干湿循环作用下矿物掺合料混凝土力学性能和耐久性研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shan850312
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
用矿物掺合料替代水泥制造绿色混凝土是当下解决相应环境问题且提高混凝土性能的有效方法,综合考虑物理力学性质(安全性)和抗氯离子侵蚀性能(耐久性)的矿物掺合料混凝土的开发,是有待研究解决的课题。本文通过开展混凝土抗压强度及快速氯离子扩散(RCM)试验,研究了矿物掺合料替代水泥对混凝土力学性能和抗氯离子渗透性能的影响。采用课题组自主研发的人工海洋环境水位变动区自动化模拟装置,开展了不同干湿比、不同暴露时间对矿物掺合料混凝土内氯离子自然扩散规律影响研究。主要开展工作和结论如下:(1)采用三种矿物掺合料,即粒化高炉矿渣(GGBFS简写S)、赤泥(RM简写R)和玻璃粉(GP简写G)。通过设置矿物掺合料替代水泥比例,即25%、45%、65%,同时设置单掺、双掺、三掺共计35种矿物掺合料混凝土配合比,开展混凝土抗压强度试验及快速氯离子扩散(RCM)试验,结果发现适当的矿物掺合料替代比例可以有效地改善混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性能。最终推荐M1(S10R7.5G7.5),M2(S15R10),M3(S35R10)和 M4(S35R5G5)四个配合比。在满足力学性能要求的前提下,混凝土 28d氯离子扩散系数分别比普通混凝土降低 15.7%、19.1%、43.4%、46.9%。(2)开展干湿比和暴露时间对矿物掺合料混凝土内氯离子扩散规律的影响研究,干湿循环作用下混凝土中氯离子浓度沿暴露深度分布存在氯离子峰值浓度,出现明显的对流区。在相同暴露时间下,随着干湿比的增大,混凝土的氯离子峰值浓度和对流区厚度均有明显的增加,当干湿比为15:1时氯离子扩散作用最为明显。(3)建立了考虑干湿比影响的混凝土氯离子扩散模型,得到表面氯离子浓度、表观氯离子扩散系数随干湿比的变化规律。建立了最不利干湿比下的混凝土氯离子扩散时变模型,得到表面氯离子浓度、表观氯离子扩散系数随暴露时间的变化规律。(4)建立了综合考虑干湿比和暴露时间影响的矿物掺合料混凝土氯离子扩散模型,并对模型进行验证和讨论。通过已建立模型计算矿物掺和料混凝土自然扩散氯离子进入总量,定量比较了不同矿物掺合料混凝土的抗氯离子渗透性能优劣。4种矿物掺合料配合比混凝土(M1、M2、M3、M4)均展现出比普通混凝土更优的抗氯离子渗透性能。
其他文献
长期以来,我国在城市规划中对雨水资源的综合利用一直缺乏足够的重视,随着我国人民生活水平的改善,公众对水环境的要求随之提高,对饮用水、景观用水等有了更高的要求,这为雨水利用技术的推广应用提供了广阔前景。因此,建立科学合理的雨水利用模式,评估各区域雨水利用潜力,成为了与城市发展同等重要的需求。本文进行了雨水利用适宜模式构建与雨水利用潜力评估研究,并以京津冀各城市中心城区为例,对其进行了雨水利用模式构建
学位
构造裂隙广泛存在于水电工程基岩岩体中,是劣化岩石力学性能的关键因素。地质钻探技术是获取地下地质资料的有效手段,但岩体裂隙细小而密集,传统的人工地质数据解析方法需要消耗大量人力从钻孔取芯物探成果中手动解析裂隙参数;同时,人工解析方法提取出的裂隙平均开度难以反映裂隙中心线上各点处详细的开度信息。计算机视觉方法能够自动提取出裂隙的参数,高效而准确地完成地质数据解析任务。基于计算机视觉的钻孔图像裂隙参数解
学位
