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地铁工程混凝土耐久性研究与寿命预测

作　者: 杜应吉
导　师: 梁正平；蔡跃波
学　校: 河海大学
专　业: 结构工程
关键词: 地铁工程 混凝土 粉煤灰 磨细矿渣 碳化 杂散电流 耐久寿命 预测
分类号: U231
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


混凝土耐久性研究如何从定性化过渡到定量化、耐久性指标如何合理反映原型混凝土工程的实际状况、多因素作用下如何评价混凝土耐久性和预测其耐久寿命、对于地铁工程特有的杂散电流导致的钢筋锈蚀如何从材料角度予以降低,这是目前混凝土研究领域的重要课题。 本文结合“南京地铁工程高性能混凝土试验研究”项目,进行了高性能混凝土的物理力学性能和混凝土碳化、氯离子渗透、杂散电流以及硫酸盐侵蚀等方面试验研究,通过研究得出了以下结论: (1) 建立了混凝土碳化模拟试验的相似关系和试验方法;试验表明,碳化速度随着粉煤灰和磨细矿渣掺量增加而加快;混凝土碳化模型试验能较好反映工程实际。 (2) 建立了以抗折强度为指标,综合考虑硫酸根浓度、水胶比等因素的抗硫酸盐侵蚀耐久寿命预测模型;预测结果说明南京地铁工程所选用的C30高性能混凝土具有很强的抗硫酸盐侵蚀能力。 (3) 降低水胶比,有利于提高混凝土抗氯离子渗透性能;分别单掺或双掺粉煤灰和磨细矿渣,均可以降低混凝土氯离子扩散系数,且双掺优于单掺。 (4) 分别单掺或双掺粉煤灰和磨细矿渣,均可以降低混凝土杂散电流腐蚀;双掺混凝土杂散电流可减少到同水胶比普通混凝土的1/5,显著降低了地铁混凝土的杂散电流腐蚀。 (5) 运用模糊多属性决策理论,进行多因素下混凝土耐久寿命评价,结果表明:最佳配合比为双掺55%粉煤灰和磨细矿渣的配合比;南京地铁工程所选用的C30高性能混凝土的耐久寿命均大于100年。

全文目录


前言  5-7
摘要  7-11
第一章 绪论  11-35
  1．1 引言  11-15
  1．2 混凝土耐久性研究进展和存在问题  15-32
  1．3 混凝土耐久性研究的发展趋势  32
  1．4 课题试验依据及预期成果  32-35
第二章 试验原材料和试验方案设计  35-47
  2．1 南京地铁工程概况  35
  2．2 试验原材料  35-39
  2．3 地铁主体工程混凝土配合比设计  39-42
  2．4 研究目标和研究内容  42-43
  2．5 研究方法  43-46
  2．6 本章小结  46-47
第三章 地铁工程高性能混凝土力学性能试验研究  47-54
  3．1 C30混凝土配合比  47-48
  3．2 混凝土施工性能  48-49
  3．3 混凝土力学性能  49-53
  3．4 本章小结  53-54
第四章 地铁工程混凝土抗碳化耐久性试验研究  54-75
  4．1 研究意义  54-55
  4．2 影响混凝土碳化的主要因素  55-58
  4．3 研究目的和研究方法  58-59
  4．4 相似理论引入耐久性研究的可行性  59
  4．5 碳化模拟试验的基本假设  59-60
  4．6 混凝土碳化模型设计  60
  4．7 碳化深度与碳化龄期关系推导  60-61
  4．8 混凝土碳化相似关系的建立  61-63
  4．9 混凝土碳化模拟试验步骤  63-64
  4．10 南京地铁工程原型碳化条件  64-67
  4．11 混凝土碳化模拟试验研究  67-70
  4．12 掺合料对混凝土碳化影响的试验研究  70-72
  4．13 混凝土抗碳化耐久寿命预测  72-73
  4．14 本章小结  73-75
第五章 地铁工程混凝土抗硫酸盐侵蚀耐久寿命预测研究  75-89
  5．1 混凝土的硫酸盐侵蚀  75
  5．2 硫酸盐侵蚀试验设计  75-78
  5．3 硫酸盐侵蚀宏观力学性能试验结果  78-82
  5．4 微观机理分析  82-83
  5．5 试验结果分析  83-84
  5．6 抗硫酸盐侵蚀耐久寿命预测模型  84-87
  5．7 本章小结  87-89
第六章 地铁工程混凝土抗氯离子渗透耐久性试验研究  89-97
  6．1 试验设计  89-90
  6．2 试验结果与分析  90-96
  6．3 本章小结  96-97
第七章 地铁工程混凝土抗杂散电流腐蚀耐久性的试验研究  97-112
  7．1 杂散电流的产生与危害  97
  7．2 抗杂散电流腐蚀的研究方法  97-98
  7．3 抗杂散电流腐蚀的试验研究  98-99
  7．4 混凝土配合比与电阻的关系  99-105
  7．5 杂散电流腐蚀钢筋的模拟试验  105-107
  7．6 抗杂散电流腐蚀耐久性的主要研究成果  107
  7．7 南京地铁混凝土抗杂散电流耐久寿命评价  107-111
  7．8 本章小结  111-112
第八章 地铁工程混凝土耐久性综合评价  112-118
  8．1 自然环境下钢筋混凝土的耐久寿命  112
  8．2 模糊多属性决策方法  112-114
  8．3 地铁工程混凝土单因素耐久寿命评价  114-115
  8．4 地铁高性能混凝土多因素耐久寿命评价  115-117
  8．5 本章小结  117-118
第九章 结论与建议  118-122
  9．1 主要研究成果  118-120
  9．2 创新点  120-121
  9．3 建议与展望  121-122
参考文献  122-130
攻读博士期间发表的论文专著和完成的课题  130-132
致谢  132

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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 特种铁路 > 地下铁路
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