復(fù)合鹽及單鹽凍融循環(huán)侵蝕下混凝土受風(fēng)沙環(huán)境沖蝕試驗(yàn)研究.pdf

1、我國中西部的嚴(yán)寒、鹽漬和風(fēng)沙等特殊自然環(huán)境對該地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)，尤其對道面混凝土的耐久性和安全性影響嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅其服役壽命。本文主要研究區(qū)域?yàn)閮?nèi)蒙古中西部鹽漬土區(qū)和沙漠區(qū)，該地區(qū)有G6、G7等多條高速公路和多條自治區(qū)內(nèi)公路交織，選取區(qū)域具有很好的實(shí)際意義及工程背景。本文在研究內(nèi)蒙古中西部鹽漬、嚴(yán)寒等環(huán)境特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用氣流挾沙噴射法，研究混凝土的沖蝕率及損失量在不同鹽凍融環(huán)境及不同風(fēng)沙環(huán)境沖蝕參數(shù)下的關(guān)系，得出混凝土沖蝕磨損規(guī)律及沖蝕

2、機(jī)理，并進(jìn)一步通過結(jié)合田口正交試驗(yàn)方法對各種侵蝕環(huán)境因素做出具體影響評價，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具可靠性。
　　本課題受國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《嚴(yán)寒環(huán)境下西部鹽漬土區(qū)道面混凝土受風(fēng)沙侵蝕損傷機(jī)理研究》(項(xiàng)目批準(zhǔn)號:51468049)和《風(fēng)沙環(huán)境下鋼結(jié)構(gòu)涂層侵蝕力學(xué)行為及損傷評價研究》(項(xiàng)目批準(zhǔn)號:11162011)資助，具體研究內(nèi)容如下：
　　1.對內(nèi)蒙古中西部三處地區(qū)鹽漬土進(jìn)行采樣分析，并根據(jù)鄂爾多斯境內(nèi)鹽漬土采樣分析結(jié)果，分別配制

3、了硫酸鈉和氯化鈉復(fù)合鹽侵蝕溶液，以及對應(yīng)下單鹽侵蝕溶液和自來水，共計四種溶液，并且在這四種溶液下分別進(jìn)行混凝土凍融循環(huán)對比試驗(yàn)，以試件質(zhì)量和抗壓強(qiáng)度作為評價指標(biāo)；并且結(jié)合場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)，觀測混凝土凍融循環(huán)后的微觀形貌，并結(jié)合能譜分析及化學(xué)元素分析對混凝土內(nèi)部侵蝕程度做對比分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：(1)在凍融初期，四種溶液中的混凝土質(zhì)量與抗壓強(qiáng)度均有所增加，但當(dāng)凍融次數(shù)超過大約10次后，混凝土質(zhì)量及抗壓強(qiáng)度均有所降低；(2)復(fù)合

4、鹽及單鹽凍融循環(huán)后混凝土內(nèi)部有相應(yīng)的化學(xué)元素產(chǎn)生。
　　2.結(jié)合內(nèi)蒙古中西部沙塵天氣的氣候特點(diǎn)，進(jìn)行風(fēng)沙沖蝕參數(shù)的選擇，設(shè)計五種不同工況下的風(fēng)沙侵蝕試驗(yàn)，進(jìn)行混凝土在不同鹽溶液侵蝕環(huán)境下凍融循環(huán)后的風(fēng)沙侵蝕試驗(yàn)。
　　3.采用模擬風(fēng)沙環(huán)境侵蝕實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對混凝土進(jìn)行沖蝕試驗(yàn)研究，對不同工況下的研究結(jié)果進(jìn)行計算統(tǒng)計分析，結(jié)合超景深顯微鏡(DSX500)對混凝土沖蝕形貌進(jìn)行觀測，分析其受沖蝕磨損的損傷機(jī)理，結(jié)果表明：(1)五種工況下

5、混凝土的沖蝕率在相同沖蝕條件下隨沖蝕速度的增大而增大，并且二者遵循(E=K·Vn)冪指數(shù)關(guān)系；(2)在相同凍融次數(shù)下混凝土沖蝕率隨著沖蝕角度的增大而增大；(3)在相同凍融次數(shù)下混凝土沖蝕率隨著沙流量的增大而減??；(4)通過庫布齊和騰格里兩大沙漠的沙粒沖蝕磨損對比，得出在低角度沖蝕下，庫布齊沙粒對混凝土的沖蝕率高于騰格里沙粒的沖蝕率，當(dāng)沖蝕角度逐漸增大時，騰格里沙粒對混凝土的沖蝕率則逐漸高于庫布齊沙粒。
　　4.應(yīng)用田口正交試驗(yàn)方法