硫酸鹽環(huán)境下?lián)p傷混凝土的劣化機理與壽命預(yù)測
發(fā)布時間:2021-02-07 02:23
隨著“一帶一路”和“西部大開發(fā)”國家戰(zhàn)略的實施,大量的混凝土結(jié)構(gòu)服役于西部嚴(yán)酷鹽湖環(huán)境中;炷磷鳛橐环N多相、多組分的復(fù)合材料,在水化硬化階段和服役期間往往會產(chǎn)生初始缺陷和損傷,導(dǎo)致混凝土易遭受硫酸鹽侵蝕,體積增加、混凝土開裂;隨著損傷的不斷累積,傳輸-侵蝕破壞-開裂過程速度加劇,直至混凝土失效。然而目前有關(guān)混凝土耐久性設(shè)計大多依據(jù)無微裂縫、完整混凝土的研究成果,這在一定程度上高估了混凝土結(jié)構(gòu)的服役使用壽命。因此,研究不同損傷度混凝土在西部嚴(yán)酷環(huán)境下的劣化規(guī)律,探討不同因素對混凝土硫酸鹽傳輸行為的影響,建立硫酸鹽環(huán)境下混凝土壽命預(yù)測模型,這對實現(xiàn)混凝土耐久性設(shè)計具有重要的理論指導(dǎo)意義和工程實用價值。本文圍繞硫酸鹽環(huán)境下帶初始損傷的混凝土劣化機理與壽命預(yù)測,揭示了不同影響因素下混凝土性能劣化規(guī)律,分析了混凝土受硫酸鹽侵蝕過程中腐蝕產(chǎn)物的時變規(guī)律;同時定量表征了侵蝕過程中水泥基漿體內(nèi)部空間裂縫以及孔結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律。測試了硫酸根離子在混凝土中的時空分布,建立了硫酸鹽環(huán)境下?lián)p傷混凝土的壽命預(yù)測模型,并結(jié)合試驗數(shù)據(jù)和工程案例驗證了模型的合理性和可靠性。取得創(chuàng)新成果如下:(1)采用循環(huán)加載法實現(xiàn)混...
【文章來源】:東南大學(xué)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)】:197 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 混凝土受硫酸鹽侵蝕機理
1.2.2 混凝土硫酸鹽侵蝕影響因素
1.3 存在問題與不足
1.4 本文主要研究內(nèi)容
參考文獻
第二章 原材料及試驗方法
2.1 試驗原材料
2.1.1 水泥
2.1.2 粉煤灰
2.1.3 礦渣
2.1.4 集料
2.1.5 水
2.1.6 減水劑
2.2 混凝土配合比設(shè)計
2.2.1 混凝土硫酸鹽侵蝕因素的選取
2.2.2 混凝土配合比設(shè)計
2.2.3 試件制作及養(yǎng)護
2.3 基本性能
2.3.1 力學(xué)性能
2.3.2 孔結(jié)構(gòu)
2.4 試驗方法
2.4.1 初始損傷制作及表征
2.4.2 試件預(yù)處理
2.4.3 侵蝕溶液的選擇
2.4.4 侵蝕制度
2.4.5 磨粉取樣
2.4.6 硫酸鹽劣化測試指標(biāo)
2.4.7 硫酸根離子含量測定
2.4.8 微觀試驗
2.5 本章小結(jié)
參考文獻
第三章 干濕循環(huán)作用下混凝土硫酸鹽侵蝕性能研究
3.1 引言
3.2 干濕循環(huán)下混凝土在硫酸鈉溶液中的劣化過程
3.2.1 試驗方法
3.2.2 損傷度對劣化過程的影響
3.2.3 水灰比對劣化過程的影響
3.2.4 礦物摻合料對劣化過程的影響
3.3 累積損傷模型
3.3.1 模型建立
3.3.2 模型分析
3.4 本章小結(jié)
參考文獻
第四章 全浸泡作用下混凝土硫酸鹽侵蝕性能研究
4.1 引言
