【摘要】：“一帶一路”戰(zhàn)略中“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”的快速建設(shè),為廣大西部地區(qū)帶來(lái)了大量的基礎(chǔ)建設(shè)投資。廣大西部地區(qū)氣候地質(zhì)條件復(fù)雜多變,橋梁、公路、房屋等大量構(gòu)筑物所處環(huán)境面臨更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題,其中水泥基材料的硫酸鹽侵蝕問(wèn)題便是其中不可避免的一項(xiàng),解決硫酸鹽侵蝕問(wèn)題對(duì)提高構(gòu)筑物的耐久性將有很大幫助。本文針對(duì)在建的京新高速公路甘肅段白明高速現(xiàn)場(chǎng)情況,采用白明高速公路實(shí)際使用的材料,模擬其所處自然條件下的硫酸鹽侵蝕條件,從以下方面對(duì)低溫環(huán)境下水泥基材料硫酸鹽侵蝕的性能變化與微觀產(chǎn)物進(jìn)行了研究:1.通過(guò)試驗(yàn)室模擬低溫侵蝕環(huán)境,利用溫度模擬箱將溫度控制在5±1℃、10±1℃,并將其與室溫環(huán)境20±1℃進(jìn)行對(duì)比。浸泡方式選取完全浸泡的形式,來(lái)模擬工程項(xiàng)目中完全處于地下侵蝕環(huán)境中的情況,選取四種配合比共計(jì)18組試件進(jìn)行試驗(yàn)分析;2.通過(guò)對(duì)40mm×40mm×160mm水泥砂漿試件的試驗(yàn)分析,對(duì)比不同水泥品種、不同水膠比、不同礦物摻合料配比的水泥基材料硫酸鹽侵蝕后性能變化情況與微觀產(chǎn)物;3.水泥基材料硫酸鹽侵蝕后性能變化指標(biāo)選取為:外觀質(zhì)量變化、抗壓強(qiáng)度及抗壓抗蝕系數(shù)變化、抗折強(qiáng)度及抗折抗蝕系數(shù)變化、動(dòng)彈性模量損失系數(shù);4.對(duì)水泥基材料低溫硫酸鹽侵蝕后的微觀產(chǎn)物分析使用掃描電子顯微鏡(SEM)與電子能譜分析(EDS)進(jìn)行,5.通過(guò)對(duì)水泥基材料硫酸鹽侵蝕后的指標(biāo)分析,選取幾種指標(biāo)中變化更為敏感的抗折強(qiáng)度變化情況,分析抗折強(qiáng)度隨浸泡時(shí)間的變化規(guī)律,建立本試驗(yàn)條件下水泥基材料抗折強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型。通過(guò)對(duì)低溫環(huán)境(5±1℃、10±1℃)下全浸泡水泥砂漿試件硫酸鹽侵蝕情況的研究,對(duì)比20±1℃試件侵蝕情況,對(duì)測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行分析,研究表明:1.在低溫長(zhǎng)期浸泡環(huán)境下,5±1℃下的侵蝕情況要比10±1℃下嚴(yán)重,水泥品種對(duì)水泥基材料抗硫酸鹽侵蝕有明顯影響,中抗硫水泥抗硫酸鹽侵蝕能力優(yōu)于普通硅酸鹽水泥;2.水膠比對(duì)提高水泥基材料抗硫酸鹽侵蝕能力有顯著影響,0.36水膠比試件抗硫酸鹽侵蝕能力明顯優(yōu)于0.5水膠比試件;3.加入礦粉與硅灰的復(fù)合礦物摻合料可以明顯提高水泥基材料抗硫酸鹽侵蝕能力,15%礦粉+3%硅灰的組合有最好的抗硫酸鹽侵蝕性能;4.抗折抗蝕系數(shù)對(duì)硫酸鹽侵蝕反應(yīng)最敏感,動(dòng)彈性模量損失系數(shù)最遲緩;微觀產(chǎn)物分析發(fā)現(xiàn),普通硅酸鹽水泥產(chǎn)物可能為鈣礬石與碳硫硅鈣石的混合針狀晶體,中抗硫水泥侵蝕產(chǎn)物明顯減少,且多為片狀,加入礦物摻合料后產(chǎn)物數(shù)量大大減少,未有明顯針狀晶體產(chǎn)生;5.通過(guò)二次多項(xiàng)式方程對(duì)硫酸鹽侵蝕后抗折強(qiáng)度變化進(jìn)行模擬有很好的相關(guān)性。
【圖文】：

