不同机制下硫酸盐对混凝土的腐蚀及氯盐抑制机理的研究

发布时间：2017-09-25 22:20

  本文关键词：不同机制下硫酸盐对混凝土的腐蚀及氯盐抑制机理的研究

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【摘要】：在东部沿海及西部盐碱地等地区,土壤河流中广泛存在硫酸盐等腐蚀物质。硫酸盐腐蚀是混凝土耐久性的一个重要内容,同时也是影响因素最复杂,危害性最大的一种环境侵蚀。如何防范硫酸盐对混凝土建筑物的腐蚀成了当今一大难题。本文通过采用全浸泡、半浸泡两种不同的浸泡方式及不同浓度硫酸钠溶液,得到不同浸泡方式下混凝土腐蚀机理及腐蚀层厚度发展模型。通过化学滴定方法求得混凝土不同深度内可溶性硫酸根离子的含量,得到混凝土开始腐蚀破坏时硫酸根离子的临界浓度值。当混凝土内硫酸根离子含量小于该临界值时,腐蚀不产生破坏,仅起到有利的填充作用;当大于该临界值时,腐蚀开始对混凝土产生破坏损伤作用。通过对不同时期混凝土的抗压强度、超声对测声速及腐蚀末期试样电镜扫描图、化学滴定含量的分析研究,并结合氯盐对混凝土的腐蚀机理,发现氯盐溶液环境下混凝土的性能几乎不受影响。由化学滴定法得出的氯盐渗透厚度远大于硫酸根离子的渗透厚度。氯离子与Ca(OH)2等水化产物结合形成稳定存在的Friedel’s盐,该反应在一定程度上抑制了硫酸根离子对混凝土的腐蚀。通过弯曲拉压应力下钢筋混凝土板单面硫酸盐腐蚀的试验研究,不同种类的弯曲应力对混凝土板造成的影响不同:弯曲拉应力对硫酸盐的腐蚀具有加速作用;弯曲压应力对硫酸盐的腐蚀具有抑制作用。通过对不同大小应力区域荷载影响的研究,得到不同拉应力、压应力下对混凝土腐蚀的荷载影响系数。在本文所涉及的应力比中,弯曲压应力越大抑制效果越明显,弯曲拉应力越大加速效果越明显。通过清水干湿循环、10%浓度硫酸盐溶液干湿循环,发现两种湿润液下混凝土的强度均发生大幅度下降。清水干湿循环下混凝土强度下降是混凝土发生了溶蚀作用,使得Ca(OH)2不断溶出。由化学滴定硫酸根离子含量可得出,随着循环次数的增加,混凝土内硫酸根离子含量急剧增加。干湿循环加速了硫酸根离子进入混凝土内部。
【关键词】：硫酸盐腐蚀 氯盐 弯曲应力 干湿循环
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-22
• 变量注释表22-23
• 1 绪论23-40
• 1.1 研究背景及现状23-26
• 1.2 地下工程26-27
• 1.3 硫酸盐腐蚀混凝土的基本研究27-33
• 1.4 受腐蚀混凝土的超声无损检测33-36
• 1.5 化学滴定法检测受腐蚀混凝土36-38
• 1.6 现阶段存在的问题38-40
• 2 研究目标、内容及技术路线40-44
• 2.1.研究目标40
• 2.2 研究内容40-41
• 2.3 研究的技术路线41-44
• 3 自然浸泡下硫酸盐对混凝土的性能影响及其渗透浓度的研究44-83
• 3.1 试验方案44-47
• 3.2.混凝土受硫酸盐腐蚀后的表观现象47-55
• 3.3 受腐蚀混凝土抗压强度的退化规律55-61
• 3.4 受腐蚀混凝土腐蚀层厚度的推定与分析61-66
• 3.5 受腐蚀混凝土腐蚀厚度计算模型66-75
• 3.6 化学滴定法推定不同深度内硫酸盐的浓度梯度75-79
• 3.7 混凝土发生腐蚀时硫酸盐浓度临界值79-81
• 3.8 本章小结81-83
• 4 氯盐对混凝土的性能影响及对硫酸盐腐蚀抑制机理的研究83-109
• 4.1 研究内容的确定83-85
• 4.2 试验方案85-87
• 4.3 受腐蚀混凝土表观现象的对比分析87-93
• 4.4 受腐蚀混凝土抗压强度变化的规律分析93-96
• 4.5 受腐蚀混凝土超声对测声速分析96-98
• 4.6 受腐蚀混凝土扫描电镜下的微观分析98-101
• 4.7 化学滴定法推定氯盐渗透厚度101-104
• 4.8 氯盐影响混凝土的机理分析104-106
• 4.9 硫酸盐与氯盐渗透深度的比较分析106-107
• 4.10 本章小结107-109
• 5 弯曲拉压应力对混凝土硫酸盐腐蚀的影响研究109-123
• 5.1 试验方案109-112
• 5.2 单面硫酸盐腐蚀下钢筋混凝土板的超声对测声速分析112-116
• 5.3 单面硫酸盐腐蚀下钢筋混凝土板腐蚀层厚度的计算与分析116-119
• 5.4 弯曲应力对腐蚀层厚度的影响系数119-121
• 5.5 本章小结121-123
• 6 干湿循环对混凝土硫酸盐腐蚀的加速性能研究123-133
• 6.1 试验方案123-124
• 6.2 受腐蚀混凝土表观现象对比分析124-126
• 6.3 受腐蚀混凝土抗压强度分析126-128
• 6.4 化学滴定法推测硫酸根渗透深度128-129
• 6.5 硫酸盐干湿循环中两种因素的贡献程度129-130
• 6.6 干湿循环腐蚀机理的分析130-131
• 6.7 本章小结131-133
• 7 结论与展望133-135
• 7.1 本文结论133-134
• 7.2 后续工作展望134-135
• 参考文献135-140
• 作者简历140-142
• 学位论文数据集142

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本文编号：919900