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《浙江工业大学》 2016年
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模拟潮差环境下水泥基材料氯离子渗透时变相似性及微观机理

陈伟  
【摘要】:处在海洋潮差环境中的混凝土结构,受氯离子侵蚀而导致耐久性失效的问题日益突出。自然潮差环境下混凝土结构的耐久性失效是一个长期并且缓慢的过程,而影响混凝土氯离子的因素众多。因此,研究混凝土氯离子侵蚀时变规律具有重要意义。本文在已有研究的基础上,设计和实现了人工模拟海洋潮差环境下水泥基材料长期氯离子侵蚀试验,并通过压汞试验在不同侵蚀时间后混凝土的孔隙特征参数及孔径分布变化。本文主要的工作内容和成果如下:1.通过人工模拟海洋潮差环境下的模拟试验,测试了延长侵蚀时间至400 d后各时间点的试验混凝土中自由氯离子浓度,研究了侵蚀时间与水灰比对其氯离子侵蚀性能的影响,探寻并建立了该环境条件下混凝土氯离子扩散系数的长期衰减规律及其时变模型。结果表明,与原有时变模型相比,更新的模型计算得到的扩散系数与实测值更加吻合,误差更小。2.完成了人工模拟海洋潮差环境下不同掺合料水泥基材料的暴露试验,测试其在侵蚀不同时间后的自由氯离子浓度,研究了不同掺合料对氯离子侵蚀性能的影响,分析和建立了加入掺合料后水泥基材料氯离子扩散系数的衰减规律及时变模型。结果表明,除了单掺火成岩纤维,其余掺合料均能有效降低氯离子在水泥基材料中的扩散性能;不同掺合料对水泥基材料的扩散系数的时间衰减系数影响效果不同。3.应用相似理论的方法,对比研究了不同干湿循环环境下水泥基材料氯离子侵蚀试验结果,分析了人工模拟试验与现场潮差环境混凝土氯离子侵蚀的主要特征参数的时变相似性和随机特性相似性,得到了不同试验环境下混凝土和砂浆氯离子扩散系数的统一时变模型。4.根据压汞试验及测试结果,分析了模拟潮差环境下不同侵蚀时间后的试验混凝土内部孔隙特征变化和孔径分布变化,研究了混凝土氯离子扩散系数与孔隙特征参数的关系。结果表明,混凝土的总孔隙率、毛细孔率与其氯离子扩散系数之间具有很好的相关性,混凝土内大毛细孔的孔表面分形维数与其氯离子扩散系数之间均存在负相关关系,相关性较好。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU528

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