冻融环境下风积沙轻骨料混凝土孔结构演变特性研究
发布时间：2021-11-15 04:58
本文利用内蒙古地区丰富的风积沙与浮石资源,发展混凝土传统原材料的替代物,研究配制新型的绿色环保混凝土——风积沙轻骨料混凝土,综合考虑冻融、硫酸盐侵蚀、低温等多种不利因素影响,从宏观性能劣化规律、孔隙水冰相变机制、微观孔隙结构特征以及孔隙三维结构动态发育等方面,探究冻融盐蚀环境下风积沙轻骨料混凝土抗冻性能损伤劣化机理,为风积沙轻骨料混凝土在寒区的应用提供理论基础。本文主要研究内容与结果如下:1.通过对不同养护龄期下的风积沙轻骨料混凝土进行抗压强度及孔结构测试,可得出:风积沙轻骨料混凝土的孔隙度、平均孔径、孔径为<1.0μm、1.0～10μm、>10μm的分孔隙度随着龄期的增加呈现先上升后下降的趋势;通过风积沙轻骨料混凝土孔径<1.0μm、1.0～10μm和>10μm的分形维数与抗压强度建立的灰色模型GM（1,4）,能够预测风积沙轻骨料混凝土的抗压强度。2.通过风积沙轻骨料混凝土清水与硫酸盐快速冻融试验,可得出孔径与风积沙轻骨料混凝土冻融损伤的规律:在清水冻融作用下,当<0.1μm孔隙减少,>1.0μm孔隙增多时,风积沙轻骨料混凝土冻融损伤加剧;反之,当...
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１水工建筑物混凝土破坏形态??．ｉｕｒｅ??
２?冻融环境下风积沙轻骨料混凝土孔结构演变特性研究???图２内蒙古河套灌区典型水工建筑物??Ｆｉｇ．２?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｉｎ?Ｈｅｔａｏ?Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ?Ｄｉｓｔｒｉｃｔ?ｏｆ?Ｉｎｎｅｒ?Ｍｏｎｇｏｌｉａ??在长江“共抓大保护，不搞大开发”之后，２０１９年中国的第二大河——黄河流域??的生态保护和高质量发展问题也被提上日程。黄河流域生态保护和高质量发展为重??大国家战略，同京津冀协同发展、长江经济带发展、长三角一体化发展、粤港澳大??湾区建设一样。未来，黄河流域将推进实施一批重大生态保护修复和建设工程，坚??持以水定地、以水定城、以水定人、以水定产，并探索富有地域特色的高质量发展??新方法。在国家确定的１７２项节水供水重大水利工程中，内蒙古有１２项，总投资约??５４６亿元，涉及到江河防洪工程、大型水库工程、区域调水工程和重大节水灌溉工??程４类。根据水利工程适用地区的特点，混凝土耐久性问题是一个迫切需要解决的??重要问题，利用和发展适合当地环境的混凝土材料具有重大实际意义和社会经济效??益。??风积沙是来自沙漠及戈壁地区且经受风吹和积淀作用下形成的一种特细砂，其??颗粒粒径远小于普通砂，分布于沙漠及沙地的表层或边缘地带，常见的沙漠沙便是??一种典型的风积沙【３］，如图３所示。中国是世界风积沙分布最广的国家之一，东起??黑龙江，西至新疆，分布于东经７５°？１２５°，北纬３５°？５０°之间的中国东北、华北、??西北地区。中国西部现有沙漠化土地５８．２万ｋｍ２，集中分布在新疆维吾尔自治区、??甘肃盛内蒙古自治区、宁夏回族自治区、青海省的塔克拉玛干、巴丹吉林、腾格??
