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建筑基础腐蚀性试验与评价研究

作　者: 程祖锋
导　师: 肖树芳
学　校: 吉林大学
专　业: 地质工程
关键词: 地下水场地土混凝土钢筋腐蚀性评价正交试验
分类号: TU46
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本文在对研究区地下水与土对建筑基础腐蚀性评价的研究中发现,目前有关水土腐蚀性的研究及规范的评价方案尚存在多方面问题。为解决单因素腐蚀评价标准的不完善问题,开展了考虑多项因素的混凝土单因素腐蚀试验;首次提出了混凝土质量及腐蚀液成分变化率的概念并用于评价;建立了混凝土-腐蚀成分-成分变化率的关系模型;分析了其腐蚀机理;提出了单因素腐蚀预测模型;据钢筋的混凝土保护厚度拟定了考虑混凝土类型的腐蚀性评价方案;对比后对规范评价方案提出了修改意见。为探讨复合介质的腐蚀机理与评价,开展了三因素三水平正交试验,分析了各因素的主次顺序、最强与最弱因素水平组合及其影响的显著性,证实了多因素交互作用的存在。为实现腐蚀性的动态评价,创建了基于GIS的地下水与土对混凝土的腐蚀性动态评价系统。首次提出了腐蚀势系数概念。阐明了研究区水土化学成分的分布规律及其影响因素,发现区内腐蚀成分分布复杂、腐蚀类型齐全且等级高,有效解决了该区的水土腐蚀性评价问题。研究证实,混凝土配合比与其抗蚀性密切相关,高强度混凝土具有强的抗蚀性,而掺粉煤灰提高抗蚀性的作用有限。Cl-的扩散能力强,对混凝土存在分解腐蚀作用。Mg2+对混凝土的腐蚀作用很强。当复合液存在Mg2+时,以Mg2+的单因素作用为主;当同时含有Cl-与SO42-时,其交互作用强烈。粉质粘土因其阻滞与淋滤能力均不强而使其含腐蚀成分相对较高。上述成果与结论均具有重要的理论与实际意义。

