【摘要】：用風(fēng)積沙(又名沙漠沙)替代普通河砂拌制風(fēng)積沙混凝土(Aeolian sand concrete,簡稱ASC),是解決中國西北、華北沙漠地區(qū)混凝土用砂資源短缺的有效措施。鑒于上述地區(qū)混凝土建筑物和構(gòu)筑物服役環(huán)境復(fù)雜、耐久性差。通過對ASC進(jìn)行單一、雙重和多重因素作用下的耐久性試驗,研究ASC在各種因素作用下的損傷失效規(guī)律、失效機(jī)理。1.使用庫布齊沙漠中部風(fēng)積沙,按照風(fēng)積沙替代率分別為0、20%、40%、60%、80%和100%,制備了水膠比為0.55、強(qiáng)度等級為C25的大流動性ASC。借助氣泡間距分析、電鏡掃描、X射線衍射分析和核磁共振等微觀測試手段分析了ASC的物相成分、形貌及孔結(jié)構(gòu)變化。2.測試分析了ASC的物理力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)組成。結(jié)果表明:ASC的28d抗壓強(qiáng)度只有100%摻量ASC略顯不足,28d劈拉強(qiáng)度全部合格;摻量60%的ASC內(nèi)部存在大量的相互連通的大孔隙,60%摻量ASC中毛細(xì)孔和大孔含量最少;摻量大于60%的ASC總孔隙量提高,平均氣泡間距逐漸減小;100%摻量ASC的孔隙量最大,分布較多(0.1~5)μm的毛細(xì)孔和獨立封閉型大孔。3.本文以四種環(huán)境溶液作為試驗介質(zhì),考慮凍融和干濕循環(huán)因素,基于在單一、雙重和多重因素作用下的耐久性試驗,對ASC的損傷規(guī)律、機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究。(1)在凍融、(鹽腐蝕+凍融)、(凍融+干濕)和(鹽腐蝕+凍融+干濕)作用下,結(jié)冰壓導(dǎo)致ASC出現(xiàn)表層剝落和內(nèi)部裂縫,摻量≤60%的ASC裂縫會延伸至表面,摻量60%的ASC只有表層剝蝕;蒸汽壓加速損傷,鹽結(jié)晶壓有抑制損傷正效應(yīng)和加速損傷的負(fù)效應(yīng)。風(fēng)積沙摻量越大ASC的抗凍性越好,100%摻量ASC的抗凍性最好。(2)在干濕單因素和(鹽腐蝕+干濕)雙因素作用下,外觀無明顯變化;蒸汽壓和鹽結(jié)晶壓加速損傷發(fā)展,80%摻量ASC的抗干濕能力最好。(3)在氯鹽中浸泡、(氯鹽+凍融)、(氯鹽+干濕)和(氯鹽+凍融+干濕)作用下,ASC的氯離子結(jié)合表現(xiàn)為Langmuir非線性吸附;氯離子擴(kuò)散系數(shù)與表面氯離子濃度隨腐蝕時間、環(huán)境溫度、風(fēng)積沙摻量的變化而變化;凍融環(huán)境下,80%~100%摻量ASC抗氯離子滲透能力較好,干濕環(huán)境下60%摻量ASC抗氯離子滲透能力較好。4.在碳化試驗的基礎(chǔ)上研究了ASC的碳化規(guī)律,考慮風(fēng)積沙摻量的影響,建立了ASC基于碳化的壽命預(yù)測模型;引入氯離子結(jié)合能力系數(shù)k,并考慮氯離子擴(kuò)散系數(shù)和表面氯離子濃度的時間效應(yīng),建立了ASC基于氯離子擴(kuò)散理論的壽命預(yù)測模型;考慮質(zhì)量損失率與相對動彈性模量兩個變量,構(gòu)建了新的損傷度評價指標(biāo)?,可更準(zhǔn)確地評價ASC在低溫環(huán)境中的損傷。
【圖文】：

[3]，沙漠分布圖見圖1 根據(jù)聯(lián)合國ǎ防治沙漠化公約ǐ統(tǒng)計，目前世界上沙漠的面積為 1535萬 km2，約占世界陸地面積的 1/10，全球沙漠化土地面積 4560 萬 km2，約占地球陸地面積的 1/3，撒哈拉沙漠是世界上最大的沙漠，面積大約 860 萬 km2，位于非洲北部 沙漠化正以每年約 6 萬 km2的速度在肆虐地球陸地，，沙漠的不斷擴(kuò)張，已嚴(yán)重威脅人類的生存 圖 1 世界沙漠分布圖Fig.1 Distribution of desert in the world我國分布有眾多的沙漠和沙地

