在西部高鹽、高溫差、低濕度和海洋高鹽、高溫、高濕的嚴酷環(huán)境下,混凝土材料與結構往往過早失效,尤其是半浸泡在鹵水和海水中的橋墩和護坡等結構,造成了巨大的經濟損失,嚴重制約海洋經濟發(fā)展與西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施。鹵水和海水中含有大量硫酸根離子,而嚴酷環(huán)境下水泥基材料硫酸鹽侵蝕仍然是一個“混亂的世界”。因此,研究嚴酷環(huán)境下水泥基材料半浸泡侵蝕的劣化機理以及嚴酷環(huán)境因素對其損傷的影響機制是當前研究的主要內容,這一工作的開展對實現(xiàn)混凝土結構可預期壽命設計有重要的理論價值和實踐意義。本文主要研究內容和成果如下:（1）嚴酷環(huán)境下水泥基材料半浸泡的劣化機理及影響機制本文研究了在不同溫濕度環(huán)境中,不同水膠比和礦物摻合料的砂漿半浸泡在硫酸鹽溶液中的損傷劣化全過程。結果表明,半浸泡在硫酸鈉和硫酸鎂溶液中的砂漿試件,其浸泡部分只受到化學硫酸鹽侵蝕,而干燥部分同時受到化學和物理硫酸鹽侵蝕。對硫酸鈉半浸泡而言,干燥部分的物理侵蝕為其主要劣化機制。對硫酸鎂半浸泡而言,浸泡部分的化學侵蝕為其主要劣化機制。濕度的降低,加速了砂漿干燥部分表面水分蒸發(fā),使得硫酸根離子在干濕界面聚集形成過飽和溶液,產生結晶壓力,加速了砂漿的破壞... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：178 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 硫酸鹽侵蝕機理綜述
        1.2.2 嚴酷環(huán)境下水泥基材料的損傷劣化機理
        1.2.3 表面處理對提升水泥基材料抗硫酸鹽侵蝕的影響
    1.3 本文主要研究內容
第二章 材料性能與試驗方法
    2.1 原材料性能
        2.1.1 膠凝材料
        2.1.2 集料
        2.1.3 水
        2.1.4 表面防護材料
    2.2 砂漿配合比設計及試件制備
        2.2.1 配合比設計
        2.2.2 成型與養(yǎng)護
        2.2.3 試件預處理
    2.3 砂漿基本性能
    2.4 硫酸鹽侵蝕試驗方法
        2.4.1 試驗方法
        2.4.2 嚴酷環(huán)境參數(shù)選擇
        2.4.3 試驗方案
    2.5 試驗測試方法
        2.5.1 硫酸根離子含量
        2.5.2 硫酸鹽劣化規(guī)律
        2.5.3 微觀測試
    2.6 本章小結
第三章 硫酸鹽半浸泡下砂漿侵蝕機理研究
    3.1 硫酸鹽半浸泡下砂漿的損傷劣化規(guī)律
        3.1.1 硫酸鹽半浸泡下砂漿中的硫酸根離子傳輸
        3.1.2 硫酸鹽半浸泡下砂漿的質量變化規(guī)律
        3.1.3 硫酸鹽半浸泡下砂漿的相對動彈性模量的變化規(guī)律
        3.1.4 硫酸鹽半浸泡下砂漿的侵蝕機理
    3.2 水膠比對硫酸鹽半浸泡下砂漿劣化的影響
        3.2.1 水膠比對硫酸鹽半浸泡下砂漿硫酸根離子傳輸?shù)挠绊?br>        3.2.2 水膠比對硫酸鹽半浸泡下砂漿質量變化的影響
        3.2.3 水膠比對硫酸鹽半浸泡下砂漿相對動彈性模量變化的影響
        3.2.4 水膠比對硫酸鹽半浸泡下砂漿的侵蝕機理的影響
    3.3 侵蝕溶液濃度對硫酸鹽半浸泡下砂漿劣化的影響
