海水水泥浆（SCS）是海上深层水泥搅拌（DCM）施工中常用的粘结剂。海水水泥浆通常在灌入海床并与海洋粘土混合之前制备。香港理工大学与香港科技大学研究人员研究了碳化程度对海洋DCM施工所用SCS力学性能的影响。通过表征碳化时间对晶体组成、微观结构和孔隙结构的影响，揭示了不同碳化时间对水泥浆强度的影响机理。
研究发现，适当的碳化时间可以提高SCS的力学性能。与未碳化的SCS相比，短期碳化对强度的提高更为明显，尤其在早期。长时间碳化会降低无侧限抗压强度（UCS）；短期碳化的SCS用于海洋软土时，其UCS、剪切强度和割线模量仍有显著提高，即将其应用于海洋DCM项目时，可以同时起到提高强度和固碳的作用；SCS碳酸化的主要产物为方解石、水晶石和少量无定型碳酸钙。海水环境中的碳化会促进水泥的溶解速度，并涉及海水中的镁离子。与去离子水相比，海水中的碳化反应更为迅速，在碳化过程中，SCS孔隙溶液中的可溶性钙和铝含量迅速下降，导致UCS变化幅度的差异；短时间的碳化对SCS的早期水化有促进作用，可以生成更多无定形的CSH/CAH凝胶，同时加速了水泥原始组分的消耗速度。短时间碳化产生的方解石为SCS水化形成CSH/CAH提供了更多的成核位点，从而提高了CSH/CAH的含量。长期碳化会形成稳定的过量方解石，包裹住未水化的水泥颗粒，从而抑制CSH/CAH的形成和结合，并产生较大的孔隙；对CO2浓度为20%的海水泥浆进行短期碳化，可使固碳效率达到15%-20%，实现了固碳和强度提高的双重作用。
本研究探索了应用碳化技术制备适用于海上DCM的SCS的可行性，同时实现固碳，并为稳定的海洋沉积物获得更好的力学性能。研究为评估将碳化技术纳入海上DCM项目的可行性提供了参考借鉴，相关研究成果发表于《Cement
and Concrete Composites》[1]。
[1] Carbonized Seawater Cement Slurries for Offshore Deep Cement
Mixing: Carbonation Mechanism, Strength Enhancement and Microstructure
Evolution
