多因素耦合作用下水泥基材料損傷劣化研究.pdf

1、在海洋或者鹽湖中服役的水泥基材料由于內(nèi)外部諸多因素的作用而發(fā)生損傷劣化，材料逐漸喪失服役性能達(dá)不到預(yù)定的使用壽命。外部因素主要包括材料所受到的應(yīng)力作用、鹽湖海水中高濃度的侵蝕性離子、浪濺沖刷以及潮汐區(qū)造成的特殊浸泡制度以及一些溫濕度變化等。而內(nèi)部因素主要有水泥基材料的組成、結(jié)構(gòu)以及輔助膠凝材料品種及摻量等。水泥基材料在不同服役環(huán)境中的耐久性一直是工程和學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)。本文主要針對(duì)處于海洋潮汐浪濺沖刷區(qū)中服役的水泥基材料，以砂漿和混凝土

2、試件為研究對(duì)象，研究彎曲荷載-干濕循環(huán)-復(fù)合鹽溶液耦合作用下水泥基材料的損傷劣化過程。重點(diǎn)研究了水泥基材料在多因素耦合作用下，微結(jié)構(gòu)損傷累積規(guī)律，為多因素耦合作用下混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的預(yù)測(cè)提供理論依據(jù)。
　　本文以相對(duì)動(dòng)彈性模量為測(cè)試指標(biāo)，研究了彎曲荷載-干濕循環(huán)-復(fù)合鹽溶液耦合作用下砂漿以及混凝土試件損傷劣化過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:彎曲荷載-干濕循環(huán)-復(fù)合鹽溶液耦合作用下砂漿試件的損傷劣化過程可以分為三段:初始劣化段、性能改善段和性

3、能劣化段。增大彎曲荷載應(yīng)力比、提高硫酸鹽濃度以及加速干濕循環(huán)頻率都會(huì)縮短性能改善段并且提前性能劣化段，從而加速了砂漿試件的損傷劣化。提高氯鹽濃度在一定程度上緩解了硫酸鹽侵蝕。長(zhǎng)期浸泡下的試件性能不降反升，相對(duì)動(dòng)彈性模量一直保持在1以上。而水膠比的降低以及礦渣粉和粉煤灰等礦物摻合料的摻入提高了砂漿試件的抗侵蝕性能。
　　此外，本文利用X-CT和壓汞法(MIP)測(cè)試彎曲荷載-干濕循環(huán)-復(fù)合鹽溶液耦合作用下砂漿試件孔結(jié)構(gòu)變化規(guī)律。利用X

4、RD測(cè)試了鹽類侵蝕前后水化產(chǎn)物與腐蝕產(chǎn)物含量變化。利用環(huán)境掃面電鏡(ESEM)觀察了固相形貌及界面過渡區(qū)在侵蝕前后變化。試驗(yàn)結(jié)果顯示:侵蝕后砂漿試件的受拉區(qū)孔隙率、有害孔、腐蝕產(chǎn)物以及形貌損傷程度明顯高于受壓區(qū)。而且應(yīng)力比的提高、硫酸鹽濃度的提高和干濕循環(huán)頻率的加快都會(huì)加塊砂漿試件損傷劣化。氯鹽濃度提高減緩了硫酸鹽對(duì)砂漿試件的侵蝕。長(zhǎng)期浸泡下砂漿試件的孔隙率不升反降，水化產(chǎn)物和腐蝕產(chǎn)物的填充作用提高了抗侵蝕性能。低水膠比和礦物摻合料的加