4.2 試驗方法
4.3 損傷度對劣化過程的影響
4.3.1 外觀形貌的變化
4.3.2 質(zhì)量變化
4.3.3 相對動彈性模量變化
4.3.4 微觀結(jié)構(gòu)分析
4.4 水灰比對劣化過程的影響
4.4.1 外觀形貌的變化
4.4.2 質(zhì)量變化
4.4.3 相對動彈性模量變化
4.4.4 微觀結(jié)構(gòu)分析
4.5 礦物摻合料對劣化過程的影響
4.5.1 質(zhì)量變化
4.5.2 相對動彈性模量變化
4.5.3 微觀結(jié)構(gòu)分析
4.6 硫酸鈉溶液的濃度對劣化過程的影響
4.6.1 外觀形貌的變化
4.6.2 質(zhì)量變化
4.6.3 相對動彈性模量變化
4.6.4 微觀結(jié)構(gòu)分析
4.7 硫酸鎂溶液對劣化過程的影響
4.7.1 外觀形貌的變化
4.7.2 質(zhì)量變化
4.7.3 相對動彈性模量變化
4.7.4 微觀結(jié)構(gòu)分析
4.8 硫酸鈉與氯化鈉混合鹽溶液對劣化過程的影響
4.8.1 外觀形貌的變化
4.8.2 質(zhì)量變化
4.8.3 相對動彈性模量變化
4.8.4 微觀結(jié)構(gòu)分析
4.9 本章小結(jié)
參考文獻
第五章 X-CT原位表征水泥凈漿硫酸鹽侵蝕性能研究
5.1 引言
5.2 X-CT的測試原理
5.3 試驗方法
5.4 三維立體圖的演變
5.4.1 外觀形貌的演變
5.4.2 三維裂縫分布的演變
5.5 三維孔結(jié)構(gòu)的演變
5.6 灰度值的演變
5.6.1 二維灰度值的演變
5.6.2 三維灰度值的演變
5.7 二維斷面圖的演變
5.8 侵蝕深度的演變
5.9 本章小結(jié)
參考文獻
第六章 全浸泡作用下混凝土硫酸根離子的擴散性能及壽命預(yù)測
6.1 引言
6.2 試驗方法
6.3 硫酸根離子傳輸規(guī)律
6.3.1 水灰比的影響
6.3.2 損傷度影響
6.3.3 礦物摻合料影響
6.3.4 硫酸鹽濃度影響
6.3.5 鎂離子影響
6.3.6 氯離子影響
6.4 硫酸鹽環(huán)境下?lián)p傷混凝土壽命預(yù)測模型的建立
6.4.1 擴散系數(shù)的計算
6.4.2 擴散系數(shù)確定
6.4.3 混凝土受硫酸鹽侵蝕剝落模型的建立
6.5 案例分析
6.5.1 案例1
6.5.2 案例2
6.6 本章小結(jié)
參考文獻
第七章 結(jié)論與創(chuàng)新點
7.1 全文結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點
7.3 展望
作者簡介
致謝
本文編號:3021483
【文章來源】:東南大學(xué)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)】:197 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 混凝土受硫酸鹽侵蝕機理
1.2.2 混凝土硫酸鹽侵蝕影響因素
1.3 存在問題與不足
1.4 本文主要研究內(nèi)容
參考文獻
第二章 原材料及試驗方法
2.1 試驗原材料
2.1.1 水泥
2.1.2 粉煤灰
2.1.3 礦渣
2.1.4 集料
2.1.5 水
2.1.6 減水劑
2.2 混凝土配合比設(shè)計
2.2.1 混凝土硫酸鹽侵蝕因素的選取
2.2.2 混凝土配合比設(shè)計
2.2.3 試件制作及養(yǎng)護
2.3 基本性能
2.3.1 力學(xué)性能
2.3.2 孔結(jié)構(gòu)
2.4 試驗方法
