基于硫酸鹽、氯鹽作用下地下粉煤灰混凝土性能研究
發(fā)布時間:2022-01-01 17:25
地下混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境區(qū)別于地上結(jié)構(gòu),存在圍巖荷載,水下部分存在滲透水壓,地下水中有時還存在氯鹽和硫酸鹽。在這種多因素耦合作用下,地下混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)滲漏水、掉塊脫落、拱部開裂等問題,因此需要改善混凝土的性能。最有效的辦法是改善混凝土的抗鹽滲透性。粉煤灰作為一種礦物摻合料,對混凝土在硫酸鹽、氯鹽腐蝕下的抗?jié)B性能有很大改善作用。本文對混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,借助具體試驗,對“滲流-應(yīng)力場”、硫酸鹽和氯鹽作用下粉煤灰混凝土的力學(xué)性能進(jìn)行研究,尋找最佳粉煤灰摻量。在最佳粉煤灰摻量下,研究粉煤灰混凝土在地下多因素環(huán)境下的力學(xué)性能、微觀機理;并分析單側(cè)腐蝕下硫酸鹽和氯鹽在地下粉煤灰混凝土中的傳輸機理和規(guī)律。(1)確定粉煤灰最佳摻量。粉煤灰摻量分別為0%、10%、30%、50%,水頭差(0、0.5MPa),荷載(0、50kN);炷粮g表觀現(xiàn)象、超聲聲速和抗壓強度結(jié)果表明:粉煤灰最佳摻量為30%。(2)研究粉煤灰混凝土在地下多因素環(huán)境下的力學(xué)性能、微觀機理。選擇最佳粉煤灰摻量(30%)、水頭差(0、0.3、0.5MPa)、荷載(0、50、100kN)、腐蝕時間(30、60、90d),進(jìn)行正交...
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究背景及意義
1.2 粉煤灰的研究
1.2.1 粉煤灰與滲透性
1.2.2 粉煤灰與強度
1.2.3 粉煤灰與水膠比
1.3 荷載和環(huán)境耦合作用研究
1.3.1 荷載和滲透綜合作用
1.3.2 荷載形式
1.4 粉煤灰與硫酸鹽
1.5 存在的問題
1.6 研究內(nèi)容、技術(shù)路線
1.6.1 研究內(nèi)容
1.6.2 技術(shù)路線
第2章 試驗材料和方法
2.1 試驗材料
2.1.1 砂的選擇
2.1.2 石子的選擇
2.1.3 水、膠凝材料和減水劑的選擇
2.2 混凝土配合比設(shè)計
2.3 試驗檢測方法及步驟
2.3.1 超聲波檢測方法
2.3.2 抗壓強度檢測方法
2.3.3 微觀檢測方法
2.3.4 分層離子濃度檢測方法
第3章 確定最佳粉煤灰摻量區(qū)間的探索性試驗
3.1 概述
3.2 試驗研究方案
3.2.1 試驗?zāi)康?br> 3.2.2 試件設(shè)計
3.2.3 試件分組
3.2.4 試驗方法及步驟
3.3 不同粉煤灰摻量混凝土試驗現(xiàn)象對比分析
3.4 不同粉煤灰摻量混凝土腐蝕超聲檢測結(jié)果分析
3.4.1 超聲波檢測結(jié)果
3.4.2 超聲聲速和腐蝕高度的關(guān)系
3.5 不同粉煤灰摻量混凝土強度結(jié)果分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 地下粉煤灰混凝土性能研究
4.1 試驗方案
4.1.1 試驗?zāi)康?br> 4.1.2 試件制作
4.1.3 試件分組
4.1.4 試驗方法
4.2 地下粉煤灰混凝土試件破壞形態(tài)
4.3 地下粉煤灰混凝土超聲波檢測
4.3.1 超聲波檢測方法