?内蒙古农业大学博士学位论文?３??＊＊?．?．：?乂，奪令??ＨＨＨ?ＨＨＩＫ??（ａ）内蒙古库布齐沙漠?（ｂ）内蒙古腾格里沙漠??图３沙漠风积沙资源??Ｆｉｇ．３?Ａｅｏｌｉａｎ?ｓａｎｄ?ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ?ｉｎ?ｄｅｓｅｒｔ??沙漠化问题一直以来是困扰该地区工程建设的一大瓶颈，而且沙漠化问题对社??会环境的影响愈发严重。随着全球人口的稳步增长，沙漠化削弱了地球支持人类的??能力，同时也影响着周围湖泊的水质和水量以及威胁着周围的湿地Ａ。中国是世界??上人口最多的国家，目前正经历大面积的严重沙漠化，使人类未来面临着巨大威胁。??而同时风积沙也是一种特殊的地质材料，可以作为筑路、筑堤、筑坝等材料。随着??中国社会和经济的高速发展，需要在荒芜的风积沙地区兴建公路、铁路、水利等工??程设施，而由于在风积沙地区河砂资源匮乏，采用风积沙作为主要的工程材料成为??—种非常必要的需求。因此，风积沙既是一种危害物，同时也是一种资源，如果能??科学的加以利用，便可使其变害为利、具有非常重要的现实意义。??浮石又称轻石或浮岩，是一种多孔、轻质的玻璃质酸性火山喷出岩，其成分相??当于流纹岩，属于一种无机非金属材料，如图４所示。浮石广泛分布于东亚大陆、??西非大陆、欧洲大部分地区以及太平洋沿海地区，我国浮石资源丰富，遍布内蒙古、??黑龙江、吉林、辽宁、山西、河北及海南等地，主要集中在火山分布区。我国浮石??储量超过约２０亿ｍ３，目前正在开发利用的有吉林省安图园池浮石矿、黑龙江省克??东二克山浮石矿、内蒙古自治区乌兰哈达浮石矿等。浮石具有质轻、多孔、吸声、??导热系数孝吸水率大、造价低及易开采等特性［６，７］。浮石由于其特
【参考文献】：
期刊论文
[1]多因素作用衬砌喷射混凝土中性化及预测模型[J]. 王家滨,牛荻涛,何晖. 材料导报. 2019(24)
[2]复合盐侵蚀衬砌喷射混凝土耐久性退化研究[J]. 王家滨,牛荻涛,何晖,王斌. 土木工程学报. 2019(09)
[3]季冻区路面混凝土界面区劣化行为及与强度相关性[J]. 郭寅川,申爱琴,王胜难,李鹏,周胜波. 中国公路学报. 2019(08)
[4]干湿循环作用下纳米混凝土的抗Cl-渗透性能[J]. 张茂花,孙彦宇. 哈尔滨工业大学学报. 2019(08)
[5]长期荷载和氯盐环境耦合作用对钢筋混凝土梁挠度的影响[J]. 何世钦,曹泽阳,刘伟杰,李鹏飞. 清华大学学报(自然科学版). 2019(11)
[6]不同化学溶液和冻融循环作用下砂浆力学特征的研究[J]. 韩铁林,师俊平,陈蕴生,钟丽佳,蒲诚,李智慧,李春磊. 实验力学. 2019(03)
[7]硫酸盐侵蚀下混凝土灌注桩的损伤效应[J]. 李镜培,谢峰,李亮,李林,赵高文. 哈尔滨工业大学学报. 2019(06)
[8]纳米碳纤维增强混凝土抗冻性能试验[J]. 孟博旭,许金余,彭光. 复合材料学报. 2019(10)
[9]基于NMR的风积沙混凝土冻融孔隙演变研究[J]. 薛慧君,申向东,邹春霞,刘倩,邹欲晓. 建筑材料学报. 2019(02)
[10]冻融循环与硫酸盐溶液耦合作用下混凝土劣化机理试验研究[J]. 田威,李小山,王峰. 硅酸盐通报. 2019(03)
硕士论文
[1]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[D]. 李小山.长安大学 2019
[2]混凝土孔隙冻结时的电阻率响应[D]. 邢修坤.河北工业大学 2016
本文编号：3496081
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１水工建筑物混凝土破坏形态??．ｉｕｒｅ??
２?冻融环境下风积沙轻骨料混凝土孔结构演变特性研究???图２内蒙古河套灌区典型水工建筑物??Ｆｉｇ．２?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｉｎ?Ｈｅｔａｏ?Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ?Ｄｉｓｔｒｉｃｔ?ｏｆ?Ｉｎｎｅｒ?Ｍｏｎｇｏｌｉａ??在长江“共抓大保护，不搞大开发”之后，２０１９年中国的第二大河——黄河流域??的生态保护和高质量发展问题也被提上日程。黄河流域生态保护和高质量发展为重??大国家战略，同京津冀协同发展、长江经济带发展、长三角一体化发展、粤港澳大??湾区建设一样。未来，黄河流域将推进实施一批重大生态保护修复和建设工程，坚??持以水定地、以水定城、以水定人、以水定产，并探索富有地域特色的高质量发展??新方法。在国家确定的１７２项节水供水重大水利工程中，内蒙古有１２项，总投资约??５４６亿元，涉及到江河防洪工程、大型水库工程、区域调水工程和重大节水灌溉工??程４类。根据水利工程适用地区的特点，混凝土耐久性问题是一个迫切需要解决的??重要问题，利用和发展适合当地环境的混凝土材料具有重大实际意义和社会经济效??益。??风积沙是来自沙漠及戈壁地区且经受风吹和积淀作用下形成的一种特细砂，其??颗粒粒径远小于普通砂，分布于沙漠及沙地的表层或边缘地带，常见的沙漠沙便是??一种典型的风积沙【３］，如图３所示。中国是世界风积沙分布最广的国家之一，东起??黑龙江，西至新疆，分布于东经７５°？１２５°，北纬３５°？５０°之间的中国东北、华北、??西北地区。中国西部现有沙漠化土地５８．２万ｋｍ２，集中分布在新疆维吾尔自治区、??甘肃盛内蒙古自治区、宁夏回族自治区、青海省的塔克拉玛干、巴丹吉林、腾格??
