕過(guò)程前期較慢，而后大幅提升，這是因?yàn)樵谒酀{體表面形成的水化阻擋層產(chǎn)物較為致密，不利于腐蝕介質(zhì)擴(kuò)散，故而前期腐蝕產(chǎn)物的含量較少，減緩了CO2碳化腐蝕過(guò)程[31-34]。而后隨著腐蝕齡期的增加，90 ℃液相腐蝕條件下后期也出現(xiàn)了溶蝕的現(xiàn)象。

2.4 C3S的CO2腐蝕動(dòng)力學(xué)模型

由不同腐蝕條件下C3S腐蝕產(chǎn)物定量分析結(jié)果可知，C3S試樣中腐蝕產(chǎn)物CC的生成率隨著反應(yīng)時(shí)間的增加而不斷變化。為方便描述腐蝕產(chǎn)物生成率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系，用物相在單位時(shí)間內(nèi)腐蝕摩爾生成率P表示產(chǎn)物生成率，計(jì)算公式如式(1)所示，其中腐蝕產(chǎn)物生成率與腐蝕溫度、腐蝕環(huán)境和腐蝕時(shí)間等因素有關(guān)。

P(CC)=mt(CC)M(CC)×1t

(1)

式中：t為試樣腐蝕時(shí)間，d；mt為物相的質(zhì)量，g；M為物相的摩爾質(zhì)量，g/mol；P為物相在單位時(shí)間內(nèi)腐蝕摩爾生成率，mol/d。不同反應(yīng)條件、不同腐蝕齡期下的mt由熱重分析結(jié)果獲得，對(duì)CO2腐蝕條件下水泥單礦試樣中腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行分析，得到不同腐蝕條件下C3S腐蝕產(chǎn)物生成率，如表3所示。

表3 不同試樣腐蝕產(chǎn)物生成率Table 3 Formation rate of corrosion products in different samples

結(jié)合非穩(wěn)態(tài)Fick擴(kuò)散過(guò)程滲透理論模型[35-39],由表3中的數(shù)據(jù)可知，腐蝕產(chǎn)物生成率與腐蝕時(shí)間的關(guān)系基本滿足P∝αt-12，因此對(duì)不同試驗(yàn)條件下的腐蝕產(chǎn)物生成率與時(shí)間關(guān)系進(jìn)行擬合可得腐蝕產(chǎn)物生成系數(shù)α，該系數(shù)表示腐蝕產(chǎn)物生成率的大小，而C3S腐蝕產(chǎn)物生成率則可以表示為

P=αt-12+β

(2)

式中:α為腐蝕反應(yīng)產(chǎn)物生成系數(shù);β為常數(shù)，表示C3S的CO2腐蝕過(guò)程中受試驗(yàn)溫度影響的修正系數(shù)。使用式(2)對(duì)表3中水泥單礦C3S的CO2腐蝕產(chǎn)物生成率與時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行擬合，擬合曲線如圖7所示。

圖7 不同腐蝕條件下C3S腐蝕產(chǎn)物生成率與腐蝕時(shí)間的擬合結(jié)果Fig.7 Fitting results of C3S corrosion product formation rate and corrosion time under different corrosion conditions

由圖7得到在各個(gè)碳化腐蝕條件下腐蝕產(chǎn)物生成系數(shù)及相應(yīng)的常數(shù)項(xiàng)和相關(guān)系數(shù)R2的值，具體結(jié)果如表4所示。

表4 不同試樣腐蝕產(chǎn)物生成率擬合結(jié)果Table 4 Fitting results of formation rate of corrosion products in different samples

