化学—力学耦合作用下海工混凝土劣化规律与机理研究

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1、表兩：硕壬学位论文化学－力学頻合作用下海工混為±劣化规律与机理研究专业名称；材料科学与工程研究生姓名：邓嘉聽导师姓名；秦鸿根教授级窩工中国？南京二〇—五年一月本论文获国家重点基础研巧发展规划（９７３计划）（２００９ＣＢ６２３２００）资助。ＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＴＨＥＤＥＴＥＲＩＯＲＡＴＩＯＮＬＡＷＡＮＤＭＥＣＨＡＮＩＳＭＯＦＭＡＲＩＮＥＣＯＮＣＲＥＴＥＵＮＤＥＲＣＨＥＭ－ＭＥＣＨＡＮＬＬＥＤＥＦＦＥＣＴＩＳＴＲＹＩＣＡＣＯＵＰＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏ

2、ｎＳｕｂｍｉ行ｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｈｅＡｃａｄｅｍｃｅｒｅｅｏｆａｓｔｅｏｆＥｎｉｎｅｅｎｔｉＤｇＭｒｇｒｉｇＢＹＤｅｎＪ－ｇｉａｕｎｊＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰ－ｒｏｆ．ＱｉｎＨｏｎｇｇｅｎＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｌｉ＆ＥｎｉｎｉｎｉａｓＳｃｅｎｃｅｇｅｅｒｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪａｎｕａｒ２０１５ｙ东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的硏巧工作及取得

3、的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，一也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献巧已在论文中作了明确的说明并表系了谢意。－７■研究生签名ｉｒＩ：期：７Ｘ．＿日东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档、。，可Ｗ采用影印缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一。除在保

4、密期内的保密论文外，致，允许论文被查阅和借阅可＾公布（包括！＾＾电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研巧生院办理。－师容名．研巧生豁名：ｗｔＩ：＾；期Ｗ＾摘要海工混凝生的服役环境十分严酷一，是海水富含的可溶性盐如氯盐、硫酸盐等对混凝止产生化学腐蚀，二是处于潮汝区的混凝±结构还将受到干湿循环的加速破坏作用。此外，当混凝±受到荷载作用时，内部微裂缝将引发和扩展，－侵蚀性介质更容易进入混凝±内部。本文针对此类问题开展了化学

5、力学稱合作用下海工混凝王的劣化规律与侵蚀机理的研究。配制了耐海水腐蚀的海工混凝止，通过海洋自然暴露腐蚀试验和室内加速模－拟腐蚀试验，ＸＣＴＭＩＰ孔采用氯离子和硫酸根离子化学分析方法，断层扫描、－结构测试、ＸＲＤ物相分析、ＤＳＣＴＧ综合热分析、微观形貌观察等微观结构检－测手段，研究了化学力学稱合作用下腐蚀离子的侵蚀机理及混凝止内部微结构的演变规律，探索了腐蚀环境、水胶比、矿物接合料、腐蚀时间和弯曲荷载等因素对海工混凝±耐久性的影响。在相同扩散深度上Ｉ侵蚀离子含量由大到小排序：干湿据环＞盐雾＞浸泡，

6、潮歡区＞大气区；矿物渗合料的搂入，尤其是粉煤灰、矿渣双惨可明显降低侵蚀离子含量；总氯离子含量（Ｃ）与自由氯离子含量（Ｃ）呈，，／线性关系氯离子结合能力随着混凝±强度的提高而降低；随着暴露时间的延长，瓶凝王内部的水泥浆体结构发生了变化，其孔隙率不断减小，氯离子的扩散系数随之降低；混凝止受弯曲荷载作用时，受拉区的ＣＨ含量显著低于受压区，表明受拉区损伤劣化程度比受压区更严重。测试化学－力学锅合作用下混凝±的动弹性模量，揭示了海工混凝止损伤劣化的时变发展规律；结合相似性理论，提出采用经验公式拟合海洋现场

7、暴露麻蚀试验与室内加速模拟腐蚀实验的动弹性模量之间的相似性关系。提出用经验公式＝＆ｃｗ位ｓ＋？拟合海洋潮抄区动弹性模量＆ｃ／ＧＰａ与室内干湿循环动弹性模量＝￡ＧＰａ－ＭＰ的相关关系，式中｜０．９３６０．２４９，Ｖ／嗦乂为混凝止９０ｄ抗压强度／ａ，ａ可０４０－１１１６取经验值１．．，接加矿物惨合解可适当减小。用经验公式岛拟合海洋大气区动弹性模量与室内盐雾动弹性模量＆＜／ＧＰａ的关系，式中＝－—ｎ０ｘ．．９７４ｃ〇９２４，幻取经验值．０５５１．０９８。／１基于氯离子扩散的修正模型，对海详现场暴露环

8、境中混凝止的服役寿命进行了初步预测。海洋潮歡区的混凝王服役寿命明显小于大气区的服役寿命，前者约是后者的１／４；保护层厚度对混凝止的服役寿命起着决定性的作用，将保护层厚度Ｘ増大５０％，混凝上服役寿命将提高约２倍；降低水胶比，尤、惨加矿物惨合料其是粉煤灰、矿渣双惨