地下结构混凝土硫酸盐腐蚀机理及性能退化

第1章 绪论

1.1 地下结构混凝土硫酸盐腐蚀的危害

1.2 地下结构硫酸盐腐蚀的典型案例

1.2.1 百家岭隧道混凝土腐蚀案例

1.2.2 四川崇州某水电站引水隧洞混凝土腐蚀

1.3 我国地下水及土壤中硫酸盐的分布概况

1.3.1 分布概况

1.3.2 区域分类

第2章 硫酸盐对硅酸盐混凝土的腐蚀机理

2.1 混凝土的材料组成及化学组分

2.1.1 混凝土组成及分类

2.1.2 水泥水化及混凝土凝结硬化机理

2.1.3 硅酸盐水泥耐腐蚀特性

2.2 硫酸盐对硅酸盐混凝土的腐蚀机理

2.2.1 混凝土的腐蚀类型

2.2.2 硫酸盐腐蚀的机理

2.2.3 受硫酸盐腐蚀后混凝土微观结构变化

2.3 粉煤灰的抗硫酸盐腐蚀性

2.3.1 粉煤灰在混凝土中的效应及其对耐久性的影响

2.3.2 粉煤灰对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

第3章 硫酸盐对混凝土腐蚀的检测技术

3.1 硫酸盐腐蚀对混凝土微观结构影响

3.1.1 实验设备及分析方法

3.1.2 受腐蚀混凝土微观结构变化

3.2 受腐蚀混凝土损伤度的超声检测技术

3.2.1 混凝土结构的非破损检测研究

3.2.2 非损检测方法的评价

3.2.3 混凝土强度的超声检测

3.2.4 混凝土表层损伤层厚度的超声检测

3.3 受腐蚀混凝土化学成分分析方法

3.3.1 试验方法

3.3.2 化学分析结果

3.4 利用化学成分分析方法对超声平测法的验证

3.5 小结

第4章 硫酸盐腐蚀导致混凝土力学性能的退化

4.1 试验研究

4.1.1 粉煤灰混凝土的力学性能

4.1.2 试验目的

4.1.3 试件设计与分组

4.1.4 腐蚀方法

4.1.5 测试方法

4.2 超声波法测定腐蚀层厚度

4.2.1 腐蚀层的确定

4.2.2 超声波法检测腐蚀层厚度

4.2.3 计算腐蚀层厚度

4.2.4 平测法检测腐蚀层厚度的可靠性评价

4.2.5 腐蚀层厚度与超声声速之间的关系

4.2.6 腐蚀损伤度的定义

4.3 受硫酸盐侵蚀混凝土单轴抗压试验结果及分析

4.3.1 受腐蚀混凝土表观特征

4.3.2 受腐蚀混凝土破坏形态

4.3.3 受腐蚀混凝土力学性能退化规律及机理分析

4.3.4 受腐蚀混凝土应力-应变全曲线

4.4 受硫酸盐侵蚀混凝土力学性能退化模型研究

4.4.1 与腐蚀损伤度相关的受腐蚀混凝土力学性能退化模型

4.4.2 未腐蚀混凝土的受压本构关系

4.4.3 受腐蚀混凝土本构关系

4.5 受硫酸盐侵蚀后腐蚀层混凝土力学性能退化模型研究

4.5.1 基本假定

4.5.2 腐蚀层混凝土平均抗压强度的计算

4.5.3 腐蚀层混凝土本构关系

4.5.4 腐蚀层混凝土强度计算模型

4.6 小结

第5章 硫酸盐腐蚀导致混凝土与钢筋粘结性能的退化

……

第6章 硫酸盐腐蚀对混凝土构件性能的影响

第7章 硫酸盐对混凝土腐蚀速率预计

第8章 地下结构混凝土抗硫酸盐腐蚀方法

参考文献2100433B

《地下结构混凝土硫酸盐腐蚀机理及性能退化》是混凝土结构耐久性丛书之一。

基本信息

作　者：杜健民，梁咏宁，张风杰　著

出 版 社：中国铁道出版社

出版时间：2011-4-1

版　次：1

页　数：165

字　数：219000

印刷时间：2011-4-1

