冻融循环与硫酸盐溶液耦合作用下混凝土力学性能宏-微观试验研究

发布时间：2020-05-21 09:59

【摘要】：在我国西北地带的盐渍土地区,昼夜温差较大,土壤中存在着高浓度的硫酸根离子,当地混凝土长期遭受冻融循环和硫酸盐侵蚀的耦合作用。粉煤灰作为一种矿物掺合料,已被运用于各类混凝土中,一定掺量的粉煤灰混凝土能满足实际工程中耐久性以及承载能力方面的要求,并且能够降低碳排放,节约能源。因此,研究粉煤灰混凝土在冻融循环与硫酸盐溶液耦合作用下的耐久性具有较为重要的科研价值和实际意义,本文主要对粉煤灰混凝土耐久性进行了以下研究。(1)对达到指定冻融次数的混凝土试样进行宏观力学实验,分析了混凝土在冻融循环与硫酸盐溶液耦合作用下的力学性能变化规律。研究表明:较高浓度的Na_2SO_4溶液可以提高混凝土的抗冻融次数;粉煤灰掺量为10%的混凝土具有良好的抗冻性;在冻融循环100次前,混凝土试样的相对动弹性模量一直处于递增状态;浓度为10%的Na_2SO_4溶液,会让混凝土试样的相对动弹性模量提前进入下降阶段;粉煤灰掺量为20%时混凝土试样的相对动弹性模量下降速率最快。(2)运用扫描电镜(SEM)技术,从微观层面对混凝土试样生成的侵蚀产物进行观察分析,通过压汞法(MIP)探究了混凝土试样的孔径分布和孔隙率在不同冻融循环次数下的变化规律,借助TG-DSC综合热分析对混凝土侵蚀产物进行定量分析。研究发现:侵蚀产物的含量与侵蚀时间成正相关关系;随着冻融循环次数的增加,钙矾石晶体越大,混凝土所受到膨胀应力也越大;混凝土孔隙率随着冻融循环次数的增加呈现出上升的趋势,并且在冻融循环后期,多害孔所占比例明显上升;150次冻融循环时,粉煤灰掺量为20%的混凝土试样孔隙率明显高于粉煤灰掺量为0%和10%的混凝土试样;侵蚀产物钙矾石的含量要高于石膏,且其生成时间要早于石膏;冻融循环前期侵蚀产物生成速率要快于冻融循环后期侵蚀产物生成速率;在冻融循环后期,盐溶液浓度越高,侵蚀产物也越多。(3)最后通过对混凝土在冻融循环与硫酸盐溶液耦合作用下不同时期的侵蚀产物生成速率的研究,分析了混凝土在不同时期的损伤劣化情况,进一步揭示了混凝土在冻融循环与硫酸盐溶液耦合作用下的损伤劣化机理。
【图文】：

技术路线图

混凝土试样的冻融循环温度曲线
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU528

【参考文献】

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本文编号：2674101