海洋腐蝕與凍融環(huán)境下?lián)胶狭匣炷廖锢砹W性能及損傷機理研究.pdf

1、海洋腐蝕與凍融環(huán)境給我國北方海港混凝土結構帶來嚴重危害，該環(huán)境下混凝土物理力學性能及損傷機理研究是解決這類工程問題的基礎。本文以摻合料混凝土為研究對象，在現(xiàn)場實測海洋環(huán)境的基礎上，借助人工氣候環(huán)境模擬試驗室、快速凍融循環(huán)試驗機等設備，通過對紫外光、溫濕度、鹽霧、凍融等環(huán)境因素設置，模擬海洋腐蝕與凍融環(huán)境，綜合理論分析，試驗研究、數(shù)值計算等方法與手段，系統(tǒng)開展了海洋腐蝕與凍融環(huán)境下?lián)胶狭匣炷廖锢砹W性能、氯離子傳輸機理、細觀形貌結構特征

2、、損傷機理等研究。主要成果如下：
　?。?）通過物理性能試驗，得到了摻合料混凝土經(jīng)過不同凍融循環(huán)作用后表觀形貌、質量的變化情況，及其在海洋腐蝕與凍融環(huán)境下的氯離子侵蝕規(guī)律；建立了礦物摻合料摻量、種類、凍融次數(shù)及腐蝕時間與混凝土各物理性能之間的聯(lián)系；得到了耦合環(huán)境作用對混凝土氯離子傳輸性能的疊加影響規(guī)律。
　?。?）通過力學性能試驗，得到了海洋腐蝕與凍融環(huán)境下混凝土抗壓強度、彈性模量、動彈性模量隨摻合料、凍融次數(shù)及腐蝕時間的變

3、化規(guī)律；建立了礦物摻合料摻量、種類、凍融次數(shù)和腐蝕時間與混凝土力學性能參數(shù)之間的聯(lián)系。
　?。?）通過對試驗數(shù)據(jù)進行分析，建立了考慮凍融影響因素的孔隙度、滲透率和氯離子擴散系數(shù)數(shù)學模型；基于多孔介質滲流力學，建立了考慮凍融、對流、擴散效應的腐蝕與凍融耦合環(huán)境下氯離子傳輸模型，揭示了海洋腐蝕與凍融環(huán)境下氯離子在混凝土中的傳輸機理。采用數(shù)值計算方法，以復摻礦物摻合料混凝土的材料參數(shù)為求解初始參數(shù)對氯離子傳輸模型進行了求解，得到了氯離子

4、濃度分布、擴散速率等變化規(guī)律。
　?。?）利用掃描電子顯微鏡和壓汞儀測定了海洋腐蝕和凍融環(huán)境下混凝土的細觀形貌及孔結構特征，得到了混凝土細觀形貌以及孔結構特征等隨礦物摻合料摻量、種類、凍融次數(shù)及腐蝕時間的變化規(guī)律。建立了混凝土細形貌觀結構和宏觀性能之間的聯(lián)系。
　?。?）基于損傷力學理論，構建了海洋腐蝕與凍融環(huán)境作用下混凝土損傷演化及本構模型，該模型能夠較好地描述海洋腐蝕與凍融環(huán)境作用下混凝土的損傷演化特征，對腐蝕與凍融環(huán)境

5、下混凝土的損傷機理進行了分析探討。
　?。?）依據(jù)海洋腐蝕與凍融環(huán)境作用下混凝土彈性模量及強度退化模型，采用數(shù)值計算計算方法，以混凝土高樁承臺樁構件為例，分析了其損傷破壞過程，得到了混凝土樁的位移、變形和損傷破壞變化規(guī)律。
　　本文研究成果在一定程度上豐富了海洋環(huán)境多因素作用下混凝土材料性能及損傷破壞研究領域的試驗數(shù)據(jù)和理論成果，為解決海洋腐蝕與凍融環(huán)境下混凝土材料耐久性問題提供了重要依據(jù)。
　　該論文有圖115幅，表