城市河道是城市的重要组成部分,承载着城市景观和防洪排涝的功能,是城市发展的基本组成,然而我国部分城市河流渠化严重,河网破碎,水动力条件差,水环境容量低,部分地区水质严重恶化,河道黑臭问题突出。针对天津中心城区二级河道水环境容量低,河道补水效果差的现状,本文分析得到了天津市多种类型河道在雨季和非雨季的水质变化规律,开展原位河道复式净化装置净化效果的试验,量化其对河道水环境的改善能力,并基于以上内容形
学位
碱渣是利用氨碱法生产纯碱过程中产生的工业废渣,碱渣的大量堆积会对周围地区的自然环境和经济发展造成严重的影响。目前,解决这些问题最有效的方法便是将碱渣应用于工程填垫。要将碱渣应用于工程填垫,首先要解决其承载力和变形问题,现已有部分学者针对其静力学特性展开了大量研究,但针对其动力学特性的研究仍十分匮乏,外部动荷载的作用会对碱渣土地基的承载力和变形产生显著的影响,主要包括:1)循环强度弱化特性,外部循环
学位
寒区黏土心墙坝冬季施工过程中普遍面临着心墙土料受冻难压实及冻融破坏等问题。相变材料(Phase Change Material,PCM)与黏土料制备而成的相变心墙土料具有防冻控温性能,为上述问题的解决提供了新的途径。然而,相变黏土料作为一种新型心墙填筑料,现阶段对其材料性能和筑坝特性的研究还不够充分,其充当心墙料的可行性尚缺乏支撑和论证。因此,有必要结合室内试验和数值模拟等手段,深入研究相变心墙土
学位
现有的研究表明,斑海豹在不依靠视力、听力及化学信号的情况下,依然具有捕猎的能力。斑海豹这一独特的能力源自它对水体中水动力信号的识别:游动的鱼类会在身后产生尾涡,这种尾涡信号能够向远处传递,斑海豹可以通过其胡须感受到这种涡的存在,因此能够实现对猎物的定位。斑海豹利用胡须实现对水动力信号的识别和追踪的能力,是一项重要的发现:一方面填补了人们对鳍足类哺乳动物感知信息能力认识的空缺,另一方面认清这一感知能
学位
随着海上风电的发展,单桩基础已成为海上风电工程中使用最为广泛的基础形式。海上风电结构在服役期间会承受风、浪、流产生的水平向静、动荷载,地基基础的长期稳定性备受关注。本文针对海上风电受到的静、动荷载特征,采用小比尺模型试验、离心机模型试验以及有限元模拟方法,研究了砂土地基中单桩基础在水平向静荷载和循环荷载下的承载特性以及累积变形规律,具体研究内容如下:(1)开展了密砂中单桩基础的水平向承载离心机模型
学位
高拱坝施工常面临水文气候条件复杂、作业空间狭小和施工约束等问题,为高拱坝施工进度的有效控制带来了极大的挑战。施工仿真技术和施工方案优选方法为高拱坝施工过程分析及施工进度管控提供了有效的途径。随着工程的推进,高拱坝施工作业空间、施工约束等不断发生变化,这导致施工仿真参数发生动态变化。如何有效地动态更新施工仿真参数是确保建设期施工进度仿真准确性的关键。然而,现有的施工仿真参数更新方法难以有效地提取施工
学位
水电站机组与厂房结构耦联作用复杂,振源涉及水力、机械、电磁等多方面的因素,形成的动力学体系具有随机性、复杂性、非线性相关性等特点。本文基于原型观测和数值模拟方法,对多源激励下水电站机组厂房振源特性和响应特性进行了研究,并提出了一种水电站厂房振动响应预测方法,主要研究内容如下:(1)机组厂房结构振源特性研究。计算各类振源理论频率,以此为依据对实测振源进行分类。运用振动主频出现次数统计分析和不同振动分
学位
海洋环境下,氯离子扩散引起的钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的重要因素。采用物理模型实验的方法探究混凝土内部氯离子自然扩散的规律,不仅需要大量的人力、物力、财力和时间,且很难进行长期的实验研究。而数值模拟能够节省大量的物理实验成本,缩短试验周期,实为一种高效的方法。本文从细观尺度出发,将混凝土视为由水泥砂浆、粗骨料及界面过渡区(ITZ)共同组成的三相非均质材料,建立了混凝土随机凸多面体骨料细观模
学位