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循环荷载作用下混凝土渗透性试验研究

作　者: 孙培华
导　师: 贾金青
学　校: 大连理工大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 循环荷载 吸水系数 氯离子扩散 损伤变量 残余应变
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


混凝土抗渗透能力不足是造成耐久性问题的主要原因,混凝土自身水化产生的微裂纹对渗透性影响较小,然而当结构上存在荷载时,混凝土内部便会以这些初始微裂纹为基础产生新裂纹,随着荷载的增大和作用时间延长裂纹会不断扩展,导致混凝土抗渗透性急剧下降,影响混凝土耐久性。实验室中通常忽视荷载作用而只研究无损状态下的渗透性,并且研究过程中多以荷载水平为研究对象,使试验结果适用性较差且与实际有所偏离。针对此类问题,本文对C30和C60两种不同强度等级的混凝土试件施加不同大小和次数的循环荷载后,对其吸水性和氯离子扩散性展开研究,根据试验结果分析了荷载情况对渗透性的影响,并根据超声波速和残余应变的变化,研究了循环荷载作用后的混凝土的吸水系数和氯离子的扩散系数随由超声波速定义的损伤变量和残余应变的变化关系。本文的工作内容及结论主要有以下几点：(1)在总结现有研究成果的基础上,对两种混凝土施加不同的荷载水平和加载次数后进行吸水性和氯离子扩散试验,并通过对试验结果进行曲线拟合和理论计算得到吸水系数、表面氯离子浓度、氯离子扩散系数等参数,发现这些参数均随着荷载水平的提高及加载次数的增多呈增大趋势,并且存在大小约为0.6的临界荷载水平,当荷载超过临界值时这些参数提高的速度迅速增大。(2)对于同等级的混凝土而言,其吸水系数和氯离子的扩散系数存在相关性,二者大致符合二次曲线关系。(3)通过对超声波速和残余应变的分析发现损伤变量和残余变量均随着荷载的加大和加载次数的增多而增大,并且二者的变化可以很好的反映出荷载的变化,同时两个参数之间具有较好的相关性。(4)从吸水系数和氯离子扩散系数分别与损伤变量和残余应变的拟合曲线上看,吸水系数和氯离子扩散系数与两个参量分别近似存在指数函数关系,因此可以将损伤变量与残余应变作为有损混凝土渗透性的研究参数展开研究。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-24
  1.1 研究背景及意义  10-12
  1.2 混凝土耐久性与渗透性之间的关系及常见试验方法  12-13
  1.3 混凝土吸水性研究现状  13-16
    1.3.1 试验方法  13-14
    1.3.2 影响因素  14-16
  1.4 氯离子扩散性研究现状  16-21
    1.4.1 静载作用下混凝土中氯离子扩散性研究现状  16-17
    1.4.2 循环荷载作用下混凝土中氯离子扩散性研究现状  17-19
    1.4.3 常见的氯离子扩散模型  19-21
  1.5 超声波技术的应用  21-22
  1.6 本文的研究工作  22-24
    1.6.1 存在的问题  22-23
    1.6.2 本文的主要研究目的和内容  23-24
2 循环荷载作用下混凝土吸水性试验研究  24-40
  2.1 引言  24-25
  2.2 试验概况  25-26
    2.2.1 试验材料  25-26
    2.2.2 试验试件的制作与养护  26
  2.3 加载试验  26-30
    2.3.1 试验设备  26-28
    2.3.2 加载及测量装置  28
    2.3.3 加载机制  28-30
  2.4 吸水性试验  30-32
    2.4.1 主要试验设备  30-31
    2.4.2 试验步骤  31
    2.4.3 试件编号  31-32
  2.5 试验结果分析  32-39
    2.5.1 荷载水平和加载次数对混凝土吸水量的影响  32-35
    2.5.2 吸水系数  35-39
  2.6 本章小结  39-40
3 循环荷载作用下混凝土中氯离子扩散性试验研究  40-56
  3.1 前言  40-41
  3.2 常见的试验方法  41-42
  3.3 试验概述  42-45
    3.3.1 总体思路  42
    3.3.2 主要器材及材料  42-43
    3.3.3 试验方法  43-45
  3.4 试验结果分析  45-54
    3.4.1 荷载水平和加载次数对氯离子扩散的影响  45-46
    3.4.2 氯离子扩散系数  46-51
    3.4.3 氯离子扩散系数D与混凝土吸水系数A之间的关系  51-52
    3.4.4 表面氯离子浓度  52-54
    3.4.5 机理分析  54
  3.5 本章小结  54-56
4 损伤变量及残余应变与混凝土渗透性的关系研究  56-64
  4.1 前言  56
  4.2 测试方法  56-57
  4.3 损伤变量  57
  4.4 试验结果及分析  57-63
    4.4.1 损伤变量及残余应变随荷载的变化情况  57-59
    4.4.2 Cl~-扩散系数D和混凝土吸水系数A与残余应变的关系  59-61
    4.4.3 Cl~-扩散系数D和混凝土吸水系数A与损伤变量的关系  61-63
  4.5 本章小结  63-64
5 结论与展望  64-66
  5.1 结论  64
  5.2 展望  64-66
参考文献  66-71
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  71-72
致谢  72-73

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 非金属材料 > 混凝土及混凝土制品
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