本文關(guān)鍵詞：鹽浸侵蝕作用下混凝土受風(fēng)沙沖蝕試驗(yàn)研究

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【摘要】：內(nèi)蒙古中西部區(qū)域地跨我國的西北及華北地區(qū),自然環(huán)境因素復(fù)雜,是沙塵暴的頻發(fā)區(qū),且鹽漬土分布廣泛,該地區(qū)的房屋、公路和橋梁等一些混凝土基礎(chǔ)設(shè)施長期遭受鹽漬土及風(fēng)沙環(huán)境的侵蝕,鹽漬土中各種易溶鹽成分會對混凝土產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕作用,引起混凝土劣化,當(dāng)挾沙風(fēng)掠過其表面,造成雙重的侵蝕磨損,嚴(yán)重威脅其耐久性和安全性。本文對內(nèi)蒙古中西部地區(qū)鹽漬土及風(fēng)沙環(huán)境特征進(jìn)行分析,根據(jù)該地區(qū)自然侵蝕環(huán)境特點(diǎn),模擬實(shí)際工程服役條件。根據(jù)鹽漬土中含量較高的易溶鹽成分,配制了不同濃度復(fù)合鹽侵蝕溶液,又根據(jù)復(fù)合鹽溶液中易溶鹽種類分別配制了單鹽侵蝕溶液進(jìn)行對比試驗(yàn),采用氣流挾沙噴射法對鹽溶液長期浸泡后的混凝土進(jìn)行風(fēng)沙沖蝕試驗(yàn),研究不同鹽溶液浸泡后的混凝土在不同沖蝕力學(xué)參數(shù)下的沖蝕規(guī)律及損傷機(jī)理。本課題受國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《嚴(yán)寒環(huán)境下西部鹽漬區(qū)道面混凝土受風(fēng)沙侵蝕損傷機(jī)理研》(批準(zhǔn)號:51468049)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《風(fēng)沙環(huán)境下鋼結(jié)構(gòu)涂層侵蝕力學(xué)行為及損傷評價(jià)研究》(批準(zhǔn)號:11162011)的資助,具體內(nèi)容如下:1.本文對內(nèi)蒙古中西部鹽漬土及風(fēng)沙環(huán)境特征進(jìn)行了大量的研究,分析了該地區(qū)鹽漬土的主要類型、鹽漬土中主要易溶鹽成分及各成分對建筑物的損傷特征,并對該地區(qū)沙塵氣象環(huán)境特征進(jìn)行分析,以選擇適當(dāng)?shù)臎_蝕力學(xué)參數(shù)。2.根據(jù)內(nèi)蒙古中西部鹽漬化較嚴(yán)重地區(qū)的鹽漬土的主要易溶鹽成分,配制復(fù)合鹽侵蝕溶液,又根據(jù)復(fù)合鹽中鹽分類型,分別配制了各單鹽侵蝕對比溶液,進(jìn)行混凝土長期浸泡試驗(yàn),在不同侵蝕齡期,宏觀上對混凝土進(jìn)行表觀形態(tài)、質(zhì)量損失和強(qiáng)度衰減進(jìn)行了分析,微觀層次對混凝土進(jìn)行微觀形貌、EDX能譜及化學(xué)成分分析,得出鹽類對混凝土的侵蝕主要以化學(xué)侵蝕為主,加之鹽類結(jié)晶膨脹作用的疊加,加劇了混凝土開裂和性能的劣化,引起最終的破壞。3.采用氣流挾沙噴射法,在不同沖蝕力學(xué)參數(shù)(速度、角度、下沙率)下,對鹽浸后混凝土進(jìn)行風(fēng)沙沖蝕試驗(yàn)研究,并利用掃描電子顯微鏡和超景深三維顯微鏡觀測表面損傷形貌,分析其損傷機(jī)理。結(jié)果表明:(1)同種鹽浸條件下的混凝土的失重量和沖蝕率在相同條件下均隨沖蝕速度的增大而增大;(2)同種鹽浸條件下的混凝土的失重量和沖蝕率在相同條件下均隨沖蝕角度的增大而增加,并在90°時達(dá)到最大值;(3)同種鹽浸條件下的混凝土的失重量在相同條件下,隨下沙率的增加先增加后緩慢下降;沖蝕率隨下沙率的增加先增大后快速減小,在一定范圍內(nèi)最明顯;(4)短期鹽侵蝕混凝土的沖蝕率與表層漿體膨脹產(chǎn)物生成量有直接關(guān)系,對于長期鹽侵蝕的混凝土來說,沖蝕率與其剝落程度有關(guān),經(jīng)鹽侵蝕后的混凝土抵抗風(fēng)沙沖蝕能力減弱。4.通過對混凝土沖蝕損傷表面進(jìn)行SEM形貌及LSCM三維形貌觀測分析,其破壞機(jī)理表現(xiàn)為:風(fēng)沙對混凝土的沖蝕磨損同時存在水平切削作用和正面沖擊作用。在低沖蝕角度下,水平方向上的應(yīng)力分量相對較大,作用于混凝土表面主要為水平切削作用,對混凝土表面以劃傷破壞作用為主;在高沖蝕角度下,垂直方向上的應(yīng)力分量相對較大,混凝土表面主要承受正面的沖擊作用,破壞主要為沖擊破碎作用,使混凝土表面產(chǎn)生微裂紋,微裂紋交叉擴(kuò)展,導(dǎo)致材料脆性斷裂和剝落。
【關(guān)鍵詞】：混凝土 鹽漬環(huán)境 風(fēng)沙環(huán)境 長期浸蝕 沖蝕磨損 損傷機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU528
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及研究意義10-11
