盐渍土地区水泥基材抗硫酸盐侵蚀宏观性能及微观结构研究

发布时间：2020-10-18 13:12

　　 近年来,随着桥梁、公路等大型构筑物向着盐渍土地区的扩建,构筑物的耐久性问题受到重视,尤其是水泥基材料在盐渍土地区的抗硫酸盐侵蚀问题。解决水泥基材料在盐渍土地区的抗侵蚀问题,将很大程度提高盐渍土地区构筑物的耐久性。白明高速海拔相对较高,气候干燥,土地盐渍化程度较为严重,地表常有白色泛碱现象。本文对比、结合白明高速现场和试验室的条件,从以下几个方向来研究不同种类水泥基材料抗硫酸盐侵蚀的宏观性能和微观结构:1、以试验室内的干湿循环-硫酸盐侵蚀来模拟白明高速现场半埋于盐渍土中构筑物的侵蚀状况,以长期全浸泡侵蚀来模拟白明高速现场全埋于盐渍土中的构筑物侵蚀状况,并对比二者的侵蚀程度。2、比较不同水灰比、不同矿物掺合料掺量、不同组成材料、不同试块尺寸的水泥基材料在硫酸盐中的抗侵蚀性能。3、以试块外观变化、抗折抗侵蚀系数、抗压抗侵蚀系数、动弹性模量损失系数来评判不同侵蚀龄期下水泥基材料的抗侵蚀程度,并比较三个指标的敏感度。4、通过用显微镜观察截面的不同放大倍数,对比不同侵蚀方式下不同种类材料截面生成物的分布形态规律。5、以含气量、气孔平均弦长、气孔间距系数和孔径分布为测试指标,测试水泥砂浆受侵蚀前后孔结构参数的变化,并分析受侵蚀前后水泥砂浆强度变化与孔结构参数变化的相关性。通过测试不同侵蚀龄期下水泥基材料的宏观和微观指标,对比分析其变化规律,研究表明:长期全浸泡侵蚀下,在水灰比较低时,中抗硫水泥表现出较好的抗侵蚀性能;试块尺寸越小、试块水灰比越大,其抗侵蚀性能越差;同等外界条件下,干湿循环比长期全浸泡对水泥基材料的侵蚀更严重;水泥净浆的侵蚀破坏较水泥砂浆更早发生;在整个侵蚀破坏过程中,水泥基材料的抗侵蚀系数均呈现先增大后减小的趋势,且其指标敏感程度:抗折抗蚀系数抗压抗蚀系数动弹性模量损失系数;不同侵蚀方式下不同种类材料的截面生成物分布形态不完全相同;水泥基材料经过硫酸盐侵蚀破坏后,其孔结构参数均不同程度呈现增大趋势,孔径粗化,大孔增多,其中在干湿循环-硫酸盐侵蚀下试块的孔结构参数变化比长期全浸泡下的试块变化幅度更大;水泥砂浆受侵蚀前后,其强度的变化与气泡平均弦长变化的相关性系数最大。本文通过分析对比水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能,得出一些初步规律,为后期研究不同侵蚀温度、不同养护条件下的试块抗侵蚀性能做参考,也为盐渍土地区水泥基材料构筑物的耐久性问题提供理论基础。
【学位单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TU528
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 本课题的研究背景
    1.2 盐渍土地区硫酸盐侵蚀机理
        1.2.1 硫酸盐化学侵蚀机理
        1.2.2 硫酸盐物理侵蚀机理
    1.3 研究现状
        1.3.1 硫酸盐侵蚀的国内外研究现状
        1.3.2 改善水泥基材抗硫酸盐侵蚀方法研究现状
    1.4 关于研究现状的思考
    1.5 本课题的主要研究内容和创新点
2 试验简介
    2.1 试验原材料和配合比
        2.1.1 试验原材料
        2.1.2 试验配合比
    2.2 试验侵蚀制度及试块制作
        2.2.1 全浸泡侵蚀制度
        2.2.2 干湿循环侵蚀制度
        2.2.3 试块的制作及养护
    2.3 试验结果测试方法及评判指标
        2.3.1 试验结果测试方法
        2.3.2 试验结果评判指标
    2.4 本章小结
3 干湿循环-硫酸盐侵蚀下水泥基材宏观性能变化
    3.1 干湿循环-硫酸盐侵蚀下水泥净浆宏观性能变化
        3.1.1 干湿循环-硫酸盐侵蚀下水泥净浆的外观变化
        3.1.2 干湿循环-硫酸盐侵蚀下水泥净浆抗折强度变化
        3.1.3 干湿循环-硫酸盐侵蚀下水泥净浆抗压强度变化
    3.2 干湿循环-硫酸盐侵蚀下水泥砂浆宏观性能变化
        3.2.1 干湿循环-硫酸盐侵蚀下水泥砂浆的外观变化
        3.2.2 干湿循环-硫酸盐侵蚀下水泥砂浆抗折强度变化
        3.2.3 干湿循环-硫酸盐侵蚀下水泥砂浆抗压强度变化
        3.2.4 干湿循环-硫酸盐侵蚀下水泥砂浆动弹性模量的变化
    3.3 本章小结
4 全浸泡侵蚀下水泥基材宏观性能变化
    4.1 全浸泡侵蚀下水泥净浆宏观性能变化
        4.1.1 全浸泡侵蚀下水泥净浆的外观变化
        4.1.2 全浸泡侵蚀下水泥净浆抗折强度变化
        4.1.3 全浸泡侵蚀下水泥净浆抗压强度变化
    4.2 全浸泡侵蚀下水泥砂浆宏观性能的变化
        4.2.1 全浸泡侵蚀下水泥砂浆的外观变化
        4.2.2 全浸泡侵蚀下水泥砂浆抗折强度变化
        4.2.3 全浸泡侵蚀下水泥砂浆抗压强度变化
        4.2.4 全浸泡侵蚀下水泥砂浆动弹性模量的变化
    4.3 干湿循环和全浸泡侵蚀下水泥基材各指标变化比较
    4.4 本章小结
5 水泥基材受硫酸盐侵蚀后的微观分析
    5.1 水泥基材受硫酸盐侵蚀后的微观扫描结果
        5.1.1 微观扫描仪器及方法
        5.1.2 微观扫描结果
    5.2 水泥砂浆孔结构测试
        5.2.1 试样制作过程
        5.2.2 孔结构测试方法
    5.3 水泥砂浆受侵蚀后的微观孔结构结果分析
        5.3.1 含气量
        5.3.2 气孔间距系数
        5.3.3 气泡平均弦长
        5.3.4 孔径分布
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢

【参考文献】

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本文编号：2846342