發(fā)布時間：2019-04-16 19:47

【摘要】：硫酸鹽在我國分布廣泛，海水、鹽湖、地下水及鹽堿地等環(huán)境中大多有硫酸鹽存在，硫酸鹽侵蝕是導致混凝土劣化最廣泛和最普遍的形式之一，其影響因素復雜，危害性大，嚴重影響混凝土結構耐久性。硫酸鹽中的侵蝕介質(zhì)逐步傳輸?shù)交炷羶?nèi)部引起混凝土膨脹、開裂，造成強度損失，由表及里形成損傷層，最終導致混凝土破壞。硫酸鹽環(huán)境中混凝土結構所處的水位變動區(qū)、浪濺區(qū)以及潮汐區(qū)等部分，同時遭受干濕循環(huán)與硫酸鹽侵蝕的共同作用，混凝土劣化更加嚴重。在寒冷地區(qū)的硫酸鹽環(huán)境中，混凝土結構不僅遭受硫酸鹽侵蝕，同時還受到凍融循環(huán)的破壞作用，侵蝕劣化機理更加復雜。因此，開展干濕交替與硫酸鹽侵蝕、凍融循環(huán)與硫酸鹽侵蝕共同作用下的混凝土損傷劣化機理和性能退化規(guī)律研究，對于硫酸鹽侵蝕環(huán)境下混凝土結構耐久性評估具有重要意義。 論文采用理論分析與室內(nèi)加速試驗相結合、宏觀試驗與微觀分析相結合的方法，分別研究硫酸鹽侵蝕與干濕循環(huán)、硫酸鹽侵蝕與凍融循環(huán)共同作用下混凝土的損傷劣化機理與性能退化規(guī)律，在此基礎上建立了混凝土抗壓強度衰減模型與單軸受壓本構模型，并分析了損傷層混凝土的力學性能退化規(guī)律；基于連續(xù)損傷力學理論，建立了硫酸鹽侵蝕作用下的混凝土損傷破壞準則，并進一步分析了混凝土多軸損傷本構關系。主要研究內(nèi)容如下： （1）采用SEM、XRD與TG-DSC微觀測試技術手段，分析了硫酸鹽侵蝕環(huán)境下混凝土內(nèi)部的結構演化、主要侵蝕產(chǎn)物生長特征和形態(tài)，并對硫酸鹽的主要侵蝕產(chǎn)物鈣礬石和石膏進行定量分析，從微觀角度揭示了硫酸鹽與干濕循環(huán)、硫酸鹽與凍融循環(huán)作用下混凝土損傷劣化機理。 （2）開展了硫酸鹽侵蝕和干濕循環(huán)作用下的混凝土耐久性試驗，綜合分析了水膠比、粉煤灰摻量、硫酸鹽溶液濃度及種類對混凝土質(zhì)量損失率、相對動彈性模量和抗壓強度的影響，建立了考慮水膠比、粉煤灰摻量和硫酸鹽溶液濃度的混凝土抗壓強度衰減模型。研究了硫酸鹽侵蝕和凍融循環(huán)作用下硫酸鹽溶液種類及濃度對混凝土性能劣化的影響規(guī)律，深入分析了硫酸鹽侵蝕對凍融破壞的影響以及二者之間的耦合效應。 （3）采用超聲波平測法，研究了硫酸鹽侵蝕環(huán)境下混凝土損傷層厚度的變化規(guī)律，從損傷層角度分析了混凝土的損傷劣化規(guī)律。建立了硫酸鹽與干濕循環(huán)作用下考慮水膠比、粉煤灰摻量和硫酸鹽溶液濃度影響的混凝土損傷層厚度預測模型和混凝土損傷速率預測模型；建立了硫酸鹽與凍融循環(huán)作用下的混凝土損傷層厚度預測模型和混凝土損傷速率預測模型；并對損傷層混凝土的力學性能進行分析，計算得出損傷層混凝土的平均抗壓強度。 （4）開展了硫酸鹽侵蝕環(huán)境下混凝土單軸受壓本構關系試驗研究，，分析了干濕循環(huán)和凍融循環(huán)作用下不同時期混凝土和損傷層混凝土的單軸受壓性能及應力—應變曲線變化規(guī)律，建立了混凝土峰值應力、峰值應變、彈性模量與侵蝕時間的相關關系；建立了硫酸鹽與凍融循環(huán)、硫酸鹽與干濕循環(huán)作用下混凝土與損傷層混凝土的單軸受壓應力—應變?nèi)�方程。 （5）基于連續(xù)損傷力學理論和Ottosen破壞準則，建立了硫酸鹽侵蝕環(huán)境下混凝土的損傷破壞準則�；诮⒌牧蛩猁}損傷破壞準則，求出非線性指標，并以硫酸鹽環(huán)境下混凝土單軸受壓應力—應變?nèi)�方程為基礎求出割線模量，在Ottosen本構方程的基礎上分析了硫酸鹽作用下的混凝土多軸損傷本構關系。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU528

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本文編號：2459048