海洋腐蚀与冻融环境下掺合料混凝土物理力学性能及损伤机理研究

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1、博士学位论文海洋腐蚀与冻融环境下掺合料混凝土物理力学性能及损伤机理研究StudyonthePhysicalandMechanicalPropertiesandDamageMechanismofConcreteMixedwithMineralAdmixtureinMarineCorrosionandFreezing-ThawingEnvironment作者：李雁导师：吕恒林中国矿业大学二O一五年六月中图分类号学校代码10290UDC密级公开国家自然科学基金项目(51478458)国家自然科学基金项目(51378241)江苏省科技创新与成果转化专项引导资金项目(BY2012085)中国矿业大学博士

2、学位论文海洋腐蚀与冻融环境下掺合料混凝土物理力学性能及损伤机理研究StudyonthePhysicalandMechanicalPropertiesandDamageMechanismofConcreteMixedwithMineralAdmixtureinMarineCorrosionandFreezing-ThawingEnvironment作者李雁导师吕恒林申请学位工学博士培养单位力学与建筑工程学院学科专业结构工程研究方向混凝土结构耐久性答辩委员会主席评阅人二O一五年六月论文审阅认定书研究生李雁在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完

3、成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢本文是在导师吕恒林教授的悉心指导下完成的，凝聚了导师大量的心血。在学生求学期间，深刻地感受到了导师巨大的人格魅力，吕老师严谨的治学态度、忘我的敬业精神、宽厚的学者风范、渊博的专业知识是学生一生学习的楷模。导师敏锐的创新思维、独到的学术观点令学生由衷钦佩，并受益终生！师从八载，导师的指导无时不在，对学生的关怀点点滴滴都铭记在心。值此论文完成之际，本人表示最诚挚的敬意和感谢!感谢力学与建筑工程学院殷祥超教授、耿欧教授、尹世平副教授、刘志勇老师以

4、及材料科学与工程学院孙智教授在论文选题、研究试验及分析思路选取等方面给予的热情指导和帮助。感谢徐州工程学院的领导和同事们一直以来在工作、科研和生活上所给予的帮助和鼓励。感谢博士研究生李兵、刘瑞雪、吴元周、谢海舰、张见超以及硕士研究生马超、逄增伟等的帮助。感谢江苏铸本混凝土工程有限公司李勇总经理、龙宇总工程师在混凝土原材料提供及试验方面给予的大力帮助；感谢连云港建筑设计研究院有限公司李世歌总工程师、连云港港口工程设计研究院有限公司高兆福总工程师在海洋环境测试及工程背景资料搜集等方面所提供的协助；感谢徐州工程学院建筑结构试验室宋雷老师、中国矿业大学资源与地球科学学院黄华洲老师在宏观和细观试验方面给

5、予指导和帮助。感谢我的家人，是你们的默默支持和无私奉献才使我得以继续学业，家人给予的关爱是我追求人生目标的力量源泉。本文得到国家自然科学基金面上项目“海洋环境下TRC加固钢筋混凝土结构性能退化机理研究”(编号：51478458)的资助；得到江苏省科技创新与成果转化（重大科技支撑与自主创新）专项引导资金项目“大型海洋工程钢筋混凝土结构防腐关键技术研究”（编号：BY2012085）的资助；得到江苏省“六大人才高峰”资助项目“海工高性能混凝土材料性能及其防腐关键技术研究与应用”（编号：2012-jz-002）的资助，在此表示感谢。最后，感谢各位专家在百忙中对论文的审阅和赐教！2015年5月21日摘要

6、海洋腐蚀与冻融环境给我国北方海港混凝土结构带来严重危害，该环境下混凝土物理力学性能及损伤机理研究是解决这类工程问题的基础。本文以掺合料混凝土为研究对象，在现场实测海洋环境的基础上，借助人工气候环境模拟试验室、快速冻融循环试验机等设备，通过对紫外光、温湿度、盐雾、冻融等环境因素设置，模拟海洋腐蚀与冻融环境，综合理论分析，试验研究、数值计算等方法与手段，系统开展了海洋腐蚀与冻融环境下掺合料混凝土物理力学性能、氯离子传输机理、细观形貌结构特征、损伤机理等研究。主要成果如下：（1）通过物理性能试验，得到了掺合料混凝土经过不同冻融循环作用后表观形貌、质量的变化情况，及其在海洋腐蚀与冻融环境下的氯离子侵蚀

7、规律；建立了矿物掺合料掺量、种类、冻融次数及腐蚀时间与混凝土各物理性能之间的联系；得到了耦合环境作用对混凝土氯离子传输性能的叠加影响规律。（2）通过力学性能试验，得到了海洋腐蚀与冻融环境下混凝土抗压强度、弹性模量、动弹性模量随掺合料、冻融次数及腐蚀时间的变化规律；建立了矿物掺合料掺量、种类、冻融次数和腐蚀时间与混凝土力学性能参数之间的联系。（3）通过对试验数据进行分析，建立了考虑冻融影响因素的孔隙