【摘要】：研發(fā)與海洋環(huán)境相適應的新型海工材料,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)市場潛力巨大,是新型海工材料的重要組成部分,為實現(xiàn)其安全、高效應用,應盡快開展系統(tǒng)深入的物化及工程力學性能研究!本文以海水海砂為主要原料,經(jīng)專門配合比設計,完成標準材料樣本制備養(yǎng)護,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)等多尺度實驗手段,對海相水泥基材料劣變做全程可視化觀測分析,試圖揭示此類材料多尺度意義下的損傷機制,主要工作和成果如下:研究首先使用MP523離子濃度計、Malvern激光粒度儀、D8 Advance Davinci衍射儀以及FEI QUANTA 250掃描電鏡等設備,就各組份物理化學性能做系統(tǒng)測試分析,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,并就這些因素對海相水泥基材料物化及工程力學行為的影響做初步探究。繼而依據(jù)各組份物理化學性能,針對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)標準制備養(yǎng)護,完成實驗研究用材料樣本的編號、儲備;進一步通過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度的主要海相組構(gòu);同時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)等微觀形貌將對材料宏觀力學行為起控制作用。基于微觀物化分析,研究還使用高精度多層螺旋CT并配合SEM測試,探究目標材料的動態(tài)微細觀物理力學行為,獲得了MM的本構(gòu)關(guān)系曲線及動態(tài)劣化圖譜;通過自由能計算定義了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細觀尺度下,MM材料由微細觀病灶形成、細觀裂隙擴展到宏觀骨干裂縫切割的失效全程。研究進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特性,得到了各齡期下目標材料的極限抗壓強度分布特征。
【圖文】：

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

6試驗的海砂粒級分布(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度模數(shù) Fm 粒度試驗的海砂粒級分布(注：數(shù)據(jù)來自于王亞軍博Distributions of the marine sand sizes from the Malvern
【學位授予單位】：浙江海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P75;TV431

【參考文獻】

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5 周新剛;夏輝;李克非;;基于FVM數(shù)值分析的海工混凝土結(jié)構(gòu)耐久可靠度MonteCarlo模擬[J];工程力學;2014年09期

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9 杜修力;金瀏;;基于隨機多尺度力學模型的混凝土力學特性研究[J];工程力學;2011年S1期

10 施養(yǎng)杭;王丹芳;吳澤進;;海砂混凝土及其耐久性保護[J];工程力學;2010年S2期

本文編號：2596330