混凝土構(gòu)件常作為建筑工程的結(jié)構(gòu)主體，是外部荷載與環(huán)境侵蝕的主要承擔(dān)者，因此混凝土材料的耐久性具有非常重要的實(shí)際意義，是衡量混凝土性能的重要指標(biāo)之一�；炷聊途眯缘脑u(píng)價(jià)指標(biāo)一般包括：抗?jié)B透性、抗凍融性、抗碳化性、抗化學(xué)侵蝕性、抗堿-骨料反應(yīng)、耐火性等方面[2]。衡量混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的指標(biāo)是設(shè)計(jì)使用年限。混凝土結(jié)構(gòu)耐久性不良帶來(lái)的資源、能源浪費(fèi)和生態(tài)環(huán)境的惡化是很?chē)?yán)重的。硫酸鹽侵蝕作為影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的四大主要因素之一，已經(jīng)得到了廣大科技工作者和工程界的廣泛關(guān)注[3, 4]。隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，西部地區(qū)新建了大量混凝土結(jié)構(gòu)。我國(guó)西部地區(qū)環(huán)境多變，氣候惡劣，，晝夜溫差大，自然溫度濕度較低，年平均氣溫僅為 6.67℃[5]，再加上西部地區(qū)的鹽堿地、鹽湖區(qū)、以及地下水中普遍存在大量硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鈣、硫酸鎂、硫酸鋁等，在這種富含硫酸鹽并且氣候多變的環(huán)境中，混凝土結(jié)構(gòu)將受到更加嚴(yán)峻的耐久性考驗(yàn)。在建的京新高速公路甘肅段白明高速工程，沿線(xiàn)所經(jīng)過(guò)地區(qū)多為戈壁荒漠、基巖殘丘，地形平坦開(kāi)闊，海拔高度在 1500m 左右，沿線(xiàn)降水量少而蒸發(fā)量大，沿線(xiàn)有大量的鹽漬土地區(qū)，如圖 1.1 所示。

）JTG/T B07-01-2006GB/T50476-2008TB10005000 C V-C H15000 D V-D H高速段工程為實(shí)際項(xiàng)目依托，進(jìn)而研究低溫復(fù)雜環(huán)境下水泥基材過(guò)對(duì)不同配合比及不同礦物摻合料的水泥基材料抗硫酸鹽侵蝕取適宜的礦物摻合料與水灰比提供理論依據(jù)。研究結(jié)果不僅能夠混凝土構(gòu)筑物抗硫酸鹽侵蝕工作，更重要的是對(duì)類(lèi)似環(huán)境下硫酸。鹽侵蝕機(jī)理硫酸鹽侵蝕劣化涉及到侵蝕離子在混凝土孔隙系統(tǒng)中的傳輸、侵的化學(xué)反應(yīng)或侵蝕物質(zhì)的結(jié)晶析出、膨脹性侵蝕產(chǎn)物對(duì)混凝土結(jié)脹、開(kāi)裂、剝落以及強(qiáng)度損失等）三個(gè)相互聯(lián)系的過(guò)程，是一個(gè)學(xué)變化過(guò)程[6]，整個(gè)破壞過(guò)程的簡(jiǎn)化如圖 1.2 所示[7]。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U414

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2641101