氯鹽凍融循環(huán)與侵蝕作用下活性粉末混凝土的耐久性研究.pdf

1、多因素耦合作用下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效問題越來(lái)越嚴(yán)重，活性粉末混凝土作為一種水泥基復(fù)合材料，具有超高的力學(xué)性能和優(yōu)異的耐久性能，適用于惡劣環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的主體或防護(hù)材料。本文針對(duì)氯鹽凍融循環(huán)與侵蝕耦合作用下活性粉末混凝土的耐久性展開了研究，分別通過氯離子侵蝕單因素作用試驗(yàn)、氯鹽凍融循環(huán)與侵蝕耦合作用（以下簡(jiǎn)稱耦合作用）試驗(yàn)、毛細(xì)吸入試驗(yàn)、氯離子含量測(cè)定試驗(yàn)、水中再水化試驗(yàn)等，測(cè)定了耦合作用下活性粉末混凝土性能指標(biāo)變化規(guī)律，進(jìn)行了耦合作用

2、下壽命預(yù)測(cè)，分析了耦合作用下活性粉末混凝土劣化機(jī)理。
　　論文首先研究了活性粉末混凝土在氯離子侵蝕以及耦合作用下物理和力學(xué)性能的變化規(guī)律。耦合循環(huán)過程中，質(zhì)量損失率隨著耦合循環(huán)次數(shù)的增加略微增大，相對(duì)動(dòng)彈性模量幾乎不變，抗壓強(qiáng)度的變化分為三個(gè)階段:初始快速下降段-穩(wěn)定段-加速下降段;自然浸泡過程中，抗壓強(qiáng)度隨著自然浸泡時(shí)間的增加呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，可能是再水化的影響。采用質(zhì)量損失率來(lái)評(píng)價(jià)耦合作用下活性粉末混凝土的耐久性是不科學(xué)的，且相

3、對(duì)動(dòng)彈性模量不宜單獨(dú)用作評(píng)價(jià)活性粉末混凝土耐久性的指標(biāo)?；谧匀唤菀约榜詈涎h(huán)后試樣內(nèi)氯離子含量測(cè)定結(jié)果，提出考慮凍融損傷影響的氯離子擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算方法，氯離子擴(kuò)散系數(shù)隨著耦合循環(huán)次數(shù)的增加先減小后增大;分別考慮凍融損傷破壞、氯離子侵蝕破壞、耦合作用破壞三種情況建立壽命預(yù)測(cè)模型。在此基礎(chǔ)上，基于元胞自動(dòng)機(jī)模型對(duì)自然浸泡、凍融循環(huán)條件下氯離子擴(kuò)散進(jìn)行模擬，可為復(fù)雜環(huán)境下侵蝕介質(zhì)擴(kuò)散模擬提供參考。
　　通過活性粉末混凝土毛細(xì)吸入試驗(yàn)，

4、考慮鋼纖維摻量、溶液濃度等因素對(duì)溶液吸入量和毛細(xì)吸液系數(shù)的影響，分析了自然浸泡和耦合作用后活性粉末混凝土的毛細(xì)吸入特性變化。結(jié)果表明:活性粉末混凝土的溶液吸入量隨著時(shí)間的增加前期增長(zhǎng)較快，后期增長(zhǎng)緩慢，溶液吸入量在15～180min和180～540min兩階段均與t1/2成正比;浸泡720d溶液吸入量略大于未浸泡試件，耦合作用后溶液吸入量顯著降低，可能是再水化的影響。
　　通過水中再水化試驗(yàn)，分析再水化作用對(duì)活性粉末混凝土性能的影

5、響，自然浸泡以及耦合作用過程中發(fā)生了再水化反應(yīng)，有絮狀、片狀、針棒狀、無(wú)定型產(chǎn)物以及鈣礬石類侵蝕產(chǎn)物生成;再水化作用可以對(duì)致密的混凝土結(jié)構(gòu)造成損傷，也會(huì)在一定程度上修復(fù)損傷。在水泥基水化模型的基礎(chǔ)上提出新的再水化模型，模型模擬值與試驗(yàn)值吻合良好，可以為后續(xù)再水化模型的研究提供參考。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)Gibbs-Thomson方程，分析孔徑以及NaCl濃度對(duì)孔隙結(jié)冰溫度的影響;測(cè)定NaCl濃度和溫度對(duì)體積結(jié)冰膨脹率的影響。根據(jù)上述結(jié)果，分析