通過(guò)對(duì)比不同腐蝕環(huán)境下C3S腐蝕產(chǎn)物生成系數(shù)α可知，α(G-30)<α(G-60)<α(G-90)，這說(shuō)明在CO2氣相腐蝕中溫度對(duì)C3S腐蝕速率具有明顯的促進(jìn)作用，溫度越高腐蝕速率越大。結(jié)合腐蝕產(chǎn)物定量測(cè)試DTA曲線可知，在腐蝕產(chǎn)物速率提升的情況下參與反應(yīng)的可表征含鈣物相總量卻在28 d時(shí)沒(méi)有增加，說(shuō)明此時(shí)腐蝕試樣發(fā)生了溶蝕現(xiàn)象,這與之前的研究結(jié)果相吻合。而在液相腐蝕環(huán)境中，α(L-90)<α(L-30)<α(L-60)，即液相腐蝕90 ℃條件下的α大大降低，遠(yuǎn)低于其他條件下的試樣。這是由于在液相腐蝕環(huán)境中，試樣被腐蝕介質(zhì)溶液包圍，而在90 ℃條件下水化反應(yīng)較快，且水化反應(yīng)會(huì)在顆粒表面形成致密層[31-32]，溫度越高致密層的形成越快，故而大大延緩CO2的腐蝕作用，導(dǎo)致90 ℃下α大大降低。通過(guò)對(duì)比不同腐蝕條件下的α發(fā)現(xiàn)：在30 ℃和60 ℃腐蝕條件下，CO2液相腐蝕速率整體大于CO2氣相腐蝕速率；當(dāng)處于90 ℃高溫腐蝕條件時(shí)，CO2液相腐蝕會(huì)在水泥單礦表面形成水化阻滯層，使腐蝕速率低于CO2氣相腐蝕。

3 結(jié) 論

(1)水泥單礦C3S的CO2腐蝕產(chǎn)物物相為方解石CaCO3，在CO2氣相腐蝕中溫度對(duì)C3S腐蝕速率具有明顯的促進(jìn)作用，在90 ℃條件下，28 d時(shí)腐蝕產(chǎn)物含量達(dá)到最大值；而在CO2液相腐蝕條件下，90 ℃時(shí)液相腐蝕會(huì)在水泥單礦表面形成水化阻滯層，所以在60 ℃條件下腐蝕情況最嚴(yán)重。

(2)對(duì)比不同腐蝕環(huán)境下水泥單礦C3S的CO2腐蝕產(chǎn)物生成規(guī)律可知：溫度越高腐蝕速率越大，但在腐蝕后期的溶蝕現(xiàn)象會(huì)降低可表征的CaCO3增長(zhǎng)速率；在CO2液相腐蝕30 ℃和60 ℃的條件下，CO2液相腐蝕速率大于CO2氣相腐蝕速率，當(dāng)處于液相腐蝕90 ℃條件下，水化阻滯層的產(chǎn)生導(dǎo)致CO2液相腐蝕速率低于同條件下的CO2氣相腐蝕。

(3)通過(guò)計(jì)算腐蝕產(chǎn)物生成系數(shù)的變化，可以較為直觀地對(duì)比各參數(shù)對(duì)腐蝕產(chǎn)物生成規(guī)律的影響，相較于以往的研究，得到了不同反應(yīng)條件下的腐蝕反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。在CO2氣相腐蝕中，溫度越高腐蝕速率越大，且腐蝕產(chǎn)物后期發(fā)生溶蝕現(xiàn)象；而在CO2液相腐蝕中，水化阻滯層的產(chǎn)生使高溫環(huán)境(90 ℃)下的腐蝕速率低于低溫環(huán)境(30 ℃)。當(dāng)把研究視角從水泥單礦C3S拓展到其他水泥單礦時(shí)，通過(guò)添加各個(gè)水泥單礦在水泥中的比例系數(shù)則可以得到在不同腐蝕環(huán)境下水泥的腐蝕反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。因此，水泥單礦C3S的CO2腐蝕模型的建立與討論對(duì)后續(xù)研究更多參數(shù)影響下水泥CO2腐蝕規(guī)律具有一定的指導(dǎo)意義。