【摘要】：在中國西部地區(qū),由于高寒嚴酷的氣候條件,受凍破壞成為水泥基材料損傷的重要原因之一。本文通過理論方法對受凍破壞過程中物理變化進行闡述,對材料在凍融循環(huán)過程中的損傷程度進行定量化分析,從而提高其抵抗凍融破壞的能力。飽水度和體積模量是影響水泥基材料變形的兩個重要參數(shù)。本文通過表征材料孔隙內的水分的“毛細管凝結”,“吸附和脫附”以及“墨水瓶效應”等現(xiàn)象,建立起材料的水分分布模型。此外,基于多層夾雜模型對一定骨料粒徑分布的水泥基材料的力學性質進行表征。結果表明多層夾雜模型對材料的體積模量的表征有很好的適用性。本文對材料在完全飽和的狀態(tài)下的凍融循環(huán)過程進行了模擬。發(fā)現(xiàn)當材料完全飽水時,由于水轉化為冰時,孔隙內物質的密度會發(fā)生變化,使材料產生十分明顯的變形。這一變形會使材料自身發(fā)生損傷開裂。材料處于不飽水時,飽水度的大小會直接影響凍融過程中的變形。在材料含有氣泡時,氣泡作為低溫泵對水泥基材料的內部變化產生顯著的影響。同時結晶壓和靜水壓也被應用于含有氣泡的水泥基材料的分析中。本文對水泥基材料中不含鹽的條件下發(fā)生表面剝落的情況進行了闡述。一般認為,鹽的作用會使水泥基材料在凍融過程中產生表面剝落。而通過多孔介質力學的理論模擬發(fā)現(xiàn),即使不含鹽,在溫度降低時,材料的表面會迅速結冰,阻礙了孔溶液流動,降低了材料的滲透性,材料表面因此也會形成較大的拉伸力,促使材料表面剝落。最后,通過應變能和開裂能相等計算材料的開裂面積�；诖藢Σ牧系膿p傷程度進行定量化表征。
[Abstract]:In western China, freezing damage has become one of the important reasons of cement material damage due to the severe climate conditions of alpine and cold. In this paper, the physical changes in the process of freeze-thaw damage are described by theoretical method, and the damage degree of materials during freeze-thaw cycle is analyzed quantitatively, so as to improve the ability of resisting freeze-thaw damage. Saturation degree and bulk modulus are two important parameters that affect the deformation of cement based materials. In this paper, the water distribution model of the material is established through the phenomena of "capillary condensation", "adsorption and desorption" and "ink bottle effect" which characterize the moisture in the pores of the materials. In addition, the mechanical properties of cement-based materials with certain aggregate size distribution were characterized based on multi-layer inclusion model. The results show that the multilayer inclusion model is suitable for the characterization of bulk modulus of materials. In this paper, the freezing and thawing process of materials at full saturation is simulated. It is found that when the material is fully saturated, the density of the material in the pore will change when the water is converted to ice, and the material will be deformed obviously. This deformation will cause damage and cracking of the material itself. When the material is under water, the degree of saturation will directly affect the deformation of freeze-thaw process. When the material contains bubbles, the bubble as a cryogenic pump has a significant effect on the internal changes of cement-based materials. At the same time, crystallization pressure and hydrostatic pressure are also used in the analysis of cement-based materials containing bubbles. In this paper, the surface spalling of cement-based materials without salt is described. It is generally believed that the effect of salt causes the surface spalling of cement-based materials during freezing and thawing. Through the theoretical simulation of the mechanics of porous media, it is found that even without salt, the surface of the material will freeze rapidly when the temperature is lowered, which hinders the flow of the pore solution, reduces the permeability of the material, and thus forms a large tensile force on the surface of the material. Causes the material surface to flake off. Finally, the crack area of the material is calculated by strain energy and crack energy. Based on this, the damage degree of the material was quantitatively characterized.
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU528

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 蔣永惠,袁小林;幾種有機物在水泥基材料中的應用[J];新世紀水泥導報;2001年02期

