干湿循环下混凝土受硫酸盐腐蚀断裂性能试验研究

发布时间：2017-07-18 03:02

  本文关键词：干湿循环下混凝土受硫酸盐腐蚀断裂性能试验研究

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【摘要】：硫酸盐腐蚀是导致混凝土结构损伤破坏的一个重要因素,同时也是影响因素最复杂、危害性最大的一种环境水侵蚀,引起了人们的普遍关注,如何预防和减轻硫酸盐对混凝土材料的腐蚀破坏已经成为混凝土耐久性研究的一项重要内容。水工混凝土常处于水位变化区域,受到干湿循环和硫酸盐腐蚀的双重作用,混凝土结构破坏更为严重。因此本试验模拟干湿循环作用下,混凝土受硫酸盐腐蚀破坏的特点,试验设计七种不同类型的混凝土,将混凝土浸入质量分数5%的Na2SO4溶液中进行腐蚀,当干湿循环达到0、2、4、6、8、10、12次时,分别测试混凝土的抗压强度、劈拉强度及质量,并进行了三点弯曲梁试验。本文分析了混凝土强度及质量变化等宏观性能随腐蚀时间的变化规律,基于断裂力学理论,研究了不同干湿循环次数下混凝土双K断裂韧度和断裂能的劣化机理。主要结论如下:(1)混凝土受硫酸盐腐蚀后抗压强度、劈拉强度、双K断裂韧度及断裂能随腐蚀时间的变化规律大致相同,均呈现先增长后下降的二阶变化模式。(2)粉煤灰的掺入提高了混凝土受硫酸盐腐蚀性能,并且掺量越高,混凝土受硫酸盐腐蚀性能越好。(3)矿渣掺量较低,对混凝土受腐蚀性能产生不利影响。矿渣混凝土抗压强度、劈拉强度和双K断裂韧度始终小于普通混凝土和其他掺合料混凝土,断裂能却高于普通混凝土。(4)硅灰混凝土的抗压强度明显高于粉煤灰混凝土和矿渣混凝土,但双K断裂韧度低于掺量20%和25%粉煤灰混凝土和聚酯纤维混凝土,并且断裂能值低于普通混凝土,表明硅灰对混凝土断裂性能作用效果不佳。(5)聚酯纤维明显提高了混凝土受硫酸盐腐蚀性能,其对混凝土抗压强度和劈拉强度提升效果最佳,腐蚀后期双K断裂韧度仅低于掺量25%粉煤灰混凝土,而断裂能最高。
【关键词】：混凝土 硫酸钠 干湿循环 强度 断裂性能
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 硫酸盐腐蚀混凝土研究概况10-17
• 1.2.1 国内外研究现状10-12
• 1.2.2 硫酸盐腐蚀混凝土劣化机理12-13
• 1.2.3 硫酸盐腐蚀混凝土破坏类型13-14
• 1.2.4 硫酸盐腐蚀混凝土影响因素及防护措施14-17
• 1.3 断裂力学研究现状17-19
• 1.3.1 断裂力学的发展17-18
• 1.3.2 混凝土断裂力学的发展18
• 1.3.3 混凝土断裂试验方法及研究现状18-19
• 1.4 研究内容19-21
• 第2章 试验原材料与试验设计21-28
• 2.1 原材料21-23
• 2.2 试验设计23-27
• 2.2.1 配合比设计23-24
• 2.2.2 试件的制作与养护24
• 2.2.3 硫酸盐腐蚀试验24-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 硫酸盐腐蚀环境下混凝土力学性能研究28-38
• 3.1 试验方法28-29
• 3.1.1 抗压强度试验方法28-29
• 3.1.2 劈裂抗拉强度试验方法29
• 3.2 试验结果与分析29-37
• 3.2.1 混凝土受硫酸盐腐蚀抗压强度变化规律29-34
• 3.2.2 混凝土受硫酸盐腐蚀劈拉强度变化规律34-36
• 3.2.3 混凝土受硫酸盐腐蚀质量变化36-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第4章 硫酸盐腐蚀环境下混凝土断裂性能研究38-59
• 4.1 试验概况38-45
• 4.1.1 试验原理38
• 4.1.2 三点弯曲梁试件制作38-39
• 4.1.3 试验设备与试验方法39-41
• 4.1.4 计算公式41-45
• 4.2 断裂韧度结果与分析45-53
• 4.2.1 混凝土受硫酸盐腐蚀P-CMOD曲线变化规律45-48
• 4.2.2 断裂韧度计算结果48-53
• 4.3 断裂能结果与分析53-58
• 4.3.1 混凝土受硫酸盐腐蚀F～d 曲线变化规律53-56
• 4.3.2 断裂能计算结果56-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第5章 结论与展望59-61
• 5.1 结论59-60
• 5.2 展望60-61
• 参考文献61-65
• 个人简历、在校期间发表的学术论文与研究成果65-66
• 个人简历65
• 参与的科研项目65-66
• 致谢66

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本文编号：555702