【摘要】：我國(guó)分布著大面積的鹽湖和鹽堿地,尤其是在西北部地區(qū),這些地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)物的耐久性長(zhǎng)期以來(lái)遭受?chē)?yán)重的威脅,硫酸鹽侵蝕破壞是這些地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)物耐久性下降的主要原因,侵蝕性離子傳輸擴(kuò)散到混凝土內(nèi)部,在混凝土中發(fā)生一系列物理化學(xué)變化導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂破壞,混凝土力學(xué)性能和耐久性受到嚴(yán)重的破壞�；炷亮蛩猁}侵蝕破壞受到多方面因素的影響,自身性能和外界環(huán)境因素是影響混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能的主要因素,針對(duì)不同的影響因素,國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了一系列試驗(yàn)和理論研究,但是不同的試驗(yàn)環(huán)境和試驗(yàn)手段得到的結(jié)果各不相同,且與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際侵蝕狀況相差較大,因此,本文開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),同時(shí)在室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和設(shè)置對(duì)照組試驗(yàn),研究不同因素下混凝土硫酸鹽侵蝕性能劣化和離子傳輸擴(kuò)散規(guī)律,同時(shí)建立不同因素下混凝土離子傳輸模型和損傷模型,為混凝土硫酸鹽侵蝕破壞提供重要的理論依據(jù),本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:(1)開(kāi)展室內(nèi)外試驗(yàn)前對(duì)格庫(kù)鐵路途經(jīng)的臺(tái)特瑪湖部分典型區(qū)域進(jìn)行腐蝕環(huán)境調(diào)研,該區(qū)域混凝土結(jié)構(gòu)物侵蝕程度嚴(yán)重,對(duì)該區(qū)域的土壤和湖水進(jìn)行硫酸鹽濃度測(cè)試,通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)該區(qū)域土壤和湖水中富含高濃度的硫酸鹽,具有極強(qiáng)的腐蝕性,因此,以該工程為背景開(kāi)展混凝土硫酸鹽侵蝕研究具有重要的意義。(2)為了降低室內(nèi)試驗(yàn)的腐蝕環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際腐蝕環(huán)境之間的差異,室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)計(jì)兩種侵蝕環(huán)境,第一,在臺(tái)特瑪湖中取回鹽漬土,將混凝土試件埋設(shè)在鹽漬土中進(jìn)行侵蝕,并添加一定濃度的侵蝕溶液,試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),侵蝕溶液會(huì)定期蒸發(fā),周期為兩個(gè)月,因此按1次/2月周期添加濃度為3%的Na_2SO_4溶液;第二,在恒溫恒濕環(huán)境中,將混凝土試件在3%Na_2SO_4溶液中全浸泡侵蝕,并按1次/月的周期更換侵蝕溶液,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn),將混凝土試件埋設(shè)到鹽漬土中加侵蝕溶液進(jìn)行侵蝕試驗(yàn)具有一定的可行性。(3)本文研究了不同水膠比、不同礦物摻合料、不同侵蝕制度、不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間以及不同試件尺寸對(duì)混凝土遭受硫酸鹽侵蝕過(guò)程中其性能劣化的影響,不同的因素下混凝土在侵蝕過(guò)程中劣化規(guī)律存在一定的差異,降低水膠比,摻入粉煤灰等能提高混凝土的抗硫酸鹽腐蝕性能,水膠比主要改變混凝土的致密性,礦物摻合料起到取代膠凝材料和填充混凝土孔隙的雙重作用,養(yǎng)護(hù)時(shí)間主要影響水泥水化程度和混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的形成,試件尺寸不同,比表面積存在差異,單位體積的混凝土試件與侵蝕環(huán)境的接觸面積不同,混凝土硫酸鹽侵蝕速率不同。(4)采用硫酸鋇重量法對(duì)不同影響因素下遭受硫酸鹽侵蝕的混凝土中不同深度處硫酸根離子濃度進(jìn)行滴定,不同因素下混凝土試件在遭受硫酸鹽侵蝕過(guò)程中離子傳輸擴(kuò)散規(guī)律基本一致,但是,影響因素不同,混凝土中離子傳輸擴(kuò)散速率不同,離子傳輸擴(kuò)散速度越快,混凝土性能劣化越迅速。(5)在損傷力學(xué)和Fick第二定律的理論基礎(chǔ)上結(jié)合本研究的試驗(yàn)結(jié)果提出混凝土在遭受硫酸鹽腐蝕過(guò)程中離子擴(kuò)散模型和混凝土損傷模型,并將現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析,為混凝土遭受硫酸鹽腐蝕過(guò)程中性能劣化規(guī)律提供較為準(zhǔn)確的模型。(6)綜合對(duì)比分析水膠比、外摻料、侵蝕制度、養(yǎng)護(hù)時(shí)間和試件尺寸對(duì)混凝土遭受硫酸鹽侵蝕過(guò)程中抗壓強(qiáng)度、動(dòng)彈模、質(zhì)量變化以及離子傳輸擴(kuò)散規(guī)律的影響,可以得到:水膠比越低,混凝土表現(xiàn)出良好的抗硫酸鹽侵蝕能力;粉煤灰和礦粉能細(xì)化混凝土孔隙結(jié)構(gòu),礦粉的摻入提高了混凝土早期的抗腐蝕性能,但是隨著侵蝕齡期的增加,礦粉并不利于混凝土的抗硫酸鹽侵蝕,在整個(gè)侵蝕齡期,摻加粉煤灰的混凝土表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性能;養(yǎng)護(hù)時(shí)間過(guò)短就遭受硫酸鹽侵蝕,混凝土很難達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,其性能劣化速度較快;試件尺寸越小,其比表面積越大,單位體積混凝土與侵蝕環(huán)境的接觸面積越大,遭受侵蝕速度越快;綜合以上研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),在腐蝕環(huán)境相同的條件下,降低侵蝕性離子在混凝土內(nèi)部的傳輸擴(kuò)散速率是提高混凝土抗腐蝕性能最有效的措施。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：U441