?内蒙古农业大学博士学位论文?３??＊＊?．?．：?乂，奪令??ＨＨＨ?ＨＨＩＫ??（ａ）内蒙古库布齐沙漠?（ｂ）内蒙古腾格里沙漠??图３沙漠风积沙资源??Ｆｉｇ．３?Ａｅｏｌｉａｎ?ｓａｎｄ?ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ?ｉｎ?ｄｅｓｅｒｔ??沙漠化问题一直以来是困扰该地区工程建设的一大瓶颈，而且沙漠化问题对社??会环境的影响愈发严重。随着全球人口的稳步增长，沙漠化削弱了地球支持人类的??能力，同时也影响着周围湖泊的水质和水量以及威胁着周围的湿地Ａ。中国是世界??上人口最多的国家，目前正经历大面积的严重沙漠化，使人类未来面临着巨大威胁。??而同时风积沙也是一种特殊的地质材料，可以作为筑路、筑堤、筑坝等材料。随着??中国社会和经济的高速发展，需要在荒芜的风积沙地区兴建公路、铁路、水利等工??程设施，而由于在风积沙地区河砂资源匮乏，采用风积沙作为主要的工程材料成为??—种非常必要的需求。因此，风积沙既是一种危害物，同时也是一种资源，如果能??科学的加以利用，便可使其变害为利、具有非常重要的现实意义。??浮石又称轻石或浮岩，是一种多孔、轻质的玻璃质酸性火山喷出岩，其成分相??当于流纹岩，属于一种无机非金属材料，如图４所示。浮石广泛分布于东亚大陆、??西非大陆、欧洲大部分地区以及太平洋沿海地区，我国浮石资源丰富，遍布内蒙古、??黑龙江、吉林、辽宁、山西、河北及海南等地，主要集中在火山分布区。我国浮石??储量超过约２０亿ｍ３，目前正在开发利用的有吉林省安图园池浮石矿、黑龙江省克??东二克山浮石矿、内蒙古自治区乌兰哈达浮石矿等。浮石具有质轻、多孔、吸声、??导热系数孝吸水率大、造价低及易开采等特性［６，７］。浮石由于其特
【参考文献】：
期刊论文
[1]多因素作用衬砌喷射混凝土中性化及预测模型[J]. 王家滨,牛荻涛,何晖. 材料导报. 2019(24)
[2]复合盐侵蚀衬砌喷射混凝土耐久性退化研究[J]. 王家滨,牛荻涛,何晖,王斌. 土木工程学报. 2019(09)
[3]季冻区路面混凝土界面区劣化行为及与强度相关性[J]. 郭寅川,申爱琴,王胜难,李鹏,周胜波. 中国公路学报. 2019(08)
[4]干湿循环作用下纳米混凝土的抗Cl-渗透性能[J]. 张茂花,孙彦宇. 哈尔滨工业大学学报. 2019(08)
[5]长期荷载和氯盐环境耦合作用对钢筋混凝土梁挠度的影响[J]. 何世钦,曹泽阳,刘伟杰,李鹏飞. 清华大学学报(自然科学版). 2019(11)
[6]不同化学溶液和冻融循环作用下砂浆力学特征的研究[J]. 韩铁林,师俊平,陈蕴生,钟丽佳,蒲诚,李智慧,李春磊. 实验力学. 2019(03)
[7]硫酸盐侵蚀下混凝土灌注桩的损伤效应[J]. 李镜培,谢峰,李亮,李林,赵高文. 哈尔滨工业大学学报. 2019(06)
[8]纳米碳纤维增强混凝土抗冻性能试验[J]. 孟博旭,许金余,彭光. 复合材料学报. 2019(10)
[9]基于NMR的风积沙混凝土冻融孔隙演变研究[J]. 薛慧君,申向东,邹春霞,刘倩,邹欲晓. 建筑材料学报. 2019(02)
[10]冻融循环与硫酸盐溶液耦合作用下混凝土劣化机理试验研究[J]. 田威,李小山,王峰. 硅酸盐通报. 2019(03)
硕士论文
[1]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[D]. 李小山.长安大学 2019
[2]混凝土孔隙冻结时的电阻率响应[D]. 邢修坤.河北工业大学 2016
本文编号：3496081
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