开　本：16开

纸　张：胶版纸

印　次：1

I S B N：9787113121884

包　装：平装

所属分类：图书 > 建筑 > 建筑科学 > 建筑结构

内容简介

地下结构混凝土受到地下水和土壤中硫酸盐的腐蚀，从而导致混凝土及结构性能退化，对地下结构的安全性产生影响。《地下结构混凝土硫酸盐腐蚀机理及性能退化》是作者杜建民近年来从事地下结构硫酸盐腐蚀研究的总结，介绍了硫酸盐腐蚀的机理和混凝土腐蚀层厚度的检测方法，建立了多种环境条件下的腐蚀速率模型，提出了腐蚀损伤度的定义，重点论述了硫酸盐腐蚀后钢筋与混凝土之间的粘结性能退化规律和预计模型，钢筋混凝土受弯构件和压弯构件的承载力与腐蚀损伤度之间的关系，建立了与腐蚀损伤度相关的承载力预计模型。本书最后还对抗硫酸盐腐蚀的方法进行了简单介绍。

本书可供土木工程专业领域的科学研究人员、工程技术人员以及研究生、本科生参考使用。2100433B

当前体现地下结构非对称性特点的电化学沉积修复试验研究不多，关于地下结构混凝土电化学沉积修复界面性能分析试验的研究更少；在理论模型方面，对于考虑非对称修复界面特征的地下结构混凝土性能预测模型研究几乎空白。针对地下结构混凝土电化学沉积修复试验和理论模型存在的问题，本项目从地下结构混凝土非对称电化学沉积修复试验、地下结构混凝土非对称电化学沉积修复界面特征分析试验和考虑非对称修复界面特征的地下结构混凝土性能预测细观模型等三个方面展开研究。 首先设计并制备了管片底部和顶部结构非对称电沉积法试验装置，从28天的修复效果来看，电沉积法具备修复地下结构不同部位裂缝的可行性。其次，运用X射线衍射法，扫描电子显微镜等工具分析电化学沉积法修复混凝土的界面性质。研究发现，对Mg(NO3)2电解修复液而言，浓度较小时，产生的Mg(OH)2晶体颗粒小，厚度薄，排列松散；浓度较大时，表现为整体度较高的花瓣状结晶，颗粒聚集成群，排列紧密。对ZnSO4电解修复液而言，浓度较小时，沉积物晶体大都为片状的纺锤体状态，体积小；浓度较大时，则呈现为板状结构，厚度很厚，整体度很高。最后，建立了地下结构饱和与非饱和混凝土电化学沉积修复的性能预测细观模型，定量分析了电化学沉积产物和修复界面对修复效果的影响规律，为加快电化学沉积修复法在地下结构工程中的应用提供指导。培养硕士研究生1名，发表相关论文10余篇（其中SCI 检索7篇），申请发明专利3项，参加国际会议1次，国内学术会议2次。同时，作为《混凝土结构耐久性电化学修复技术规程》标准中电化学沉积修复主要起草人之一，将研究成果反应到标准中。 2100433B

地下结构由于受岩土体和地下水等复杂地下环境的作用，保持其良好的健康服役状态非常困难，极有必要开发适合于地下水环境下的既有地下结构混凝土修复手段，达到延年益寿的目的。电化学沉积法是水环境下混凝土结构修复的重要手段。其最早是用于修复海工混凝土结构。近来众多学者针对陆上结构混凝土电化学沉积修复已开展了电化学沉积产物性能、修复试件制备、修复效果评估及其影响因素等方面的研究。但对于体现地下结构非对称性特征的混凝土电化学沉积修复试验研究不多见，对于地下结构混凝土非对称电化学沉积修复界面性能及其细观模型的研究更是罕见。为此，本项目将开展以下三方面的研究：1）地下结构混凝土非对称电化学沉积修复试验；2）地下结构混凝土非对称电化学沉积修复界面特征分析试验；3）考虑非对称修复界面特征的地下结构混凝土性能预测细观模型。该创新性的研究将加速电化学沉积法在地下结构修复中的应用。