【參考文獻(xiàn)】

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1 王云天;王起才;郭玉柱;謝松林;;低溫環(huán)境下水泥基材料抗硫酸鹽侵蝕性能試驗(yàn)研究[J];新型建筑材料;2018年02期

2 馬昆林;謝友均;龍廣成;;毛細(xì)作用下硫酸鹽溶液在混凝土中傳輸速率的試驗(yàn)研究[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2012年10期

3 張光輝;;混凝土結(jié)構(gòu)硫酸鹽腐蝕研究綜述[J];混凝土;2012年01期

4 鄧德華;劉贊群;Geert DE SCHUTTER;劉運(yùn)華;;關(guān)于“混凝土硫酸鹽結(jié)晶破壞”理論的研究進(jìn)展[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2012年02期

5 鄭鳳;高妍;季海霞;;受硫酸鹽侵蝕的混凝土材料因素研究現(xiàn)狀[J];浙江建筑;2010年03期

6 高潤(rùn)東;趙順波;李慶斌;陳記豪;;干濕循環(huán)作用下混凝土硫酸鹽侵蝕劣化機(jī)理試驗(yàn)研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2010年02期

7 方祥位;申春妮;楊德斌;陳正漢;張忠發(fā);;混凝土硫酸鹽侵蝕速度影響因素研究[J];建筑材料學(xué)報(bào);2007年01期

8 文華;文紅宇;宋玉峰;;硫酸鹽侵蝕混凝土模型研究現(xiàn)狀[J];今日科苑;2006年10期

9 金祖權(quán);孫偉;張?jiān)粕?蔣金洋;;混凝土在硫酸鹽、氯鹽溶液中的損傷過(guò)程[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2006年05期

10 梁詠寧,袁迎曙;硫酸鹽侵蝕環(huán)境因素對(duì)混凝土性能退化的影響[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2005年04期

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1 姜磊;硫酸鹽侵蝕環(huán)境下混凝土劣化規(guī)律研究[D];西安建筑科技大學(xué);2014年

2 徐惠;硫酸鹽腐蝕下混凝土損傷行為研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2012年

3 高潤(rùn)東;復(fù)雜環(huán)境下混凝土硫酸鹽侵蝕微—宏觀劣化規(guī)律研究[D];清華大學(xué);2010年

4 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

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1 舒婷;混凝土抗硫酸鹽侵蝕的耐久性研究[D];東華理工大學(xué);2018年

2 席方勇;凍融和硫酸鹽侵蝕后高延性纖維混凝土受壓疲勞性能試驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2017年

3 劉鵬;干濕循環(huán)和硫酸鹽侵蝕下混凝土水分傳輸規(guī)律研究[D];南京理工大學(xué);2013年

4 孫超;基于侵蝕損傷演化的混凝土中硫酸根離子擴(kuò)散模型[D];寧波大學(xué);2012年

5 樓梁偉;水泥基材料低溫抗硫酸鹽侵蝕性能研究[D];重慶大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：2636651