【摘要】：研發(fā)與海洋環(huán)境相適應(yīng)的新型海工材料,既很重要亦很必要!在海洋環(huán)境中,利用海水、海砂及海巖等海相組份制備的海相水泥基材料(Marine cement-based materials,MCM)市場(chǎng)潛力巨大,是新型海工材料的重要組成部分,為實(shí)現(xiàn)其安全、高效應(yīng)用,應(yīng)盡快開展系統(tǒng)深入的物化及工程力學(xué)性能研究!本文以海水海砂為主要原料,經(jīng)專門配合比設(shè)計(jì),完成標(biāo)準(zhǔn)材料樣本制備養(yǎng)護(hù),并以材料組份及齡期為主要影響因素,借助能譜分析(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)、衍射測(cè)試(X-ray Diffractometer,XRD)、電鏡掃描(Scanning Electron Microscope,SEM)、CT在線加載(Computer tomography,CT)等多尺度實(shí)驗(yàn)手段,對(duì)海相水泥基材料劣變做全程可視化觀測(cè)分析,試圖揭示此類材料多尺度意義下的損傷機(jī)制,主要工作和成果如下:研究首先使用MP523離子濃度計(jì)、Malvern激光粒度儀、D8 Advance Davinci衍射儀以及FEI QUANTA 250掃描電鏡等設(shè)備,就各組份物理化學(xué)性能做系統(tǒng)測(cè)試分析,得到如海水離子構(gòu)成、海砂礦相特征、集料粒組分布等關(guān)鍵信息,并就這些因素對(duì)海相水泥基材料物化及工程力學(xué)行為的影響做初步探究。繼而依據(jù)各組份物理化學(xué)性能,針對(duì)海相水泥基材料之一的海相砂漿Marine mortar,MM)制定專門配合比,經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)制備養(yǎng)護(hù),完成實(shí)驗(yàn)研究用材料樣本的編號(hào)、儲(chǔ)備;進(jìn)一步通過EDS定量分析,明確MM的主要構(gòu)成元素包括Si、Ca、Na、Al等;基于此,對(duì)各齡期MM樣本的核心礦相做衍射分析,研究獲知:如立方晶系水化硅鋁酸鈣等是形成材料強(qiáng)度的主要海相組構(gòu);同時(shí)利用電鏡掃描各齡期MM樣本的初始微觀結(jié)構(gòu),探明在500 nm~200μm微觀尺度下,如Ca鹽蜂窩結(jié)構(gòu)、K鹽立柱結(jié)構(gòu)、Na鹽花簇結(jié)構(gòu)等微觀形貌將對(duì)材料宏觀力學(xué)行為起控制作用�；谖⒂^物化分析,研究還使用高精度多層螺旋CT并配合SEM測(cè)試,探究目標(biāo)材料的動(dòng)態(tài)微細(xì)觀物理力學(xué)行為,獲得了MM的本構(gòu)關(guān)系曲線及動(dòng)態(tài)劣化圖譜;通過自由能計(jì)算定義了MM損傷變量,得到了其損傷劣變的基本特征;基于此,研究還分析了200μm~1mm細(xì)觀尺度下,MM材料由微細(xì)觀病灶形成、細(xì)觀裂隙擴(kuò)展到宏觀骨干裂縫切割的失效全程。研究進(jìn)一步使用單軸加載方式,探討了各類MM材料在大于1mm宏觀尺度下的工程力學(xué)特性,得到了各齡期下目標(biāo)材料的極限抗壓強(qiáng)度分布特征。
【圖文】：

舟山長(zhǎng)峙島附近海域，取樣時(shí)間為樣本直接傾注使用，以模擬現(xiàn)場(chǎng)材鹽等成分，而這些成分會(huì)和水泥產(chǎn)故要對(duì)取自舟山長(zhǎng)峙島海域的海水響。本研究的主要目的之一就是確些物質(zhì)是不確定的，故查閱了大量應(yīng)的成分，，利用相關(guān)檢測(cè)設(shè)備和檢量測(cè)試，海水 pH 值為 7.62，研究。

6試驗(yàn)的海砂粒級(jí)分布(注：數(shù)據(jù)來自于王亞軍博士課 Distributions of the marine sand sizes from the sieving 得本次研究所用海砂樣本的總體細(xì)度模數(shù) Fm 粒度試驗(yàn)的海砂粒級(jí)分布(注：數(shù)據(jù)來自于王亞軍博Distributions of the marine sand sizes from the Malvern
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P75;TV431

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2596330