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硫酸盐环境下损伤混凝土的劣化机理与寿命预测

发布时间:2021-02-07 02:23
  随着“一带一路”和“西部大开发”国家战略的实施,大量的混凝土结构服役于西部严酷盐湖环境中。混凝土作为一种多相、多组分的复合材料,在水化硬化阶段和服役期间往往会产生初始缺陷和损伤,导致混凝土易遭受硫酸盐侵蚀,体积增加、混凝土开裂;随着损伤的不断累积,传输-侵蚀破坏-开裂过程速度加剧,直至混凝土失效。然而目前有关混凝土耐久性设计大多依据无微裂缝、完整混凝土的研究成果,这在一定程度上高估了混凝土结构的服役使用寿命。因此,研究不同损伤度混凝土在西部严酷环境下的劣化规律,探讨不同因素对混凝土硫酸盐传输行为的影响,建立硫酸盐环境下混凝土寿命预测模型,这对实现混凝土耐久性设计具有重要的理论指导意义和工程实用价值。本文围绕硫酸盐环境下带初始损伤的混凝土劣化机理与寿命预测,揭示了不同影响因素下混凝土性能劣化规律,分析了混凝土受硫酸盐侵蚀过程中腐蚀产物的时变规律;同时定量表征了侵蚀过程中水泥基浆体内部空间裂缝以及孔结构的演变规律。测试了硫酸根离子在混凝土中的时空分布,建立了硫酸盐环境下损伤混凝土的寿命预测模型,并结合试验数据和工程案例验证了模型的合理性和可靠性。取得创新成果如下:(1)采用循环加载法实现混... 

【文章来源】:东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:197 页

【学位级别】:博士

【文章目录】:
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 混凝土受硫酸盐侵蚀机理
        1.2.2 混凝土硫酸盐侵蚀影响因素
    1.3 存在问题与不足
    1.4 本文主要研究内容
    参考文献
第二章 原材料及试验方法
    2.1 试验原材料
        2.1.1 水泥
        2.1.2 粉煤灰
        2.1.3 矿渣
        2.1.4 集料
        2.1.5 水
        2.1.6 减水剂
    2.2 混凝土配合比设计
        2.2.1 混凝土硫酸盐侵蚀因素的选取
        2.2.2 混凝土配合比设计
        2.2.3 试件制作及养护
    2.3 基本性能
        2.3.1 力学性能
        2.3.2 孔结构
    2.4 试验方法
        2.4.1 初始损伤制作及表征
        2.4.2 试件预处理
        2.4.3 侵蚀溶液的选择
        2.4.4 侵蚀制度
        2.4.5 磨粉取样
        2.4.6 硫酸盐劣化测试指标
        2.4.7 硫酸根离子含量测定
        2.4.8 微观试验
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 干湿循环作用下混凝土硫酸盐侵蚀性能研究
    3.1 引言
    3.2 干湿循环下混凝土在硫酸钠溶液中的劣化过程
        3.2.1 试验方法
        3.2.2 损伤度对劣化过程的影响
        3.2.3 水灰比对劣化过程的影响
        3.2.4 矿物掺合料对劣化过程的影响
    3.3 累积损伤模型
        3.3.1 模型建立
        3.3.2 模型分析
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 全浸泡作用下混凝土硫酸盐侵蚀性能研究
    4.1 引言
    4.2 试验方法
    4.3 损伤度对劣化过程的影响
        4.3.1 外观形貌的变化
        4.3.2 质量变化
        4.3.3 相对动弹性模量变化
        4.3.4 微观结构分析
    4.4 水灰比对劣化过程的影响
        4.4.1 外观形貌的变化
        4.4.2 质量变化
        4.4.3 相对动弹性模量变化
        4.4.4 微观结构分析
    4.5 矿物掺合料对劣化过程的影响
        4.5.1 质量变化
        4.5.2 相对动弹性模量变化
        4.5.3 微观结构分析
    4.6 硫酸钠溶液的浓度对劣化过程的影响
        4.6.1 外观形貌的变化
        4.6.2 质量变化
        4.6.3 相对动弹性模量变化
        4.6.4 微观结构分析
    4.7 硫酸镁溶液对劣化过程的影响
        4.7.1 外观形貌的变化
        4.7.2 质量变化
        4.7.3 相对动弹性模量变化
        4.7.4 微观结构分析
    4.8 硫酸钠与氯化钠混合盐溶液对劣化过程的影响
        4.8.1 外观形貌的变化
        4.8.2 质量变化
        4.8.3 相对动弹性模量变化
        4.8.4 微观结构分析
    4.9 本章小结
    参考文献
第五章 X-CT原位表征水泥净浆硫酸盐侵蚀性能研究
    5.1 引言
    5.2 X-CT的测试原理
    5.3 试验方法
    5.4 三维立体图的演变
        5.4.1 外观形貌的演变
        5.4.2 三维裂缝分布的演变
    5.5 三维孔结构的演变
    5.6 灰度值的演变
        5.6.1 二维灰度值的演变
        5.6.2 三维灰度值的演变
    5.7 二维断面图的演变
    5.8 侵蚀深度的演变
    5.9 本章小结
    参考文献
第六章 全浸泡作用下混凝土硫酸根离子的扩散性能及寿命预测
    6.1 引言
    6.2 试验方法
    6.3 硫酸根离子传输规律
        6.3.1 水灰比的影响
        6.3.2 损伤度影响
        6.3.3 矿物掺合料影响
        6.3.4 硫酸盐浓度影响
        6.3.5 镁离子影响
        6.3.6 氯离子影响
    6.4 硫酸盐环境下损伤混凝土寿命预测模型的建立
        6.4.1 扩散系数的计算
        6.4.2 扩散系数确定
        6.4.3 混凝土受硫酸盐侵蚀剥落模型的建立
    6.5 案例分析
        6.5.1 案例1
        6.5.2 案例2
    6.6 本章小结
    参考文献
第七章 结论与创新点
    7.1 全文结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
作者简介
致谢



本文编号:3021483

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