        3.3.1 侵蝕溶液濃度對硫酸鹽半浸泡下砂漿硫酸根離子傳輸?shù)挠绊?br>        3.3.2 侵蝕溶液濃度對硫酸鹽半浸泡下砂漿質量變化的影響
        3.3.3 溶液濃度對半浸泡砂漿相對動彈性模量變化的影響
        3.3.4 侵蝕溶液濃度對硫酸鹽半浸泡下砂漿的侵蝕機理的影響
    3.4 外界濕度對硫酸鹽半浸泡下砂漿劣化的影響
        3.4.1 外界濕度對硫酸鹽半浸泡下砂漿硫酸根離子傳輸?shù)挠绊?br>        3.4.2 外界濕度對硫酸鹽半浸泡下砂漿質量變化的影響
        3.4.3 外界濕度對硫酸鹽半浸泡下砂漿相對動彈性模量變化的影響
        3.4.4 外界濕度對硫酸鹽半浸泡下砂漿的侵蝕機理的影響
    3.5 外界溫度對硫酸鹽半浸泡下砂漿劣化的影響
        3.5.1 外界溫度對硫酸鹽半浸泡下砂漿硫酸根離子傳輸?shù)挠绊?br>        3.5.2 外界溫度對硫酸鹽半浸泡下砂漿質量變化的影響
        3.5.3 外界溫度對硫酸鹽半浸泡下砂漿相對動彈性模量變化的影響
        3.5.4 外界溫度對硫酸鹽半浸泡下砂漿的侵蝕機理的影響
    3.6 礦物摻合料對硫酸鹽半浸泡下砂漿劣化的影響
        3.6.1 礦物摻合料對硫酸鹽半浸泡下砂漿外觀形貌的影響
        3.6.2 礦物摻合料對硫酸鹽半浸泡下砂漿硫酸根離子傳輸?shù)挠绊?br>        3.6.3 礦物摻合料對硫酸鹽半浸泡下砂漿質量變化的影響
        3.6.4 礦物摻合料對半浸泡砂漿相對動彈性模量變化的影響
        3.6.5 礦物摻合料對硫酸鹽半浸泡下砂漿的侵蝕機理的影響
    3.7 本章小結
第四章 溫濕度循環(huán)下半浸泡砂漿的侵蝕機理研究
    4.1 溫濕度循環(huán)對硫酸鈉半浸泡砂漿的損傷劣化的影響
        4.1.1 濕度循環(huán)對半浸泡砂漿的損傷劣化規(guī)律的影響
        4.1.2 溫度循環(huán)對半浸泡砂漿的損傷劣化的影響
        4.1.3 溫濕度循環(huán)對半浸泡砂漿的損傷劣化的影響
    4.2 溫濕度循環(huán)下半浸泡砂漿的侵蝕機理
        4.2.1 溫濕度循環(huán)下半浸泡砂漿的損傷劣化規(guī)律
        4.2.2 溫濕度循環(huán)下半浸泡砂漿的機理分析
    4.3 本章小結
第五章 表面防護對半浸泡砂漿物理侵蝕的影響
    5.1 表面涂層砂漿半浸泡在硫酸鈉溶液中的損傷劣化規(guī)律
        5.1.1 外部形貌
        5.1.2 半涂表面防護材料對對半浸泡砂漿損傷劣化規(guī)律的影響
        5.1.3 全涂表面防護材料對半浸泡砂漿的損傷劣化規(guī)律的影響
        5.1.4 表面涂層對半浸泡砂漿的損傷劣化規(guī)律的影響
    5.2 表面涂層砂漿半浸泡在硫酸鈉溶液中的侵蝕機理
        5.2.1 腐蝕產物
        5.2.2 孔隙率
        5.2.3 X-CT結果
    5.3 本章小結
第六章 半浸泡砂漿的硫酸根離子傳輸機理研究
    6.1 固定溫濕度下半浸泡砂漿的硫酸根離子傳輸規(guī)律
        6.1.1 半浸泡砂漿的硫酸根離子傳輸規(guī)律
        6.1.2 水膠比對硫酸根離子傳輸?shù)挠绊?br>        6.1.3 侵蝕性溶液濃度對硫酸根離子傳輸?shù)挠绊?br>        6.1.4 溫度對硫酸根離子傳輸?shù)挠绊?br>        6.1.5 濕度對硫酸根離子傳輸?shù)挠绊?br>        6.1.6 礦物摻合料對硫酸根離子傳輸?shù)挠绊?br>    6.2 溫濕度循環(huán)下半浸泡砂漿的硫酸根離子傳輸規(guī)律
