彎曲荷載-干濕循環(huán)-鹽溶液耦合作用下混凝土的耐久性研究.pdf

1、混凝土耐久性失效是導(dǎo)致沿海地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命降低最主要的因素。對(duì)于實(shí)際工程中的混凝土，其耐久性取決于所處的環(huán)境條件。處于水位變動(dòng)區(qū)和浪濺區(qū)的海工混凝土的服役環(huán)境十分復(fù)雜，實(shí)際上受到荷載、干濕循環(huán)、可溶性鹽溶液等因素的損傷破壞作用。如何提高和預(yù)測(cè)復(fù)雜環(huán)境中的混凝土服役壽命問(wèn)題，是目前混凝土領(lǐng)域面臨的一個(gè)重要課題。
　　本文模擬海工混凝土的實(shí)際服役環(huán)境，研究彎曲荷載-干濕循環(huán)-硫酸鹽＼氯鹽溶液三重因素耦合作用下的混凝土損傷過(guò)程和機(jī)

2、理，并探討多重因素下腐蝕介質(zhì)的傳輸理論和模型，為海工混凝土服役壽命預(yù)測(cè)模型的建立提供實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù)。
　　試驗(yàn)以氯離子含量為測(cè)試指標(biāo)，主要研究了彎曲荷載-干濕循環(huán)-氯鹽三因素耦合作用下混凝土內(nèi)氯離子的一維傳輸過(guò)程和規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明：三因素耦合作用下混凝土內(nèi)自由氯離子、總氯離子含量最高；水灰比、礦物摻合料、硫酸根離子對(duì)混凝土抗氯離子侵蝕能力影響很大；荷載對(duì)混凝土的抗氯離子侵蝕影響取決于荷載類型和大小。另外氯離子結(jié)合能力大小與強(qiáng)度等

3、級(jí)、摻合料以及腐蝕介質(zhì)有關(guān)。根據(jù)荷載和干濕循環(huán)不同的加速機(jī)理，本文提出將混凝土受氯離子侵蝕深度以干燥影響深度為界分為對(duì)流區(qū)和擴(kuò)散區(qū)兩個(gè)部分，然后在兩個(gè)區(qū)域分別根據(jù)不飽和流體理論和非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散理論建立三因素耦合作用下的氯離子傳輸模型。
　　本文還以動(dòng)彈性模量損失表征混凝土損傷程度，系統(tǒng)研究了彎曲荷載-干濕循環(huán)-硫酸鹽＼清水耦合作用下混凝土的三維損傷劣化過(guò)程和規(guī)律；并以清水組為對(duì)照，剔除干濕和荷載對(duì)混凝土產(chǎn)生的直接損傷，研究了硫酸鹽對(duì)混

4、凝土的直接損傷作用；同時(shí)采用ESEM、XRD、DSC＼TG等微觀手段研究了三因素下混凝土微結(jié)構(gòu)和腐蝕產(chǎn)物的變化。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：三因素耦合作用下混凝土損傷程度最大；荷載和干濕循環(huán)耦合作用下腐蝕介質(zhì)對(duì)混凝土的損傷與齡期有關(guān)，在腐蝕前期清水中混凝土損傷程度稍大一些，而后期硫酸鹽損傷作用更明顯；干濕循環(huán)對(duì)硫酸鹽直接損傷作用的影響與侵蝕齡期有關(guān)，施加40％長(zhǎng)期荷載明顯加速了硫酸鹽對(duì)混凝土的直接損傷作用；混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高損傷程度越小，摻入粉煤灰和