基于多重因素作用下碳化混凝土的抗冻性

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1、南京航空航天大学硕士学位论文多重因素作用下碳化混凝土的抗冻性姓名：燕坤申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：余红发;黄东升20070601南京航空航天大学硕士学位论文摘要在我国北方地区的腐蚀性环境中，既存在腐蚀破坏，又存在冻融破坏，对于掺加大量矿物掺合料的混凝土结构，还应该考虑碳化作用的影响，因而，实际工程中结构混凝土的耐久性问题非常复杂，属于一种在荷载作用下的碳化、腐蚀和冻融循环等多种破坏因素耦合作用下的耐久性。本文在绿色高性能混凝土（Greenhighperformanceconcrete，GHPC）的基础上，综合运

2、用矿物掺合料的复合效应、高效外加剂的减水和引气作用、膨胀剂补偿收缩作用和纤维增强作用等技术，制备出绿色高耐久性混凝土（Greenhighdurableconcrete，GHDC）；并同时配制了普通混凝土（OrdinaryPortlandcementconcrete，OPC）和大掺量矿物掺合料混凝土（Concretewithhighcontentmineraladmixture，HCMC）作为实验研究的基准；在未加载与加载条件下，采用快冻法研究了上述3种混凝土快速碳化28d后在水、5%MgSO4溶液、10%NaCl溶液和（5%

3、MgCl2+5%Na2SO4）复合溶液中的抗冻性。通过大量实验室试验，探讨了碳化混凝土在单一、双重和多重破坏因素作用下损伤失效过程的规律与特点；发现GHDC具有完全不同于OPC和HCMC的长寿命和高耐久性奥秘——GHDC即使发生了严重的碳化作用，在MgSO4溶液、NaCl溶液、（MgCl2+Na2SO4）复合溶液、弯曲荷载和冻融循环及其多因素耦合作用下仍然具有非常高的耐久性。根据混凝土试件冻融破坏的特点，采用三轴疲劳拉应力作用近似模拟混凝土在冻融过程中内部应力的状态，基于损伤力学理论、混凝土抗冻性理论和混凝土疲劳方程，建立了

4、混凝土冻融疲劳损伤的数学模型；运用抗冻性实验结果确定了混凝土冻融疲劳方程的材料参数β，并基于疲劳损伤累积原理，建立了混凝土结构在自然条件下冻融寿命的预测模型，为预测混凝土结构在实际天然冻融环境中的耐久性寿命提供了理论依据和基本参数，可以实现实际混凝土结构的抗冻性设计。关键词：绿色高耐久性混凝土（GHDC）；碳化作用；抗冻性；弯曲荷载；MgSO4溶液；NaCl溶液；复合溶液；疲劳损伤；寿命i多重因素作用下碳化混凝土的抗冻性AbstractAsknown,corrosionandfreezing-thawingdamageexi

5、stinthecorrosiveenvironmentinNorthChina.Inaddition,theeffectofcarbonizationshouldbeconsideredtotheconcreteofstructurewithhighcontentmineraladmixture.Actuallythedurabilityofconcreteinengineeringstructuresisverycomplex,itisakindofdurabilityintheeffectofcarbonization,

6、corrosion,freezing-thawingcycles,multi-factorscouplingandsoon.Inthispaper,greenhighdurableconcrete(GHDC)wereproportionedonbasesoftheproportionprincipalsofgreenhighperformanceconcrete(GHPC),incorporatedwithsynergisticeffectofmineraladmixture,waterreducingandair-entr

7、ainingpropertiesofconcreteadmixture,shrinkagecompensationfunctionsofexpansionagentandreinforcingeffectsoffibers.OrdinaryPortlandcementconcrete(OPC)andconcretewithhighcontentmineraladmixture(HCMC)werepreparedforthebaselineofexperimentalresearch.Throughthemethodofacc

8、eleratedfreezing-thawingtest,thefreezing-thawingdurabilityofcarbonizedOPC,carbonizedHCMCandcarbonizedGHDCwithandwithoutloadingwerestudied,whichsu