全文目录

内容提要  5-9
第1章绪论  9-35
  1.1 腐蚀的危害与问题的提出  9-12
  1.2 地下水、场地土腐蚀性的国内外研究现状与存在的问题  12-22
    1.2.1 国外腐蚀研究现状  12-14
    1.2.2 国内腐蚀研究现状  14-18
    1.2.3 GIS 及其在岩土工程中的应用  18-19
    1.2.4 研究中存在的主要问题  19-22
  1.3 本文的研究概况  22-25
    1.3.1 研究意义  22-23
    1.3.2 研究依据  23-24
    1.3.3 研究范围与条件  24-25
  1.4 研究内容与技术路线  25-35
    1.4.1 研究的主要内容  25-27
    1.4.2 研究的技术路线  27-29
    1.4.3 研究方法与工作量  29-35
第2章地下水、场地土的腐蚀原理与规范评价标准  35-81
  2.1 地下水、场地土的腐蚀原理  35-62
    2.1.1 地下水、场地土腐蚀混凝土的物理化学原理  35-42
    2.1.2 地下水、场地土腐蚀岩土工程中钢材料的电化学原理  42-45
    2.1.3 影响钢筋混凝土腐蚀的因素  45-62
  2.2 地下水、场地土腐蚀性的规范评价标准  62-65
    2.2.1 混凝土的腐蚀性评价标准  62-64
    2.2.2 混凝土中钢筋的腐蚀性评价标准  64-65
    2.2.3 地下水对钢结构的腐蚀性评价标准  65
  2.3 地下水、场地土腐蚀的防治原理与措施  65-76
    2.3.1 水土对混凝土腐蚀的防治原理与措施  65-71
    2.3.2 水土对混凝土中钢筋腐蚀的防治原理与措施  71-76
    2.3.3 水土对地下钢结构基础腐蚀的防治原理与措施  76
  2.4 小结  76-81
第3章研究区概况及其地下水、场地土化学成分特征  81-159
  3.1 研究区概况与腐蚀环境类型的确定  81-86
    3.1.1 人文与地理交通概况  81
    3.1.2 水文气象  81-83
    3.1.3 建筑及其它工业概况  83-84
    3.1.4 地质概况  84-86
  3.2 腐蚀环境类别的确定  86-87
  3.3 地下水、场地土水文化学成分特征  87-155
    3.3.1 腐蚀因子等值线图与立体网格线图的编制  87-104
    3.3.2 地下水腐蚀成分的分布特征  104-131
    3.3.3 场地土腐蚀成分的分布特征  131-155
    3.3.4 影响场地腐蚀成分分布的因素分析  155
  3.4 小结  155-159
第4章研究区地下水、土的腐蚀性规范评价与分区  159-196
  4.1 研究区腐蚀等级、类型分区图的绘制  159-162
    4.1.1 分析具有腐蚀性的因子  159-160
    4.1.2 制图原理与步骤  160-162
  4.2 地下水对混凝土、钢筋、钢结构的腐蚀性评价与分区  162-180
    4.2.1 地下水对混凝土的腐蚀性评价与分区  171
    4.2.2 地下水对混凝土中钢筋的腐蚀性评价与分区  171-180
    4.2.3 地下水对钢结构的腐蚀性评价与分区  180
  4.3 场地土对混凝土及其钢筋的腐蚀性评价与分区  180-191
    4.3.1 场地土对混凝土的腐蚀性评价与分区  180-186
    4.3.2 场地土对混凝土中钢筋的腐蚀性评价与分区  186-191
  4.4 研究区地下水、场地土腐蚀性的影响因素分析  191-194
    4.4.1 地下水的腐蚀性分区综述及其腐蚀原因  191-193
    4.4.2 场地土的腐蚀性分区综述及其腐蚀原因  193-194
  4.5 小结  194-196
第5章基于GIS 的地下水、场地土腐蚀性规范评价系统的创建  196-207
  5.1 评价系统结构设计  196-197
    5.1.1 系统总体结构图  196-197
    5.1.2 地理信息子系统  197
    5.1.3 数据管理子系统  197
  5.2 评价系统功能设计  197-198
  5.3 评价系统的建立  198-199
    5.3.1 数据库导入  198
    5.3.2 界面设计  198-199
    5.3.3 程序语言编写  199
  5.4 评价系统的实现效果  199-206
    5.4.1 界面的实现效果  199-201
    5.4.2 查询系统的验证  201-203
    5.4.3 输入功能及评价过程的验证  203-205
    5.4.4 退出系统  205
    5.4.5 土质评价系统  205-206
  5.5 小结  206-207
第6章混凝土腐蚀试验与试验结果分析  207-283
  6.1 概述  207-208
  6.2 混凝土试块的计算、制备与腐蚀溶液的配制  208-213
    6.2.1 混凝土配合比的计算  208-211
    6.2.2 混凝土试块的制备与养护  211-212
    6.2.3 腐蚀溶液的配制  212-213
  6.3 混凝土单因素腐蚀试验与结果分析  213-251
    6.3.1 单因素腐蚀试验设计  213-215
    6.3.2 单因素腐蚀效应的监测与评价方法  215-217
    6.3.3 单因素腐蚀试验结果及其分析  217-244
    6.3.4 单因素腐蚀厚度的预测及其评价模型的建立  244-251
  6.4 混凝土多因素腐蚀正交试验与结果分析  251-277
    6.4.1 正交试验原理与正交表简介  251-255
    6.4.2 正交试验设计与分析方法简介  255-264
    6.4.3 混凝土的腐蚀正交试验设计  264-270
    6.4.4 混凝土的腐蚀正交试验结果分析  270-274
    6.4.5 混凝土多因素腐蚀的机理分析  274-276
    6.4.6 预测多因素腐蚀厚度与建立评价模型的原理  276-277
  6.5 小结  277-283
第7章结论  283-290
参考文献  290-296
攻读博士期间公开发表的论文  296-297
致谢  297-298
中文摘要  298-304
英文摘要  304-309

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