2 張立華,許祥俊;水泥基材料水化產物的研究發(fā)展狀況評述[J];河南建材;2002年03期

3 李相國,梁文泉,馬保國,葉群山,王信剛;水泥基材料開裂敏感性評價方法分析[J];混凝土;2004年07期

4 張鵬;趙鐵軍;Wittmann F.H.;Lehmann E.;;基于中子成像的水泥基材料毛細吸水動力學研究[J];水利學報;2011年01期

5 蔣家奮;;水泥基材料的科技發(fā)展近況[J];上海建材學院學報;1990年04期

6 ;先進水泥基材料[J];中國建材科技;1999年01期

7 文寨軍;顏碧蘭;;淺談重大工程用水泥基材料的未來發(fā)展[J];中國建材;2014年04期

8 劉志勇;聚合物水泥基材料研究綜述[J];新型建筑材料;2000年01期

9 楊醫(yī)博,文梓蕓;水泥基材料的微波養(yǎng)護技術[J];低溫建筑技術;2001年03期

10 陳美祝,何真;彩色水泥基材料著色穩(wěn)定性研究[J];新型建筑材料;2002年02期

相關會議論文 前10條

1 姚武;吳科如;;水泥基材料損傷自愈合的理論與方法[A];2000年材料科學與工程新進展（下）——2000年中國材料研討會論文集[C];2000年

2 吳中偉;;特高強纖維水泥基材料[A];纖維水泥制品行業(yè)纖維增強水泥及其制品論文選集（1）（1960～2009）[C];2009年

3 趙順增;劉立;吳勇;曹淑萍;;電磁功能水泥基材料性能初探[A];中國硅酸鹽學會2003年學術年會論文摘要集[C];2003年

4 趙順增;劉立;吳勇;曹淑萍;;電磁功能水泥基材料性能初探[A];中國硅酸鹽學會2003年學術年會水泥基材料論文集（下冊）[C];2003年

5 馮奇;巴恒靜;梁傳棟;;二級界面對水泥基材料孔結構和性能的影響[A];中國硅酸鹽學會2003年學術年會水泥基材料論文集（上冊）[C];2003年

6 姚武;劉小艷;伍建平;;碳纖維水泥基材料溫-阻效應研究[A];先進纖維混凝土 試驗·理論·實踐——第十屆全國纖維混凝土學術會議論文集[C];2004年

7 余小燕;賈治龍;于良;陳宜亨;;短切纖維在不同環(huán)境下對水泥基材料斷裂韌性的影響[A];《硅酸鹽學報》創(chuàng)刊50周年暨中國硅酸鹽學會2007年學術年會論文摘要集[C];2007年

8 崔素萍;徐西奎;汪瀾;;水化環(huán)境對水泥基材料吸附重金屬離子性能的影響[A];第十屆全國水泥和混凝土化學及應用技術會議論文摘要集[C];2007年

9 謝友均;馬昆林;龍廣成;;硫酸鹽對水泥基材料物理侵蝕的試驗研究[A];第七屆全國混凝土耐久性學術交流會論文集[C];2008年

10 于利剛;余其俊;劉嵐;;雜化改性廢橡膠粉在水泥基材料中的水化作用[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

相關重要報紙文章 前10條

1 本報記者 劉莉;顯微鏡下看水泥[N];科技日報;2007年

2 樊躋宇;拉法基探討水泥基材料可持續(xù)發(fā)展[N];中華建筑報;2011年

3 駐江蘇記者杜小衛(wèi);江蘇水泥基材料創(chuàng)新成果累累[N];中國建材報;2011年

4 賀元棟;肥城米山公司攜手同濟大學建立水泥基材料研發(fā)實踐基地[N];中國建材報;2006年

5 本報記者 周芳燕;水泥基礎研究緣何受寵[N];中國高新技術產業(yè)導報;2002年

6 本報記者　 胡春明;水泥基材料應用技術成室內防水發(fā)展趨勢[N];中國建設報;2006年

7 王驊;法國高泰集團與同濟大學簽署合作協(xié)議[N];中國建材報;2010年

8 中國建筑材料工業(yè)規(guī)劃研究院;應對產能過剩關鍵在于轉變發(fā)展方式[N];中國建材報;2012年

9 中國建筑材料集團有限公司總經理 中國建筑材料科學研究總院院長 姚燕;低碳技術引領水泥混凝土行業(yè)科學發(fā)展[N];中國建材報;2011年

10 駐天津記者 郭關朝 特約記者 王寶芬;天津建材科研所取得良好業(yè)績[N];中國建材報;2006年

相關博士學位論文 前10條

1 龐曉，

本文編號：2233344