高热硫酸盐对混凝土耐久性的影响研究

发布时间：2017-10-08 19:32

  本文关键词：高热硫酸盐对混凝土耐久性的影响研究

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【摘要】：本文根据在复杂的地质环境中,铁路桥梁、隧道在建设和运营过程中,伴随着高温地下水、水中的硫酸盐以及混凝土内部水分的干湿交替的共同作用,硫酸盐腐蚀对混凝土结构的强度和耐久性产生的影响进行研究。通过正交分组试验,分别从硫酸盐浸泡后的立方体抗压强度、氯离子电通量、抗冻性三个方面,考虑温度、硫酸盐浓度、浸泡方式对其影响。(1)立方体抗压强度通过对正交分组的9组试验,进行了28d、56d、84d、112d、140d等5个龄期的硫酸盐浸泡后的抗压强度试验,得出以下结论：①从试验浸泡的5个龄期来看,温度对抗压强度产生了非常明显的影响,温度越高,混凝土的硫酸盐腐蚀就越严重,立方体抗压强度就越低。在硫酸盐侵蚀后强度减小的阶段,浸泡温度越高,强度变化率越大,强度降低幅度就越大。②每组试验,在5个龄期,强度都有一个先增加后减小的过程。在强度增大的阶段,浓度对强度无明显影响；随着浸泡龄期的增加,抗压强度减小的阶段,随着浓度的升高,抗压强度明显的降低。③从本试验的三种浸泡方式,半浸泡较全浸泡、交替浸泡,对混凝土硫酸盐腐蚀更明显,半浸泡的抗压强度低于其它两种浸泡方式,但效果有限。④从温度、硫酸盐浓度、浸泡方式三因素的极差分析来看,温度是影响混凝土立方体抗压强度的最大因素,其次是硫酸盐浓度和浸泡方式,二者较接近。⑤硫酸盐浓度对硫酸盐腐蚀后的抗压强度影响,随着温度的升高越来越大,即高温可以促进浓度对抗压强度的影响。(2)氯离子电通量通过对正交分组的9组试验,进行了28d、56d、84d、112d、140d等5个龄期的硫酸盐浸泡后的电通量试验,得出以下结论：①温度能对混凝土电通量产生很明显的影响,在试验的5个龄期内,温度越高,电通量越大。在硫酸盐侵蚀后电通量增大的阶段,50℃电通量变化率最大,其次是20℃,80℃最小,即50℃时硫酸盐腐蚀最大。②浸泡硫酸钠溶液刚浓度越高,混凝土的硫酸盐腐蚀就越严重,电通量值就越大；三种浸泡方方式,半浸泡较其他两种浸泡方式,明显更能促进混凝土的硫酸盐腐蚀,增加混凝土电通量；其次是全浸泡,交替浸泡影响最小。③试验的三因素的极差分析来看,温度是影响混凝土电通量的最大因素,其次是硫酸盐浓度和浸泡方式,二者较接近。④随着温度的升高,硫酸盐浓度对混凝土电通量的影响越来越大；当温度增大到一定时,随着温度的升高,硫酸盐浓度对混凝土电通量的影响逐渐减小。即随着温度升高,浓度对电通量的影响,先增大后减小。(3)冻融循环通过两种温度(20℃、50℃)和三种硫酸盐浸泡浓度,140天全浸泡后的50次冻融循环试验试验,得出以下结论：①高温(50℃)硫酸盐浸泡的混凝土,冻融循环后的相对动弹性模量低于常温(20℃)浸泡后的相对动弹性模量,即高温硫酸盐腐蚀后的混凝土抗冻性低于常温。②浸泡硫酸盐溶液浓度越高,混凝土硫酸盐腐蚀越严重,冻融循环后,其相对动弹性模量就越低。③高温(50℃)条件下的硫酸盐腐蚀,冻融循环后质量损失率与相对动弹性模量的变化大致呈线性关系；而20℃时,冻融循环后质量损失率与相对动弹性模量的变化无明显关系。
【关键词】：硫酸盐腐蚀 温度 硫酸盐浓度 浸泡方式 抗压强度 电通量 冻融循环
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 绪论13-20
• 1.1 研究背景及意义13-14
• 1.2 硫酸盐对混凝土侵蚀机理14-17
• 1.2.1 化学侵蚀机理14-16
• 1.2.2 物理腐蚀机理16-17
• 1.3 温度对硫酸盐侵蚀的影响17-18
• 1.3.1 温度对硫酸根离子传输的影响17
• 1.3.2 温度的硫酸盐化学反应的影响17-18
• 1.4 混凝土硫酸盐腐蚀国内外研究现状18-19
• 1.4.1 混凝土硫酸盐浸泡方式研究现状18-19
• 1.4.2 溶液温度对混凝土硫酸盐侵蚀影响研究现状19
• 1.4.3 硫酸盐浓度影响研究现状19
• 1.5 本文主要研究内容19-20
• 第2章 试验方法20-28
• 2.1 原材料选用20-22
• 2.2 试验设计22-23
• 2.2.1 正交试验原理22
• 2.2.2 正交试验分组及数据处理方法22-23
• 2.3 混凝土配合比设计23-25
• 2.4 试验方案25-28
• 2.4.1 混凝土的拌制25-26
• 2.4.2 试块的浸泡处理26
• 2.4.3 数据的测量26-28
• 第3章 不同温度硫酸盐腐蚀对混凝土力学性能的影响研究28-42
• 3.1 概述28
• 3.2 试验内容28
• 3.3 试验方案28-29
• 3.4 试验结果及分析29-40
• 3.4.1 温度对硫酸盐侵蚀的抗压强度影响30-32
• 3.4.2 溶液浓度对硫酸盐侵蚀的抗压强度影响32-34
• 3.4.3 浸泡方式对硫酸盐侵蚀的抗压强度影响34-36
• 3.4.4 三种因素的极差分析36-39
• 3.4.5 不同温度硫酸盐侵蚀作用下浓度对抗压强度的影响39-40
• 3.5 本章小结40-42
• 第4章 不同温度硫酸盐侵蚀对混凝土抗渗性能影响研究42-57
• 4.1 概述42
• 4.2 试验内容42-43
• 4.3 试验方案43
• 4.3.1 实验仪器43
• 4.3.2 试验步骤43
• 4.4 试验结果及分析43-56
• 4.4.1 温度对混凝土硫酸盐腐蚀的电通量影响45-47
• 4.4.2 硫酸盐浓度对混凝土电通量影响47-49
• 4.4.3 浸泡方式对混凝土电通量影响49-51
• 4.4.4 三种因素的极差分析51-53
• 4.4.5 不同温度硫酸盐侵蚀作用下浓度对电通量的影响53-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第5章 不同温度混凝土硫酸盐侵蚀对抗冻性能的影响研究57-65
• 5.1 概述57
• 5.2 冻融破坏机理57-58
• 5.3 试验内容58
• 5.4 试验方案58-61
• 5.4.1 实验仪器58-60
• 5.4.2 试验指标60-61
• 5.4.3 试验步骤61
• 5.5 试验结果及分析61-64
• 5.6 本章小结64-65
• 结论及展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-69

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本文编号：995889