寧夏鹽漬地區(qū)抗腐蝕混凝土耐久性研究.pdf

1、寧夏鹽漬地區(qū)環(huán)境水中礦化度很高，含有多種腐蝕離子，其中，以SO2-4離子尤為突出，大部分地區(qū)的環(huán)境水中SO4-離子含量超標(biāo)。其含量通常在1000mg/L以上，部分地區(qū)SO2-4離子含量甚至超過了4000mg/L，達(dá)到4911 mg/L。按照《混凝土耐久性設(shè)計(jì)與施工指南》，當(dāng)?shù)氐亩鄶?shù)地區(qū)環(huán)境應(yīng)劃分為“非常嚴(yán)重腐蝕”，部分地區(qū)則為“極端嚴(yán)重腐蝕”。腐蝕離子對(duì)當(dāng)?shù)氐幕炷凉こ淘斐闪藝?yán)重的破壞，給社會(huì)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境都造成不良影響。
　　根據(jù)

2、寧夏地區(qū)環(huán)境水對(duì)混凝土的破壞模式及原因分析，確定混凝土破壞的主要因素。為了研制一種價(jià)格較為低廉，耐腐蝕性能指標(biāo)較為優(yōu)越的混凝土配比，同時(shí)充分利用當(dāng)?shù)胤勖夯屹Y源，本文采用Ⅰ級(jí)粉煤灰和高效減水劑雙摻的方法來進(jìn)行混凝土抗腐蝕研究。這種雙摻混凝土在工程中的大規(guī)模使用，不僅能大大降低工程成本，提高工程質(zhì)量，還可以充分利用粉煤灰這一工業(yè)廢物，達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)循環(huán)發(fā)展的目的。為突破傳統(tǒng)對(duì)大摻量粉煤灰的使用限制，在實(shí)驗(yàn)室配制不同濃度腐蝕溶液對(duì)基準(zhǔn)

3、混凝土和粉煤灰摻量分別為30％、40％、50％、60％的雙摻混凝土進(jìn)行9個(gè)月的浸泡腐蝕，通過不同浸泡時(shí)間、不同腐蝕濃度的多指標(biāo)對(duì)其抗腐蝕性能進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。并且在寧夏現(xiàn)場(chǎng)用當(dāng)?shù)夭牧线M(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，使試驗(yàn)結(jié)果更加貼近實(shí)際，進(jìn)而判斷不同產(chǎn)地材料對(duì)試驗(yàn)的影響。
　　混凝土在惡劣環(huán)境下的耐久性指標(biāo)除了耐腐蝕性能之外，還有其他重要的影響因素，為了充分考慮這些因素的影響，以便確定最優(yōu)混凝土配合比，在實(shí)驗(yàn)室對(duì)雙摻混凝土進(jìn)行人工加速碳化試驗(yàn)、抗?jié)B試

4、驗(yàn)、抗凍融試驗(yàn)以及抗裂試驗(yàn)來研究雙摻混凝土在這些耐久性方面的性能，其中，在寧夏現(xiàn)場(chǎng)也同時(shí)進(jìn)行了抗?jié)B試驗(yàn)和抗凍融試驗(yàn)，以便對(duì)比。通過這些試驗(yàn)來確定粉煤灰摻量對(duì)混凝土耐久性多方面性能的影響，試驗(yàn)證明:雙摻粉煤灰和高效減水劑可以有效的改善混凝土的抗SO2-4腐蝕性能，且隨粉煤灰摻量的增加抗腐蝕性能提高;當(dāng)粉煤灰摻量在中值40％時(shí)，其抗?jié)B性能最好;雙摻混凝土的抗碳化性能隨著粉煤灰摻量的增加而減弱，但是，除粉煤灰摻量為60％的雙摻混凝土以外，其他

5、雙摻混凝土在考慮碳化影響后也能滿足50a的使用要求;同時(shí)，在不摻引氣劑的情況下，粉煤灰取代水泥量為30％時(shí)，其抗凍性能與基準(zhǔn)混凝土相當(dāng);在摻引氣劑的情況下，粉煤灰取代水泥的量可達(dá)40％，推薦含氣量為4.7％。最后，通過抗裂對(duì)比試驗(yàn)，分析了采用減縮劑控制雙摻混凝土裂縫開展的可行性，為減少雙摻混凝土早期收縮裂縫的產(chǎn)生提供了一些思路。
　　由于混凝土的各種耐久性試驗(yàn)的試驗(yàn)周期都較長(zhǎng)，試驗(yàn)組別較多，試驗(yàn)數(shù)據(jù)繁多，各組自變量-因變量之間的關(guān)

6、系錯(cuò)綜復(fù)雜，為了獲得這些大樣本數(shù)據(jù)之間隱含的客觀規(guī)律，除了對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了常規(guī)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析之外，還必須找出一種更加有效的數(shù)學(xué)算法，通過建立模型，較為準(zhǔn)確的描述雙摻混凝土耐久性各組自變量-因變量的隱含關(guān)系，以便進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)的指標(biāo)參數(shù)預(yù)測(cè)研究。因此，根據(jù)研究問題的性質(zhì)，本文首先運(yùn)用非線性回歸方法對(duì)抗腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了雙摻混凝土的無損檢測(cè)強(qiáng)度回歸方程，并對(duì)雙摻混凝土進(jìn)行了碳化深度公式修正。然后，結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的非線性映射特點(diǎn)以及遺傳算法的

7、全局優(yōu)化性能，通過兩種算法的耦合，建立了適用于本課題的遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。利用編制的程序分析了各種環(huán)境對(duì)雙摻混凝土的強(qiáng)度的影響，并對(duì)雙摻混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè)，效果良好。這兩種數(shù)學(xué)處理手段為今后寧夏鹽漬地區(qū)以及這個(gè)西北類似地域下的雙摻混凝土工程的健康檢測(cè)與損傷評(píng)估提供了分析基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)，有較大參考價(jià)值。
　　本文研究表明，在寧夏鹽漬地區(qū)應(yīng)用雙摻混凝土技術(shù)解決混凝土腐蝕問題是可行的。綜合混凝土耐久性諸方面性能，在該地區(qū)工程混凝