水工混凝土材料的抗冻耐久性能劣化规律研究

发布时间：2017-05-13 18:02

  本文关键词：水工混凝土材料的抗冻耐久性能劣化规律研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国西北寒旱灌区内的混凝土建筑物由于所处环境温度较低,主要遭受冻融破坏,同时,该地区大量盐渍土的存在使建筑物又受到有害盐离子的侵蚀,而随着气候变暖,空气中的二氧化碳含量上升的同时建筑物还要遭受碳化作用,这些多因素耦合作用加剧着混凝土耐久性能的衰减。截止目前,相关多因素作用下混凝土抗冻耐久性研究的文献较少,且研究的不够深入和系统。因此,深入开展水工混凝土材料的抗冻耐久性能劣化规律的研究具有现实意义。针对西北地区混凝土建筑物提前出现开裂、剥落等抗冻耐久性不足的问题,以甘肃省景泰川电力提灌区(以下简称“景电灌区”)水工混凝土结构为研究对象,结合河南省高校科技创新人才支持计划的“基于多场耦合作用的灌区水工混凝土结构耐久性研究”项目,采用现场调查、室内加速试验、理论分析以及利用灰色理论和粗糙集对多因素作用下混凝土耐久性进行评价的研究方法,开展多因素耦合作用下混凝土耐久性能衰减规律研究。主要内容包括:(1)利用X射线衍射仪对从现场提取的混凝土残渣进行分析,并对侵蚀水样、土样进行试验分析,探寻主要侵蚀离子;(2)采用景电灌区实际工程常用配合比,设计等量掺加不同掺量粉煤灰、矿粉的混凝土作对比,考虑水冻、盐冻、碳化后水冻、碳化后盐冻等多因素耦合作用下混凝土的耐久性,得到各种工况下混凝土相对动弹模量和质量的衰减规律;(3)基于灰色关联度法进行混凝土耐久性影响因素的关联度分析,并利用粗糙集条件信息熵的权重计算方法分别计算各个影响因素对混凝土评价指标的权重大小。得到如下主要结论:(1)各影响因素对动弹模量和质量的关联度由大到小均为:粉煤灰掺量碳化时间矿粉掺量硫酸盐浓度;(2)各影响因素对混凝土动弹模量的权重大小分别为:粉煤灰掺量(0.297)碳化时间(0.266)矿粉掺量(0.262)硫酸盐浓度(0.175)。对质量损失率影响对应权重系数由大到小依次为:粉煤灰掺量(0.318)碳化时间(0.275)矿粉掺量(0.235)硫酸盐浓度(0.172)。本文通过设计科学合理的冻融循环制度和耐久性试验方法,研究了不同因素对混凝土材料抗冻耐久性能衰减过程的影响规律,并得出各因素对水工建筑物抗冻耐久性的影响大小,对提高水工混凝土结构的耐久性设计有一定的借鉴价值。
【关键词】：混凝土 抗冻性 耐久性 冻融循环 硫酸盐侵蚀 碳化 灰色关联度 粗糙集
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV431
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 混凝土抗冻耐久性研究背景及意义10-11
• 1.2 混凝土抗冻耐久性研究现状11-14
• 1.2.1 混凝土抗冻性研究现状11-12
• 1.2.2 混凝土抗盐冻性能研究现状12-14
• 1.2.3 碳化对混凝土抗冻耐久性研究现状14
• 1.3 本文研究主要内容及研究方法14-17
• 1.3.1 研究的主要内容14-15
• 1.3.2 技术路线图15-17
• 2 现场调查与试验设计17-31
• 2.1 西北平原灌区混凝土环境调查17-20
• 2.1.1 水样分析18-19
• 2.1.2 土样分析19
• 2.1.3 混凝土残渣XRD衍射分析19-20
• 2.2 试验原材料及配合比20-23
• 2.2.1 试验原材料20-22
• 2.2.2 混凝土配合比设计22-23
• 2.3 试件的制作与养护23-25
• 2.4 试验仪器及设备25-27
• 2.5 试验检测指标27-29
• 2.5.1 质量测定27-28
• 2.5.2 动弹模量测定28-29
• 2.6 本章小结29-31
• 3 硫酸盐侵蚀对混凝土抗冻耐久性影响研究31-46
• 3.1 试验目的及试验方法31-32
• 3.1.1 试验目的31
• 3.1.2 试验方法31-32
• 3.2 试验结果分析32-45
• 3.2.1 盐冻试验下混凝土试件动弹模量变化32-38
• 3.2.2 盐冻试验下混凝土试件质量损失率变化38-43
• 3.2.3 混凝土试件外观变化43-45
• 3.3 本章小结45-46
• 4 碳化作用对混凝土抗盐冻耐久性影响研究46-58
• 4.1 试验目的及试验方法46-47
• 4.1.1 试验目的46
• 4.1.2 试验方法46-47
• 4.2 试验结果分析47-57
• 4.2.1 碳化后盐冻试验下混凝土试件动弹模量变化47-52
• 4.2.2 碳化后盐冻试验下混凝土试件质量损失率变化52-57
• 4.3 本章小结57-58
• 5 基于灰关联度法进行混凝土抗冻耐久性影响因素评价58-69
• 5.1 基于灰关联度法的混凝土抗冻耐久性影响因素评价58-66
• 5.1.1 灰色关联度性质58
• 5.1.2 灰色关联度模型58-60
• 5.1.3 各影响因素与混凝土抗冻耐久性的关联度分析60-66
• 5.2 灰色关联度计算结果66-67
• 5.2.1 各影响因素与相对动弹模量损失率之间的关系66
• 5.2.2 各影响因素与质量损失率之间的关系66-67
• 5.3 本章小结67-69
• 6 基于粗糙集理论进行混凝土抗冻耐久性影响因素评价69-86
• 6.1 粗糙集理论69-72
• 6.1.1 知识与知识库69-70
• 6.1.2 近似与粗糙集70-72
• 6.2 基于信息熵的权重计算72-76
• 6.2.1 属性约简和相对应核的定义72-73
• 6.2.2 基于粗糙集的条件信息熵的权重确定方法73-74
• 6.2.3 权重计算步骤74-75
• 6.2.4 粗糙集软件ROSETTA介绍75-76
• 6.3 基于粗糙集理论研究混凝土抗冻耐久性影响因素权重计算76-84
• 6.3.1 构建影响因素与混凝土耐久性指标的决策信息表76-80
• 6.3.2 混凝土抗冻耐久性影响因子重要度及权重计算80-84
• 6.4 本章小结84-86
• 7 结论与展望86-88
• 7.1 结论86
• 7.2 展望86-88
• 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文88-89
• 一、参加项目情况88
• 二、发表论文情况88-89
• 致谢89-90
• 参考文献90-94

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：363214