發(fā)布時間：2021-10-16 11:50

　　寒冷地區(qū)復(fù)雜的水工環(huán)境給土石壩的服役壽命帶來了極大的挑戰(zhàn),實(shí)際服役中面板混凝土由于長期與水接觸造成的溶出性侵蝕會使混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)惡化,進(jìn)而影響面板材料的性能。近年來,材料梯度設(shè)計(jì)理念在水泥混凝土工程中引起了越來越多的重視。該種材料既可提高混凝土的性能,又可節(jié)約成本,符合一材多用理念。本文創(chuàng)新性地對土石壩面板材料進(jìn)行梯度設(shè)計(jì),將保護(hù)層的超高性能混凝土和結(jié)構(gòu)層的普通混凝土通過梯度設(shè)計(jì)理念結(jié)合在一起,形成梯度結(jié)構(gòu)混凝土面板,并對保護(hù)層材料和梯度結(jié)構(gòu)混凝土整體性能進(jìn)行了相關(guān)研究。針對保護(hù)層材料需要高強(qiáng)、高抗溶蝕性、收縮不宜過大的特點(diǎn),本文首先研究了硅灰摻量為10%、20%、30%、40%時超高性能混凝土的強(qiáng)度和抗溶蝕性。通過試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著硅灰摻量的提高,UHPC的抗壓強(qiáng)度先增大后減小,當(dāng)硅灰摻量在10%～20%之間時抗壓強(qiáng)度達(dá)到峰值。相較于不摻硅灰,摻入硅灰后UHPC的抗折強(qiáng)度有了較明顯的提升,提升幅度在30%～50%之間;摻入硅灰后,UHPC的抗溶蝕性也有了大幅提升。當(dāng)硅灰摻量超過20%以后,在本課題試驗(yàn)條件下,UHPC溶蝕后幾乎無質(zhì)量損失,基本上不發(fā)生溶蝕現(xiàn)象;針對UHPC的干燥收縮... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

表面防護(hù)混凝土溶蝕（3）收縮試驗(yàn)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文mm。自然養(yǎng)護(hù)1d拆模后對其進(jìn)行長度測量作為試件的初始長度，然后將試件放到干縮室內(nèi)，干縮室的溫度為20±2℃，相對濕度應(yīng)為60±5%，此后在下列時間時對試件進(jìn)行測量并記錄：1d、3d、7d、14d、28d和56d（為使試驗(yàn)結(jié)果更精確，可縮短時間間隔多測幾次），如圖2-2所示。每組試件取3個試件干縮率的平均值作為最終結(jié)果。圖2-2.收縮測試裝置2.4.2梯度結(jié)構(gòu)混凝土的研究方法梯度結(jié)構(gòu)混凝土主要通過ABAQUS有限元軟件進(jìn)行研究。梯度結(jié)構(gòu)混凝土的界面粘結(jié)性能以及凍融作用下界面性能的劣化可通過ABAQUS的力學(xué)及熱學(xué)分析實(shí)現(xiàn)，且ABAQUS的準(zhǔn)確性較高，通過計(jì)算機(jī)軟件研究可節(jié)省大量的時間及人力物力成本，故本課題通過ABAQUS有限元軟件研究梯度結(jié)構(gòu)混凝土的性能。（1）梯度結(jié)構(gòu)混凝土的界面收縮應(yīng)力界面收縮應(yīng)力可通過ABAQUS有限元軟件中的靜力分析功能實(shí)現(xiàn)。通過混凝土的熱膨脹系數(shù)這一材料屬性，可將混凝土實(shí)測的干燥收縮值轉(zhuǎn)換為溫度變化值，通過設(shè)置模型的溫度變化進(jìn)行計(jì)算，得到混凝土內(nèi)部的應(yīng)力值，進(jìn)而便可對于界面處的收縮應(yīng)力值進(jìn)行分析。（2）梯度結(jié)構(gòu)混凝土的界面粘結(jié)性能界面粘結(jié)性能也可通過ABAQUS有限元軟件的靜力分析實(shí)現(xiàn)。參考前人對于梯度結(jié)構(gòu)混凝土界面粘結(jié)性能的試驗(yàn)方案建立相應(yīng)的模型，并對模型各部分設(shè)置相應(yīng)的材料屬性，以此來模擬實(shí)際試驗(yàn)中的混凝土試塊。并按照試驗(yàn)裝置設(shè)置相應(yīng)的加載和約束，模擬混凝土試塊實(shí)際試驗(yàn)過程中的受力狀-17-

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文隨著溶蝕時間的增加，混凝土試件內(nèi)部鈣離子濃度分布變化如圖3-3、圖3-4和圖3-5所示：（a）氯化銨溶液（b）去離子水圖3-3溶蝕0d鈣離子分布圖（a）氯化銨溶液（b）去離子水圖3-4溶蝕180d鈣離子分布圖（a）氯化銨溶液（b）去離子水圖3-5溶蝕360d鈣離子分布圖上圖3-3至3-5中，顏色越接近紅色說明鈣離子濃度越高，顏色越接近藍(lán)色說明鈣離子濃度越低。觀察上圖可知，隨著溶蝕時間的增長，模型邊緣部分顏色逐漸邊淺，紅色區(qū)域的面積逐漸降低，說明邊緣部分的鈣離子逐漸溶出，并且隨著溶蝕時間的增長，鈣離子的溶出范圍由邊緣逐漸向內(nèi)部滲透。同時可以觀察到模型的鈣離子分布圖是對稱的，說明溶蝕速率在不同方向上-23-

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3439760