4.3.2 超聲檢測數(shù)據(jù)采集和處理
4.3.3 超聲規(guī)律分析
4.4 地下粉煤灰混凝土抗壓強度衰減規(guī)律
4.4.1 抗壓強度極差分析
4.4.2 抗壓強度方差分析
4.4.3 線性回歸
4.4.4 基于線性回歸的origin曲面擬合
4.4.5 抗壓強度和超聲聲速的關(guān)系
4.5 地下粉煤灰混凝土微觀檢測
4.5.1 XRD分析
4.5.2 SEM分析
4.6 本章總結(jié)
第5章 地下粉煤灰混凝土抗腐蝕性能研究
5.1 概述
5.2 試驗方案
5.2.1 試驗?zāi)康?br> 5.2.2 試件設(shè)計
5.2.3 試驗方法
5.3 地下粉煤灰混凝土腐蝕現(xiàn)象分析
5.3.1 側(cè)面腐蝕破壞形態(tài)
5.3.2 底面腐蝕破壞形態(tài)
5.4 腐蝕后地下粉煤灰混凝土強度分析
5.4.1 抗壓強度檢測值
5.4.2 腐蝕兩個月(60d)時各試驗分組地下粉煤灰混凝土強度變化
5.4.3 腐蝕0-180d時各試驗分組地下粉煤灰混凝土強度變化
5.5 腐蝕后地下粉煤灰混凝土超聲檢測
5.5.1 超聲檢測
5.5.2 超聲聲速檢測結(jié)果分析
5.5.3 腐蝕后地下粉煤灰混凝土腐蝕層厚度分析
5.6 腐蝕后地下粉煤灰混凝土微觀檢測結(jié)果
5.6.1 XRD結(jié)果
5.6.2 SEM結(jié)果
5.7 腐蝕后地下粉煤灰混凝土離子濃度檢測分析
5.7.1 離子傳輸規(guī)律概述
5.7.2 氯離子濃度分布
5.7.3 氯離子擴散系數(shù)
5.7.4 硫酸根離子濃度分布
5.7.5 硫酸根離子擴散系數(shù)
5.8 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
主要結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]西北旱區(qū)鹽湖盆地地下水化學(xué)組分源解析[J]. 秦子元,高瑞忠,張生,賈德彬,杜丹丹,張阿龍,王喜喜. 環(huán)境科學(xué)研究. 2019(11)
[2]荷載作用下粉煤灰混凝土硫酸鹽腐蝕研究[J]. 宋洋,劉東明,董澤,祝百茹. 非金屬礦. 2018(02)
[3]“滲流-應(yīng)力場”及SO42-—Cl-復(fù)合作用下混凝土性能劣化研究[J]. 尹蓉蓉,張晨晨,吳慶,李寶成. 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(06)
[4]預(yù)加荷載作用下粉煤灰/硅灰纖維混凝土氯離子滲透性能研究[J]. 何亞伯,陳保勛,劉素梅,忽彥鵬. 湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(03)
[5]渣土對C30混凝土力學(xué)性能的影響[J]. 魏成娟,榮輝,宋偉俊,齊占國,李向海,王海良. 混凝土. 2016(06)
[6]鐵路隧道襯砌嚴(yán)重開裂原因與處理典型案例[J]. 張民慶,何志軍,肖廣智,任誠敏,焦云洲. 鐵道工程學(xué)報. 2016(01)
[7]混凝土硫酸鹽腐蝕層厚度的超聲對測法研究[J]. 杜健民,李再婷,于貴霞,姬永生. 混凝土. 2015(10)
[8]粉煤灰摻量對高性能混凝土力學(xué)性能和滲透性能的影響[J]. 張慧蓮,倪玉祥,張守治. 廣東建材. 2015(10)
[9]載荷作用后粉煤灰混凝土氯離子滲透性能試驗研究[J]. 姜慧,喻孟雄,劉榮桂,殷惠光. 混凝土. 2015(03)
[10]大摻量粉煤灰混凝土長齡期的微觀結(jié)構(gòu)[J]. 張增起,張波,閻培渝,周予啟. 電子顯微學(xué)報. 2014(06)