• 1.2 混凝土耐久性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 單侵蝕因素作用下混凝土耐久性損傷研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 多侵蝕因素作用下混凝土耐久性損傷研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 研究內(nèi)容15
• 1.4 研究技術(shù)路線15-17
• 1.5 本文的創(chuàng)新點(diǎn)17-18
• 第二章 內(nèi)蒙古中西部地區(qū)鹽漬及風(fēng)沙環(huán)境特征分析18-30
• 2.1 內(nèi)蒙古中西部鹽漬土腐蝕環(huán)境特征分析18-25
• 2.1.1 內(nèi)蒙古中西部自然概況18-19
• 2.1.2 內(nèi)蒙古中西部鹽漬土的分布19
• 2.1.3 鹽漬土土樣的采集與制備19-20
• 2.1.4 鹽漬土土樣鹽堿指標(biāo)的測定20
• 2.1.5 鹽漬土易溶鹽檢測結(jié)果20-22
• 2.1.6 鹽漬土腐蝕環(huán)境特征分析22-23
• 2.1.7 鹽漬土腐蝕機(jī)理分析23-25
• 2.2 內(nèi)蒙古中西部風(fēng)沙環(huán)境特征分析25-28
• 2.2.1 沙塵天氣的分類25-26
• 2.2.2 內(nèi)蒙古中西部沙漠分布概況26-27
• 2.2.3 沙塵暴的時間分布特征27-28
• 2.3 綜合環(huán)境特征分析28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 混凝土材料的配制及性能測試30-34
• 3.1 試件的配制30-31
• 3.2 混凝土試件尺寸及物理性能31-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第四章 混凝土的復(fù)合鹽與單鹽長期浸泡試驗(yàn)及其腐蝕機(jī)理研究34-46
• 4.1 試驗(yàn)工況設(shè)計(jì)34
• 4.2 復(fù)合鹽及單鹽侵蝕溶液濃度設(shè)計(jì)34-35
• 4.3 長期浸泡試驗(yàn)制度與方法35-36
• 4.4 混凝土復(fù)合鹽溶液浸泡試驗(yàn)結(jié)果36-39
• 4.4.1 宏觀現(xiàn)象36
• 4.4.2 微觀結(jié)構(gòu)36-37
• 4.4.3 復(fù)合鹽溶液長期浸泡作用后質(zhì)量變化規(guī)律37-38
• 4.4.4 復(fù)合鹽溶液長期浸泡后強(qiáng)度變化規(guī)律38-39
• 4.5 混凝土單鹽溶液浸泡試驗(yàn)結(jié)果39-44
• 4.5.1 單鹽浸泡作用后混凝土表觀現(xiàn)象39-40
• 4.5.2 單鹽溶液浸泡作用后的微觀結(jié)構(gòu)40-43
• 4.5.3 單鹽溶液浸泡作用對質(zhì)量的影響43
• 4.5.4 單鹽溶液浸泡作用后強(qiáng)度變化規(guī)律43-44
• 4.6 鹽浸混凝土腐蝕破壞機(jī)理44-45
• 4.7 本章小結(jié)45-46
• 第五章 鹽浸侵蝕后混凝土受風(fēng)沙環(huán)境沖蝕試驗(yàn)研究46-60
• 5.1 試驗(yàn)工況設(shè)計(jì)46
• 5.2 風(fēng)沙侵蝕試驗(yàn)方法及試驗(yàn)裝置46-48
• 5.2.1 沖蝕試驗(yàn)方法46-47
• 5.2.2 沖蝕試驗(yàn)裝置47-48
• 5.3 沖蝕磨損試驗(yàn)條件48-51
• 5.3.1 風(fēng)沙流粒子的特征48-49
• 5.3.2 風(fēng)沙流的沖蝕角度49
• 5.3.3 風(fēng)沙流的沖蝕速度49-50
• 5.3.4 下沙率50-51
• 5.3.5 風(fēng)沙流沖蝕時間51
• 5.4 沖蝕磨損試驗(yàn)研究51-59
• 5.4.1 沖蝕磨損程度的表征方法51-53
• 5.4.2 不同沖蝕力學(xué)參數(shù)下混凝土的沖蝕磨損53-58
• 5.4.3 鹽溶液腐蝕對混凝土沖蝕率的影響58-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第六章 混凝土受風(fēng)沙沖蝕磨損損傷機(jī)理分析60-67
• 6.1 混凝土沖蝕磨損損傷機(jī)理分析60-61
• 6.2 混凝土沖蝕SEM形貌及損傷機(jī)理分析61-63
• 6.2.1 混凝土沖蝕前形貌61
• 6.2.2 混凝土沖蝕后形貌及機(jī)理分析61-63
• 6.3 混凝土沖蝕LSCM三維形貌及損傷機(jī)理分析63-66
• 6.3.1 混凝土沖蝕后三維形貌64-65
• 6.3.2 混凝土沖蝕后形貌及機(jī)理分析65-66
• 6.4 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 致謝73-74
• 在讀期間取得的科研成果74-75
• 作者簡介75

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1 高麗君;;淺談混凝土裂縫的預(yù)防與處理[J];新疆有色金屬;2006年02期

2 張風(fēng);;談混凝土的施工[J];化工之友;2006年07期

3 劉景生;;功能混凝土[J];廣東建材;2007年04期

4 劉曉剛;李穎;;淺談混凝土裂縫的控制[J];糧食流通技術(shù);2007年03期

5 程e，

本文編號：648724