圖 1 世界沙漠分布圖Fig.1 Distribution of desert in the world我國分布有眾多的沙漠和沙地，中國的沙漠分布見圖2 著名的八大沙漠和四大沙地[4～7]，包括塔克拉瑪干沙漠（33.76 萬 km2，位于塔里木盆地中心，東西長約 1000km，南北寬約 400km，僅次于非洲撒哈拉大沙漠，是世界第二大沙漠） 古爾班通古特沙漠（位于準(zhǔn)噶爾盆地的中央，4.88 萬 km2） 巴丹吉林沙漠（4.7 萬 km2，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善右旗北部，是我國第三 世界第四大沙漠） 騰格里沙漠（4.27萬 km2） 柴達(dá)木沙漠（3.49 萬 km2） 庫姆達(dá)格沙漠（1.95 萬 km2） 烏蘭布和沙漠（1.15 萬 km2） 庫布齊沙漠（1.86 萬 km2） 科爾沁沙地（5.06 萬 km2） 毛烏素沙地（3.21 萬 km2 渾善達(dá)克沙地（2.38 萬 km2） 呼倫貝爾沙地（1.0 萬 km2）
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU528

【參考文獻(xiàn)】

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1 王娜;李斌;;撒哈拉沙漠砂高強(qiáng)度混凝土配合比設(shè)計及研究[J];混凝土;2014年01期

2 劉娟紅;靳冬民;包文忠;趙文新;張黎;;沙漠砂混凝土性能試驗研究[J];混凝土世界;2013年09期

3 申向東;張玉佩;王麗萍;;混凝土預(yù)制板襯砌梯形斷面渠道的凍脹破壞受力分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2012年16期

4 陳志飛;謝欣欣;墨紅超;;沙漠砂與機(jī)制砂摻配使用配制C50混凝土[J];商品混凝土;2012年07期

5 余紅發(fā);孫偉;麻海燕;張云升;王甲春;陳樹東;;凍融和腐蝕因素作用下混凝土的損傷劣化參數(shù)分析[J];建筑科學(xué)與工程學(xué)報;2011年04期

6 陳美美;宋建夏;趙文博;趙偉;馬愛明;靳甲;;摻粉煤灰、騰格里沙漠砂混凝土力學(xué)性能的研究[J];寧夏工程技術(shù);2011年01期

7 劉旭東;王正中;閆長城;李甲林;;基于數(shù)值模擬的雙層薄膜防滲襯砌渠道抗凍脹機(jī)理探討[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2011年01期

8 李春秋;李克非;;干濕交替下表層混凝土中氯離子傳輸:原理、試驗和模擬[J];硅酸鹽學(xué)報;2010年04期

9 宋建夏;王彩波;王德平;張峰;李偉;張志兵;;毛烏素沙地特細(xì)砂混凝土強(qiáng)度計算公式的確定[J];寧夏工程技術(shù);2010年01期

10 林剛;劉應(yīng)華;;干濕交替下混凝土氯離子運輸模擬[J];武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報;2009年03期

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1 王蕭蕭;寒冷地區(qū)鹽漬溶液環(huán)境下天然浮石混凝土耐久性研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

2 杜鵬;多因素耦合作用下混凝土的凍融損傷模型與壽命預(yù)測[D];中國建筑材料科學(xué)研究總院;2014年

3 曹衛(wèi)群;干濕交替環(huán)境下混凝土的氯離子侵蝕與耐久性防護(hù)[D];西安建筑科技大學(xué);2013年

4 孫叢濤;基于氯離子侵蝕的混凝土耐久性與壽命預(yù)測研究[D];西安建筑科技大學(xué);2011年

5 劉贊群;混凝土硫酸鹽侵蝕基本機(jī)理研究[D];中南大學(xué);2010年

6 寧作君;凍融作用下混凝土的損傷與斷裂研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

7 金祖權(quán);西部地區(qū)嚴(yán)酷環(huán)境下混凝土的耐久性與壽命預(yù)測[D];東南大學(xué);2006年

8 黃鵬飛;鋼筋混凝土在環(huán)境腐蝕與彎曲荷載協(xié)同作用下的損傷失效研究[D];中國建筑材料科學(xué)研究院;2004年

9 余紅發(fā);鹽湖地區(qū)高性能混凝土的耐久性、機(jī)理與使用壽命預(yù)測方法[D];東南大學(xué);2004年

10 慕儒;凍融循環(huán)與外部彎曲應(yīng)力、鹽溶液復(fù)合作用下混凝土的耐久性與壽命預(yù)測[D];東南大學(xué);2000年

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1 燕坤;多重因素作用下碳化混凝土的抗凍性[D];南京航空航天大學(xué);2007年

本文編號：2593318