海水凍融循環(huán)作用下活性粉末混凝土的耐久性研究.pdf

1、在長期海水侵蝕和凍融循環(huán)的耦合作用下，沿海寒冷地區(qū)的海工混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部損傷、承載力下降以及使用功能退化等耐久性問題。為了延長這種惡劣環(huán)境下結(jié)構(gòu)的使用壽命，將具有良好力學(xué)性能和優(yōu)異耐久性的活性粉末混凝土用于海洋建筑結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)實(shí)意義巨大。本文通過試驗(yàn)研究和理論分析，在確定活性粉末混凝土中鋼纖維最優(yōu)體積摻量2％的基礎(chǔ)上，以粉煤灰、礦粉替代硅粉摻量為主要變化參數(shù)，以C50高性能混凝土為對比試件，測定了各組試件的質(zhì)量損失率、抗壓強(qiáng)度損失率和

2、不同深度處氯離子含量，并利用SEM研究了海水凍融循環(huán)前后試件內(nèi)部的微觀形貌變化，初步探索了海水凍融循環(huán)作用下活性粉末混凝土的耐久性，主要工作及結(jié)論如下:
　　海水凍融循環(huán)作用下，活性粉末混凝土的耐久性遠(yuǎn)優(yōu)于C50高性能混凝土。由于活性粉末混凝土質(zhì)量隨著海水凍融循環(huán)作用的增加有所提高，不建議使用質(zhì)量損失率作為其抗海水凍融循環(huán)作用的評價(jià)指標(biāo)，建議選用抗壓強(qiáng)度作為其抗海水凍融循環(huán)作用的評價(jià)指標(biāo)。粉煤灰或礦粉的摻入使活性粉末混凝土初始強(qiáng)度

3、降低，同時(shí)，這兩種礦物摻合料都能夠顯著提高活性粉末混凝土在海水凍融循環(huán)作用下的耐久性。
　　海水凍融循環(huán)作用對混凝土微觀形貌產(chǎn)生的影響很大。SEM實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:海水凍融循環(huán)作用后，C50高性能混凝土內(nèi)CH減少，AFt增多，還有黏聚性較低的鎂鹽類腐蝕產(chǎn)物生成;活性粉末混凝土有AFt晶體以及F鹽生成，未觀察到明顯的鎂鹽類物質(zhì)。
　　粉煤灰和礦粉對活性粉末混凝土中自由氯離子滲透性能的影響較大。結(jié)合Fick第二定律擬合出活性粉末混凝

4、土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)D，最后再考慮擴(kuò)散系數(shù)D的時(shí)間依賴性對其進(jìn)行修正，結(jié)果表明活性粉末混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)隨時(shí)間變化呈指數(shù)關(guān)系。
　　建立凍融和氯離子侵蝕耦合作用下的結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測模型。當(dāng)凍融破壞為主要影響因素時(shí)，C50高性能混凝土使用壽命小于30年，活性粉末混凝土使用壽命均大于80年;當(dāng)氯離子侵蝕破壞為主要影響因素時(shí)，對使用壽命進(jìn)行了Monte Carlo數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)隨機(jī)模擬得到的使用壽命較好的服從兩參數(shù)的Weibull分布，結(jié)果