【摘要】：本文以內蒙古風積沙和天然浮石為主要原材料,研制風積沙普通混凝土和風積沙浮石混凝土,綜合考慮風沙吹蝕、凍融循環(huán)、氯鹽腐蝕等多因素耦合影響,從宏觀劣化規(guī)律、表面三維形貌、內部微觀結構、化學物相組成及孔隙結構演變等方面,探討寒冷鹽漬地區(qū)風沙環(huán)境下風積沙混凝土耐久性損傷劣化機理,對特殊環(huán)境下服役的混凝土耐久性設計具有重要理論基礎與應用價值。本文主要研究內容與結果如下:1、通過自制混凝土風沙吹蝕試驗裝置,模擬2種風積沙混凝土在風沙吹蝕作用下的破壞過程。選取風速、挾沙量和攻角3因素進行風力參數正交試驗,攻角的顯著性和方差貢獻率最大,90°時風沙以垂直撞擊為主,產生損傷較大的“吹蝕坑”破壞,15°時風沙以水平削切為主,產生損傷較小的“吹蝕溝”破壞;風沙吹蝕破壞過程劃分為加速發(fā)育、衰減和穩(wěn)定3階段,其中加速發(fā)育階段對混凝土表面損傷破壞較大;沙粒粒徑越大,撞擊混凝土表面所攜帶能量越大,從而產生損傷破壞越大。2、風沙吹蝕對2種風積沙混凝土凍融循環(huán)可產生“催化”效應,加速凍融作用下混凝土內部微裂紋生成和發(fā)育,風沙吹蝕與凍融耦合下混凝土損傷較單純凍融循環(huán)大;風積沙浮石混凝土抗凍性優(yōu)于風積沙普通混凝土,是由于風積沙浮石混凝土內部的浮石骨料在凍融過程中孔隙難以完全充盈賦水,浮石豐富的孔隙結構能夠滿足水冰相變產生的自由膨脹,在凍結過程中可為未凍水遷移“卸壓”,從而具有良好抗凍性。3、長期自然浸泡作用下2種風積沙混凝土宏觀性能相對穩(wěn)定,隨浸泡時間的增加,氯離子侵蝕深度隨之遞增,風積沙浮石混凝土內部豐富孔隙結構導致其氯離子最大侵蝕深度大于風積沙普通混凝土;長期自然浸泡后2種風積沙混凝土總孔隙度增大,其中0.1μm孔隙比例減少,0.1~10μm孔隙波動性變化,10μm孔隙比例增多。4、氯鹽干濕循環(huán)后2種風積沙混凝土內部均生成代表性Friedel鹽;混凝土在風沙吹蝕與氯鹽干濕循環(huán)耦合作用下,風沙吹蝕損傷約占7.5%~8.8%,氯鹽干濕循環(huán)損傷約占91.2%~92.5%,風沙吹蝕對混凝土表面造成“吹蝕坑”為鹽分進入混凝土內部提供“通道”,風沙吹蝕作用可增大風積沙混凝土氯離子侵蝕深度、加劇鹽蝕損傷。5、凍融-氯鹽干濕-風沙吹蝕多因素耦合作用下2種風積沙混凝土損傷破壞程度均大于凍融-氯鹽干濕雙因素耦合作用;風沙吹蝕破壞混凝土表面保護層,加速混凝土內部結構受到凍融水冰相變、氯鹽化學腐蝕、結晶壓腐蝕等損傷的影響。6、基于灰色系統(tǒng)理論對混凝土孔隙分布與損傷度進行關聯(lián)分析,孔隙分布對損傷度的影響次序從大到小:風積沙普通混凝土0.01~0.1μm0.1~1μm1~10μm大于10μm小于0.01μm;風積沙浮石混凝土小于0.1μm0.1~1μm1~10μm大于10μm。
【學位授予單位】：內蒙古農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU528

【參考文獻】

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1 吳俊臣;申向東;董偉;郝

本文編號：2806575