凍融循環(huán)對(duì)于混凝土的強(qiáng)度和耐久性具有顯著的破壞作用,會(huì)使得混凝土結(jié)構(gòu)的服役壽命大大縮短。對(duì)于水化尚未完全、內(nèi)部結(jié)構(gòu)脆弱的早齡期混凝土,凍融循環(huán)的破壞則更為嚴(yán)重。學(xué)界對(duì)于混凝土受凍破壞機(jī)理的研究已經(jīng)有了幾十年的歷史,提出了多種凍融破壞機(jī)理假說,但至今仍未能完全解釋所有的凍融破壞現(xiàn)象。因此,進(jìn)行早齡期受凍混凝土的試驗(yàn)研究,通過試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)凍融循環(huán)的劣化效果,揭示混凝土內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的演化過程,對(duì)于研究混凝土的凍融破壞機(jī)理十分必要。本文對(duì)于早齡期受凍混凝土開展了一系列宏觀和微觀試驗(yàn)研究,試驗(yàn)中采用0.3和0.5兩個(gè)水灰比,分別代表高強(qiáng)度混凝土和普通混凝土。宏觀試驗(yàn)包括抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和氯離子滲透性試驗(yàn)。抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明,早齡期凍融循環(huán)對(duì)于低水灰比混凝土的強(qiáng)度沒有影響,而高水灰比混凝土的強(qiáng)度則會(huì)隨著受凍齡期提前而下降,7天齡期受凍的強(qiáng)度損失率為14.4%,1天齡期時(shí)受凍的強(qiáng)度損失率為27.6%。氯離子滲透性試驗(yàn)表明,低水灰比混凝土無論受凍與否滲透性均為低水平,而1天齡期受凍的高水灰比混凝土滲透性則會(huì)從中等水平變?yōu)楦咚?抗?jié)B性明顯劣化。微觀試驗(yàn)包括MIP（Mercury Intrusion Po... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

凍融循環(huán)后的混凝土TGA/DSC曲線:(a)100次循環(huán)和(b)200次循環(huán)

第1章緒論8參數(shù)。BenLi[30]等基于MIP試驗(yàn)和差熱分析(differentialscanningcalorimetry,DSC)提出了新的受凍損傷參數(shù)模型，并給出了不同凍融循環(huán)次數(shù)下的混凝土孔徑分布曲線，如圖1.2所示。在300次循環(huán)之后，峰值孔徑從40nm增長到了50nm；100nm到1000nm之間的孔隙體積含量明顯增加，這說明隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增長，有害孔隙的數(shù)量明顯增加。圖1.2不同凍融循環(huán)次數(shù)下的混凝土孔徑分布曲線Zhang等[31]研究了孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)于引氣混凝土抗凍性的影響。研究中采用了MIP、氣體吸附法、導(dǎo)線法和X射線CT進(jìn)行了多尺度的孔隙結(jié)構(gòu)研究，獲取了0.35nm~350μm間的混凝土孔隙結(jié)構(gòu)信息。試驗(yàn)結(jié)果表明含氣量是影響引氣混凝土抗凍性的主要因素。Sumanta等[32]綜合運(yùn)用了同步輻射X射線斷層掃描（synchrotronX-raytomography,XRT）、MIP、SEM和納米壓痕測(cè)定了粉煤灰凈漿試樣的孔隙結(jié)構(gòu)和微觀力學(xué)性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，XRT和MIP在0.75-5μm范圍孔徑范圍內(nèi)具有較好的可比性。應(yīng)當(dāng)指出，MIP法的連通圓柱體孔假設(shè)與現(xiàn)實(shí)情況并不一致，會(huì)使得測(cè)定的孔結(jié)構(gòu)信息出現(xiàn)偏差，因此有學(xué)者對(duì)于MIP法是否適用于混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)測(cè)定仍存在疑問[33]。不過，由于MIP法操作簡單便捷并且重現(xiàn)性良好，所以仍然廣泛地應(yīng)用于水泥基材料的孔隙結(jié)構(gòu)表征[34]。

第1章緒論9（2）BSE法BSE法能夠精細(xì)地觀測(cè)混凝土的一個(gè)局部區(qū)域，識(shí)別該區(qū)域的孔隙，然后通過圖像分析的方法統(tǒng)計(jì)該區(qū)域的孔隙直徑分布，從而得到混凝土孔隙結(jié)構(gòu)的信息。背散射電鏡法的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的分辨率，能夠識(shí)別0.1μm以上的孔隙；缺點(diǎn)則是觀測(cè)的范圍較小，如果選取的觀測(cè)區(qū)域沒有足夠的代表性，則容易造成較大的誤差。Lange和Jennings[35]最早采用了背散射電鏡圖像分析的方法進(jìn)行水泥基材料的孔結(jié)構(gòu)識(shí)別。試驗(yàn)中選用了純水泥凈漿、含硅灰凈漿和砂漿試樣，并比較了背散射圖像分析與壓汞法測(cè)得的孔隙結(jié)構(gòu)信息。Jacobsen等[36]通過掃描電子顯微鏡和背散射電鏡觀測(cè)了受凍混凝土的微觀形貌。試驗(yàn)中的混凝土水灰比為0.40，BSE觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，受凍會(huì)在混凝土的硬化漿體中形成寬度為1~10μm的微裂紋，并且裂紋往往在骨料邊緣擴(kuò)展。Igarashi等[37]運(yùn)用SEM-BSE圖像分析的方法研究了早齡期高強(qiáng)度混凝土的毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)特征。試驗(yàn)所用的混凝土水膠比為0.25，BSE試驗(yàn)在12小時(shí)和24小時(shí)齡期時(shí)進(jìn)行。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在如此早的測(cè)試齡期條件下，混凝土中的毛細(xì)孔呈現(xiàn)不連續(xù)分布的特征。Cwirzen[38]等通過背散射掃描電鏡BSE試驗(yàn)觀測(cè)了受凍對(duì)于含硅灰高性能混凝土過渡區(qū)（interfacialtransitionzone,ITZ）的影響，如圖1.3所示。結(jié)果表明，過渡區(qū)的寬度大致在30~50μm。在凍融循環(huán)過程中，過渡區(qū)的存在加快了孔隙溶液的遷移速度，從而加速了凍融損傷機(jī)制。試驗(yàn)中具有較好抗凍性能的混凝土表現(xiàn)出過渡區(qū)的寬度較窄，而且具有較低的鈣硅比，合理添加硅灰可以使得過渡區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)更為密實(shí)。圖1.3受凍混凝土過渡區(qū)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]高原低溫環(huán)境下橋梁高性能混凝土的制備及性能研究[D]. 熊羽.東南大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3022863