2.4.1 初始損傷制作及表征
2.4.2 試件預(yù)處理
2.4.3 侵蝕溶液的選擇
2.4.4 侵蝕制度
2.4.5 磨粉取樣
2.4.6 硫酸鹽劣化測試指標(biāo)
2.4.7 硫酸根離子含量測定
2.4.8 微觀試驗
2.5 本章小結(jié)
參考文獻
第三章 干濕循環(huán)作用下混凝土硫酸鹽侵蝕性能研究
3.1 引言
3.2 干濕循環(huán)下混凝土在硫酸鈉溶液中的劣化過程
3.2.1 試驗方法
3.2.2 損傷度對劣化過程的影響
3.2.3 水灰比對劣化過程的影響
3.2.4 礦物摻合料對劣化過程的影響
3.3 累積損傷模型
3.3.1 模型建立
3.3.2 模型分析
3.4 本章小結(jié)
參考文獻
第四章 全浸泡作用下混凝土硫酸鹽侵蝕性能研究
4.1 引言
4.2 試驗方法
4.3 損傷度對劣化過程的影響
4.3.1 外觀形貌的變化
4.3.2 質(zhì)量變化
4.3.3 相對動彈性模量變化
4.3.4 微觀結(jié)構(gòu)分析
4.4 水灰比對劣化過程的影響
4.4.1 外觀形貌的變化
4.4.2 質(zhì)量變化
4.4.3 相對動彈性模量變化
4.4.4 微觀結(jié)構(gòu)分析
4.5 礦物摻合料對劣化過程的影響
4.5.1 質(zhì)量變化
4.5.2 相對動彈性模量變化
4.5.3 微觀結(jié)構(gòu)分析
4.6 硫酸鈉溶液的濃度對劣化過程的影響
4.6.1 外觀形貌的變化
4.6.2 質(zhì)量變化
4.6.3 相對動彈性模量變化
4.6.4 微觀結(jié)構(gòu)分析
4.7 硫酸鎂溶液對劣化過程的影響
4.7.1 外觀形貌的變化
4.7.2 質(zhì)量變化
4.7.3 相對動彈性模量變化
4.7.4 微觀結(jié)構(gòu)分析
4.8 硫酸鈉與氯化鈉混合鹽溶液對劣化過程的影響
4.8.1 外觀形貌的變化
4.8.2 質(zhì)量變化
4.8.3 相對動彈性模量變化
4.8.4 微觀結(jié)構(gòu)分析
4.9 本章小結(jié)
參考文獻
第五章 X-CT原位表征水泥凈漿硫酸鹽侵蝕性能研究
5.1 引言
5.2 X-CT的測試原理
5.3 試驗方法
5.4 三維立體圖的演變
5.4.1 外觀形貌的演變
5.4.2 三維裂縫分布的演變
5.5 三維孔結(jié)構(gòu)的演變
5.6 灰度值的演變
5.6.1 二維灰度值的演變
5.6.2 三維灰度值的演變
5.7 二維斷面圖的演變
5.8 侵蝕深度的演變
5.9 本章小結(jié)
參考文獻
第六章 全浸泡作用下混凝土硫酸根離子的擴散性能及壽命預(yù)測
6.1 引言
6.2 試驗方法
6.3 硫酸根離子傳輸規(guī)律
6.3.1 水灰比的影響
6.3.2 損傷度影響
6.3.3 礦物摻合料影響
6.3.4 硫酸鹽濃度影響
6.3.5 鎂離子影響
6.3.6 氯離子影響
6.4 硫酸鹽環(huán)境下?lián)p傷混凝土壽命預(yù)測模型的建立
6.4.1 擴散系數(shù)的計算
6.4.2 擴散系數(shù)確定
6.4.3 混凝土受硫酸鹽侵蝕剝落模型的建立
6.5 案例分析
6.5.1 案例1
6.5.2 案例2
6.6 本章小結(jié)
參考文獻
第七章 結(jié)論與創(chuàng)新點
7.1 全文結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點
7.3 展望
作者簡介
致謝
本文編號:3021483
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