【摘要】：在我國北方部分地區(qū)沙塵暴頻發(fā),土地鹽漬化嚴(yán)重,全年溫差大,干濕類型豐富,這些區(qū)域特殊自然環(huán)境是引起混凝土材料耐久性損傷失效的重要原因。本文以內(nèi)蒙古中西部地區(qū)土壤鹽堿化、風(fēng)沙和嚴(yán)寒環(huán)境為研究背景,用水泥砂漿代替混凝土以研究其表面在惡劣服役環(huán)境下的劣化機(jī)理。根據(jù)實地采樣分析結(jié)果配制復(fù)合鹽溶液,進(jìn)行復(fù)合鹽-凍融-干濕循環(huán)多因素組合作用下的快速腐蝕試驗。采用氣流挾沙噴射法,利用模擬風(fēng)沙環(huán)境侵蝕實驗系統(tǒng)進(jìn)行了沖蝕磨損試驗研究,用沖蝕率評價材料沖蝕磨損程度分析了不同沖蝕力學(xué)參數(shù)下的侵蝕規(guī)律。通過掃描電子顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡和X射線衍射儀等技術(shù)手段測定不同階段試件微觀形貌和化學(xué)成分,從微觀角度解釋水泥砂漿在不同劣化制度下沖蝕破壞機(jī)理,為該地區(qū)的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施防護(hù)和耐久性評價提供理論依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下:1.通過實地采樣,分析內(nèi)蒙古中西部地區(qū)代表性區(qū)域土樣易溶鹽種類和含量,配制快速腐蝕試驗所用的8%,10%和12%三種不同濃度的NaCl和Na2SO4復(fù)合鹽溶液,進(jìn)行復(fù)合鹽-凍融循環(huán)、復(fù)合鹽-干濕循環(huán)和復(fù)合鹽-凍融-干濕循環(huán)三組快速腐蝕試驗。2.三組快速腐蝕試驗后分別進(jìn)行水泥砂漿受風(fēng)沙沖蝕試驗,結(jié)果如下:(1)沖蝕率隨沖蝕角度的增加而增大,法向動能分量是造成脆性材料沖蝕破壞的主要原因;(2)沖蝕率隨著沖蝕速度的增大而呈現(xiàn)類指數(shù)增長趨勢,不同濃度和凍融循環(huán)次數(shù)下均呈現(xiàn)出相同的變化規(guī)律。(3)沖蝕率隨著下沙量的增加而減小;(4)復(fù)合鹽-凍融循環(huán)條件下,沖蝕率隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,試件的平均沖蝕率出現(xiàn)先減小后增大的趨勢,且不同溶液濃度下,凍融循環(huán)為10次時沖蝕率均達(dá)到最小;(5)復(fù)合鹽-干濕循環(huán)條件下,沖蝕率隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加先下降后上升,濃度越大沖蝕率變化趨勢越平緩,沖蝕率處于“低谷期”的時間越長;(6)復(fù)合鹽-凍融-干濕循環(huán)作用下,沖蝕率隨著凍融-干濕循環(huán)的經(jīng)歷一個先減小后增大的過程,濃度越高,上升段出現(xiàn)時間越晚。3.通過掃描電子顯微鏡(SEM)和激光共聚焦顯微鏡(LSCM)觀察試件表面形貌,利用X射線衍射儀(XRD)測定鹽腐蝕后試件表面化學(xué)成分,分析其沖蝕損傷規(guī)律,從微觀角度解釋混凝土材料受風(fēng)沙沖蝕破壞機(jī)理:(1)經(jīng)過三組快速腐蝕試驗后,水泥砂漿試件棱角部位均出現(xiàn)不同程度的脫落現(xiàn)象,上表面水泥漿剝落,側(cè)表面有白色物質(zhì)附著;(2)復(fù)合鹽溶液中的SO2-4和Cl-會與水泥砂漿發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成鈣礬石和石膏晶體,充斥在其內(nèi)部起到密實填充的作用,提高了抗沖蝕能力;(3)沖蝕機(jī)理表現(xiàn)為水平方向的切削作用和垂直方向的沖擊作用;(4)復(fù)合鹽-凍融循環(huán)條件下,化學(xué)反應(yīng)的晶體產(chǎn)物和低溫過飽和結(jié)晶的膨脹力,以及滲透壓和凍脹作用是影響其抗沖蝕磨損程度的主要因素;(5)復(fù)合鹽-干濕循環(huán)條件下,試件沖蝕率主要受其內(nèi)部的干縮、滲透和結(jié)晶膨脹等作用的影響;(6)復(fù)合鹽-凍融-干濕循環(huán)條件下,鹽離子遷移滲透,在材料內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng),再加之干燥收縮和低溫過飽和結(jié)晶等作用,水泥砂漿內(nèi)部結(jié)構(gòu)更容易變得酥松,是多重因素作用下的一系列物理變化和化學(xué)變化共同作用的結(jié)果。
[Abstract]:......
【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】：2017
【分類號】：TQ177.62

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2431412