水工混凝土在多因素耦合作用下的性能劣化規(guī)律研究.pdf

1、混凝土耐久性研究是材料科學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)重要方面，隨著混凝土結(jié)構(gòu)的廣泛使用，使用環(huán)境日益嚴(yán)酷，其受到環(huán)境影響的危害性也日益增加，環(huán)境條件的嚴(yán)酷程度決定了混凝土結(jié)構(gòu)工程壽命的長(zhǎng)短。我國(guó)西部建成的灌區(qū)集中分布在內(nèi)陸河流域和黃土高原地區(qū)，特殊的氣候、地理環(huán)境以及地面大水漫灌引起的區(qū)域水鹽運(yùn)移、水位變化，造成灌區(qū)水工混凝土受到碳化、侵蝕、干濕循環(huán)等破壞作用，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)損傷劣化速度明顯高于我國(guó)其它地區(qū)。在實(shí)際使用環(huán)境下，混凝土結(jié)構(gòu)可能遭受各種

2、各樣的復(fù)雜環(huán)境，需要加強(qiáng)更加貼近實(shí)際使用環(huán)境的混凝土劣化規(guī)律研究，在實(shí)際使用環(huán)境中有相當(dāng)多的混凝土結(jié)構(gòu)不僅會(huì)受到碳化、侵蝕、干濕循環(huán)等破壞作用，還會(huì)受到自重本身、設(shè)計(jì)水位、加大水位、人群、風(fēng)和地震等環(huán)境因素的影響，因此對(duì)混凝土多因素作用下的劣化規(guī)律研究具有深遠(yuǎn)意義。
　　本文以水工混凝土材料和U型渡槽結(jié)構(gòu)為典型研究對(duì)象，采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、X光衍射、室內(nèi)加速試驗(yàn)、理論分析的研究方法開展水工混凝土材料在碳化、侵蝕、干濕循環(huán)作用下的性能劣化

3、規(guī)律研究，提取室內(nèi)加速試驗(yàn)得到的部分相關(guān)參數(shù)，在不同工況組合下，利用ANSYS三維有限元軟件對(duì)渡槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力和變形規(guī)律分析。主要內(nèi)容如下：
　　（1）考慮灌區(qū)水工結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工要求與高性能混凝土配合比的工程應(yīng)用，設(shè)計(jì)不同配合比的結(jié)構(gòu)試件，將現(xiàn)場(chǎng)采集的混凝土殘?jiān)ニ?，在X衍射儀器中做衍射試驗(yàn)，確定混凝土結(jié)構(gòu)的主要侵蝕離子，選擇合理的腐蝕環(huán)境和腐蝕制度模擬我國(guó)西部當(dāng)?shù)鼗炷两Y(jié)構(gòu)所處的腐蝕環(huán)境，研究混凝土損傷劣化全過(guò)程。
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4、2）綜合試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論分析，以試件的質(zhì)量損失率和相對(duì)動(dòng)彈性模量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究腐蝕方式、水灰比、粉煤灰摻量對(duì)混凝土耐久性能衰減的影響，探尋混凝土劣化本質(zhì)。
　?。?）提取試驗(yàn)所得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，在理論上對(duì)渡槽鋼筋混凝土的彈性模量、容重等材料特性進(jìn)行等效處理，對(duì)耦合破壞作用前后的渡槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值分析，研究渡槽排架在耦合破壞作用前后不同荷載組合下渡槽結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形規(guī)律。
　　研究結(jié)果表明：碳化雖然能夠密實(shí)混凝土表層，但由于化學(xué)成