    6.3 表面防護對半浸泡砂漿的硫酸根離子傳輸規(guī)律的影響
    6.4 本章小結
第七章 硫酸鹽全浸泡下砂漿的侵蝕機理研究
    7.1 砂漿全浸泡在硫酸鹽中的損傷劣化規(guī)律
        7.1.1 砂漿全浸泡與半浸泡在硫酸鈉溶液中損傷區(qū)別
        7.1.2 水膠比對砂漿全浸泡在硫酸鹽中損傷劣化規(guī)律的影響
        7.1.3 侵蝕溶液對砂漿全浸泡在硫酸鹽中損傷劣化規(guī)律的影響
        7.1.4 溫度對砂漿全浸泡在硫酸鹽中損傷劣化規(guī)律的影響
        7.1.5 礦物摻合料對砂漿全浸泡在硫酸鹽中損傷劣化規(guī)律的影響
    7.2 砂漿全浸泡在硫酸鹽溶液中的侵蝕機理
        7.2.1 腐蝕產物
        7.2.2 孔隙率
        7.2.3 X-CT結果
    7.3 本章小結
第八章 全文結論與展望
    8.1 全文結論
        8.1.1 嚴酷環(huán)境下水泥基材料半浸泡的劣化機理以及影響機制
        8.1.2 表面防護對半浸泡砂漿物理侵蝕的影響
        8.1.3 嚴酷環(huán)境下半浸泡砂漿中硫酸根離子的傳輸機理
        8.1.4 嚴酷環(huán)境下砂漿全浸泡在硫酸鹽溶液中的損傷劣化
    8.2 創(chuàng)新點
    8.3 展望
參考文獻
作者簡介
    攻讀博士學位期間發(fā)表論文
    攻讀博士學位期間發(fā)明專利
    攻讀博士學位期間參與科研項目
    攻讀博士學位期間參加國際博士課程
    攻讀博士學位期間獲獎情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]混凝土無機表面處理技術研究進展[J]. 史才軍,汪越,潘曉穎,張健.  材料導報. 2017(13)
[2]硫鋁酸鹽水泥凈漿半浸泡在碳酸鈉溶液中的破壞機理[J]. 劉贊群,候樂,鄧德華,張豐燕.  硅酸鹽學報. 2017(05)
[3]硫酸鋁鹽水泥與硅酸鹽水泥凈漿水分蒸發(fā)區(qū)硫酸鹽破壞對比[J]. 劉贊群,李湘寧,鄧德華,候樂.  硅酸鹽學報. 2016(08)
[4]粉煤灰加劇半浸泡混凝土硫酸鹽侵蝕的研究[J]. 劉贊群,李湘寧,侯樂,施斌林,鄧德華.  建筑材料學報. 2017(03)
[5]水工混凝土大壩表面防護涂層材料研究進展[J]. 王媛怡,陳亮,汪在芹.  材料導報. 2016(09)
[6]水性環(huán)氧樹脂涂料研究與應用進展[J]. 牛凱輝,宋偉強,謝寶粘,吳龍超.  廣州化工. 2015(13)
[7]水泥混凝土硫酸鹽侵蝕綜述[J]. 劉超,馬忠誠,劉浩云.  材料導報. 2013(07)
[8]“混凝土硫酸鹽結晶破壞”微觀分析（Ⅱ）—混凝土[J]. 劉贊群,鄧德華,Geert De Schutter,劉運華.  硅酸鹽學報. 2012(05)
[9]“混凝土硫酸鹽結晶破壞”微觀分析（Ⅰ）——水泥凈漿[J]. 劉贊群,鄧德華,Geert DE SCHUTTER,劉運華.  硅酸鹽學報. 2012(02)
[10]關于“混凝土硫酸鹽結晶破壞”理論的研究進展[J]. 鄧德華,劉贊群,Geert DE SCHUTTER,劉運華.  硅酸鹽學報. 2012(02)

博士論文
[1]混凝土鹽結晶侵蝕機理與評價方法[D]. 馬昆林.中南大學 2009
[2]摻礦物摻合料水泥基材料的抗硫酸鹽侵蝕性研究[D]. 高禮雄.中國建筑材料科學研究院 2005



本文編號：3063145