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海工混凝土所处的服役环境十分恶劣和复杂,其中由可溶性盐溶液侵蚀引起的耐久性问题是海工混凝土面临的一个重大问题。因此,如何提高多因素耦合作用下混凝土的耐久性、预测混凝土的服役寿命,是目前研究领域面临的一个重要课题。处于潮差区和浪溅区的混凝土结构往往受到往复的干湿交替作用,加剧了盐溶液对混凝土的侵蚀。本文针对处于潮差区和浪溅区的海工混凝土结构,研究了干湿交替-盐溶液耦合作用下混凝土的损伤过程和机理,并探讨了干湿交替作用下氯离子的传输规律和模型,为多因素耦合作用下混凝土的耐久性寿命预测提供了重要的理论依据。 本文以质量损失率和相对动弹性模量来表征混凝土的损伤劣化程度,研究了干湿交替-盐溶液耦合作用下混凝土的损伤规律。试验结果表明:干湿交替和氯盐、硫酸盐复合盐溶液作用下,混凝土的质量随着时间的变化分为先增加后下降两个阶段,而相对动弹性模量随着时间的变化分为快速下降段、增加段、缓慢下降段、快速回升段、下降段共5个阶段;提高干湿循环干燥过程的温度和增大干湿时间比都能显著加速混凝土的损伤;降低水灰比或掺入一定量的矿物掺合料都能提高混凝土抗复合盐溶液侵蚀能力;氯盐的存在缓解了硫酸盐对混凝土的损伤程度,但复合溶液中,较高浓度的硫酸盐对混凝土的侵蚀慢于较低浓度的硫酸盐对混凝土的侵蚀。 本文以氯离子含量为测试指标,研究了干湿交替和氯盐、硫酸盐复合盐溶液作用下氯离子一维传输过程和分布规律。试验结果表明:自由氯离子浓度和总氯离子浓度都随混凝土深度的增加而降低,随侵蚀龄期的增加而增加,且自由氯离子浓度和总氯离子浓度之间存在较好的线性关系;干湿交替能显著加速氯离子向混凝土中的迁移;降低水灰比或加入一定量的矿物掺合料能大大降低混凝土中的自由氯离子浓度、提高氯离子结合能力;溶液中氯离子浓度越高,则混凝土中的自由氯离子浓度越高、氯离子结合能力越高大,而硫酸盐的存在降低了混凝土中的自由氯离子浓度和氯离子结合能力。此外,本文还分析了干湿交替作用下氯离子传输机理,建立了干湿交替作用下简化了的氯离子传输模型,结果表明本文提出的模型具有一定适用性。 此外,本文还利用X-CT、SEM、XRD和TG/DSC一系列测试技术,研究了氯盐、硫酸盐复合盐溶液侵蚀下水泥浆体的微结构演变规律。试验结果表明:随着侵蚀龄期的增加,水泥浆体的孔隙率不断降低,内部裂纹不断增加扩展,干湿交替加速了水泥浆体破坏的速度;较大的水灰比增加了水泥浆体的孔隙率;掺入一定量的矿物掺合料细化了水泥浆体的孔径,减少了孔的数量,降低了孔隙率,此外还提高了Friedel盐的量,降低了氢氧化钙的量,从而提高了抗复合盐溶液侵蚀的能力;氯盐和硫酸盐对水泥浆体的腐蚀作用相互抑制,复合溶液对水泥浆体的腐蚀慢于单一盐溶液对水泥浆体的腐蚀。