干湿循环下混凝土的氯离子渗透性能及涂层防护作用研究

摘要

海洋混凝土结构如跨海大桥、海底隧道、穿江隧道、海洋钻井平台等常因海洋环境腐蚀而过早发生耐久性失效乃至破坏。因此,研究混凝土在长期海洋环境作用下的物理力学性能以及防腐措施显得十分重要。本文以高性能混凝土为研究对象,系统研究了干湿循环条件下氯盐侵蚀混凝土的抗渗性能和力学性能以及涂层对混凝土的防护作用,主要研究成果如下:
　　(1)通过对氯盐侵蚀混凝土中不同深度处氯离子浓度的测定,得到了干湿循环腐蚀作用时间、防护涂层特性对混凝土氯离子渗透性能的影响规律,给出了氯离子扩散系数与干湿循环腐蚀作用时间的相互关系,由此建立了考虑时间因素的混凝土氯盐侵蚀预计模型。
　　(2)通过单轴压缩实验,得到了氯盐侵蚀混凝土的应力-应变曲线、抗压强度、弹性模量以及峰值应变随干湿循环腐蚀作用时间的变化规律;对比分析干湿循环作用下无涂层混凝土和三种表面涂层混凝土的力学性能,给出了涂层对氯盐侵蚀混凝土抗蚀能力的影响规律。
　　(3)基于损伤力学,研究了氯盐侵蚀对混凝土的损伤作用,得到了混凝土损伤程度随干湿循环腐蚀作用时间的变化规律,给出了氯盐侵蚀混凝土的损伤分布规律,并构建了氯盐侵蚀混凝土单轴压缩损伤本构模型及方程。将本构方程与氯盐侵蚀混凝土单轴压缩实验结果对比,表明该本构模型可较好地描述干湿循环条件下氯盐侵蚀混凝土的损伤演化特性。
　　研究成果可为海工混凝土耐久性的理论研究与工程应用提供参考。

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1 绪论

1.1研究背景及意义(Background and Significance)

1.2国内外研究现状(Current Research at Home and Abroad)

1.3本文研究内容与方法(Research Content and Approach)

2混凝土试件制备及涂层涂装

2.1混凝土试件试验材料选用(Concrete Material Selection)

2.2混凝土试件的制备和养护（Preparation and Maintenance of Concrete Specimen）

2.3涂层体系的设计（The Design of the Coating System）

2.4涂层涂装（Brushing Coating）

2.5本章小结(Summary)

3干湿循环下混凝土抗氯离子渗透性能

3.1试验设备及方法(Experimental Facilities and Method)

3.2混凝土氯离子侵蚀规律(The Chloride Ion Erosion Rule of Concrete )

3.3混凝土氯盐侵蚀预计模型(Chloride Erosion Model of Concrete)

3.4本章小结(Summary)

4干湿循环条件下氯盐侵蚀混凝土的力学性能

4.1试验设备及方法(Experimental Facilities and Method)

4.2混凝土应力-应变曲线(Stress-strain Curve of Concrete)

4.3混凝土抗压强度(The Compressive Strength of Concrete)

4.4混凝土弹性模量(The Elasticity Modulus of Concrete)

4.5混凝土峰值应变(The Peak Strain of Concrete)

4.6本章小结(Summary)

5干湿循环条件下氯盐侵蚀混凝土的损伤特征

5.1损伤力学基础(Damage Mechanics)

5.2 干湿循环条件下氯盐侵蚀对混凝土的损伤作用(Damage Effect of Chlorine Erosion on Concrete at Dry-wet Condition)

5.3 干湿循环条件下氯盐侵蚀混凝土的本构关系(Constitutive Equation of Chlorine Erosion Concrete at Dry-wet Condition)

5.4 本章小结(Summary)

6 结 论

参考文献

作者简历

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