博士論文
[1]疲勞荷載與環(huán)境耦合作用下混凝土氯離子傳輸行為及模型研究[D]. 於德美.長安大學(xué) 2017
[2]荷載和環(huán)境作用下銹蝕鋼筋混凝土柱的力學(xué)性能[D]. 李強.浙江大學(xué) 2015
[3]西部地區(qū)嚴(yán)酷環(huán)境下混凝土的耐久性與壽命預(yù)測[D]. 金祖權(quán).東南大學(xué) 2006
碩士論文
[1]隧道混凝土多因素定向腐蝕效應(yīng)與性能退化規(guī)律研究[D]. 李寶成.江蘇科技大學(xué) 2017
[2]干濕循環(huán)與荷載耦合作用下氯離子侵蝕混凝土模型研究[D]. 彭智.浙江大學(xué) 2010
本文編號:3562495
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究背景及意義
1.2 粉煤灰的研究
1.2.1 粉煤灰與滲透性
1.2.2 粉煤灰與強度
1.2.3 粉煤灰與水膠比
1.3 荷載和環(huán)境耦合作用研究
1.3.1 荷載和滲透綜合作用
1.3.2 荷載形式
1.4 粉煤灰與硫酸鹽
1.5 存在的問題
1.6 研究內(nèi)容、技術(shù)路線
1.6.1 研究內(nèi)容
1.6.2 技術(shù)路線
第2章 試驗材料和方法
2.1 試驗材料
2.1.1 砂的選擇
2.1.2 石子的選擇
2.1.3 水、膠凝材料和減水劑的選擇
2.2 混凝土配合比設(shè)計
2.3 試驗檢測方法及步驟
2.3.1 超聲波檢測方法
2.3.2 抗壓強度檢測方法
2.3.3 微觀檢測方法
2.3.4 分層離子濃度檢測方法
第3章 確定最佳粉煤灰摻量區(qū)間的探索性試驗
3.1 概述
3.2 試驗研究方案
3.2.1 試驗?zāi)康?br> 3.2.2 試件設(shè)計
3.2.3 試件分組
3.2.4 試驗方法及步驟
3.3 不同粉煤灰摻量混凝土試驗現(xiàn)象對比分析
3.4 不同粉煤灰摻量混凝土腐蝕超聲檢測結(jié)果分析
3.4.1 超聲波檢測結(jié)果
3.4.2 超聲聲速和腐蝕高度的關(guān)系
3.5 不同粉煤灰摻量混凝土強度結(jié)果分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 地下粉煤灰混凝土性能研究
4.1 試驗方案
4.1.1 試驗?zāi)康?br> 4.1.2 試件制作
4.1.3 試件分組
4.1.4 試驗方法
4.2 地下粉煤灰混凝土試件破壞形態(tài)
4.3 地下粉煤灰混凝土超聲波檢測
4.3.1 超聲波檢測方法
4.3.2 超聲檢測數(shù)據(jù)采集和處理
4.3.3 超聲規(guī)律分析
4.4 地下粉煤灰混凝土抗壓強度衰減規(guī)律
4.4.1 抗壓強度極差分析
4.4.2 抗壓強度方差分析
4.4.3 線性回歸
4.4.4 基于線性回歸的origin曲面擬合
4.4.5 抗壓強度和超聲聲速的關(guān)系
4.5 地下粉煤灰混凝土微觀檢測
4.5.1 XRD分析
4.5.2 SEM分析
4.6 本章總結(jié)
第5章 地下粉煤灰混凝土抗腐蝕性能研究
5.1 概述
5.2 試驗方案
5.2.1 試驗?zāi)康?br> 5.2.2 試件設(shè)計
5.2.3 試驗方法
5.3 地下粉煤灰混凝土腐蝕現(xiàn)象分析
5.3.1 側(cè)面腐蝕破壞形態(tài)
5.3.2 底面腐蝕破壞形態(tài)
5.4 腐蝕后地下粉煤灰混凝土強度分析
5.4.1 抗壓強度檢測值
5.4.2 腐蝕兩個月(60d)時各試驗分組地下粉煤灰混凝土強度變化
5.4.3 腐蝕0-180d時各試驗分組地下粉煤灰混凝土強度變化
5.5 腐蝕后地下粉煤灰混凝土超聲檢測
5.5.1 超聲檢測
5.5.2 超聲聲速檢測結(jié)果分析
5.5.3 腐蝕后地下粉煤灰混凝土腐蝕層厚度分析
5.6 腐蝕后地下粉煤灰混凝土微觀檢測結(jié)果
5.6.1 XRD結(jié)果
5.6.2 SEM結(jié)果
5.7 腐蝕后地下粉煤灰混凝土離子濃度檢測分析
5.7.1 離子傳輸規(guī)律概述
5.7.2 氯離子濃度分布
5.7.3 氯離子擴散系數(shù)
5.7.4 硫酸根離子濃度分布
5.7.5 硫酸根離子擴散系數(shù)
5.8 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
主要結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]西北旱區(qū)鹽湖盆地地下水化學(xué)組分源解析[J]. 秦子元,高瑞忠,張生,賈德彬,杜丹丹,張阿龍,王喜喜. 環(huán)境科學(xué)研究. 2019(11)
[2]荷載作用下粉煤灰混凝土硫酸鹽腐蝕研究[J]. 宋洋,劉東明,董澤,祝百茹. 非金屬礦. 2018(02)
[3]“滲流-應(yīng)力場”及SO42-—Cl-復(fù)合作用下混凝土性能劣化研究[J]. 尹蓉蓉,張晨晨,吳慶,李寶成. 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(06)
[4]預(yù)加荷載作用下粉煤灰/硅灰纖維混凝土氯離子滲透性能研究[J]. 何亞伯,陳保勛,劉素梅,忽彥鵬. 湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(03)
[5]渣土對C30混凝土力學(xué)性能的影響[J]. 魏成娟,榮輝,宋偉俊,齊占國,李向海,王海良. 混凝土. 2016(06)
[6]鐵路隧道襯砌嚴(yán)重開裂原因與處理典型案例[J]. 張民慶,何志軍,肖廣智,任誠敏,焦云洲. 鐵道工程學(xué)報. 2016(01)
[7]混凝土硫酸鹽腐蝕層厚度的超聲對測法研究[J]. 杜健民,李再婷,于貴霞,姬永生. 混凝土. 2015(10)
[8]粉煤灰摻量對高性能混凝土力學(xué)性能和滲透性能的影響[J]. 張慧蓮,倪玉祥,張守治. 廣東建材. 2015(10)
[9]載荷作用后粉煤灰混凝土氯離子滲透性能試驗研究[J]. 姜慧,喻孟雄,劉榮桂,殷惠光. 混凝土. 2015(03)
[10]大摻量粉煤灰混凝土長齡期的微觀結(jié)構(gòu)[J]. 張增起,張波,閻培渝,周予啟. 電子顯微學(xué)報. 2014(06)
博士論文
[1]疲勞荷載與環(huán)境耦合作用下混凝土氯離子傳輸行為及模型研究[D]. 於德美.長安大學(xué) 2017
[2]荷載和環(huán)境作用下銹蝕鋼筋混凝土柱的力學(xué)性能[D]. 李強.浙江大學(xué) 2015
[3]西部地區(qū)嚴(yán)酷環(huán)境下混凝土的耐久性與壽命預(yù)測[D]. 金祖權(quán).東南大學(xué) 2006
碩士論文
[1]隧道混凝土多因素定向腐蝕效應(yīng)與性能退化規(guī)律研究[D]. 李寶成.江蘇科技大學(xué) 2017
[2]干濕循環(huán)與荷載耦合作用下氯離子侵蝕混凝土模型研究[D]. 彭智.浙江大學(xué) 2010
本文編號:3562495
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