本文關(guān)鍵詞： 青藏高原地區(qū) 抗凍設(shè)計區(qū)劃 成熟度 表觀反應(yīng)活化能 低氣壓 含氣量 氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù) 氣泡穩(wěn)定性 抗凍設(shè)計方法 預(yù)防措施　出處：《東南大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：青藏高原地區(qū)具有海拔高,空氣稀薄等環(huán)境特征,使得該地區(qū)晝夜正負(fù)溫差大,年正負(fù)溫差天數(shù)遠多于平原地區(qū),極易誘發(fā)混凝土材料出現(xiàn)早期凍害及后期抗凍耐久性問題。由于經(jīng)濟發(fā)展滯后,青藏高原地區(qū)的工程建設(shè)尚處于起步階段,目前針對青藏高原地區(qū)混凝土抗凍設(shè)計方法及預(yù)防措施仍照搬基于平原地區(qū)環(huán)境氣候特征提出的混凝土抗凍設(shè)計指標(biāo),而并未充分考慮由于青藏高原地區(qū)因氣溫環(huán)境(頻繁的正負(fù)溫交替)及氣壓(低氣壓)條件上與平原地區(qū)存在的巨大差異對抗凍混凝土設(shè)計方法及預(yù)防措施產(chǎn)生的影響。為此,本論文針對青藏高原地區(qū)特殊的氣候環(huán)境,以提高青藏高原混凝土抗凍性能(早期抗凍及后期抗凍耐久性)為目標(biāo),主要進行了如下幾方面的研究：首先,論文分析了影響混凝土凍融損傷程度的不同因素,在此基礎(chǔ)上總結(jié)高原地區(qū)特殊氣候環(huán)境中影響混凝土抗凍設(shè)計的典型氣候特征；而后,通過整理青藏高原地區(qū)20個氣象站近40年氣象資料,統(tǒng)計回歸得到了青藏高原地區(qū)混凝土年均凍融次數(shù)計算公式,并依此對青藏高原不同地區(qū)進行了混凝土結(jié)構(gòu)物抗凍耐久性設(shè)計區(qū)劃,提出了相應(yīng)抗凍設(shè)計等級推薦值,為青藏高原地區(qū)抗凍混凝土設(shè)計奠定基礎(chǔ)。其次,通過分析早期受凍對混凝土性能影響的損傷機理,針對青藏高原環(huán)境氣候特征給出不同強度等級混凝土材料所要求達到的抗凍臨界強度。在此基礎(chǔ)上,對現(xiàn)有成熟度法中表觀反應(yīng)活化能Ea的取值方法進行改進,提出了一種能夠合理預(yù)測混凝土強度發(fā)展的計算方法;進一步通過恒溫養(yǎng)護試驗以及模擬高原地區(qū)氣候環(huán)境下的變溫養(yǎng)護試驗,驗證了該方法能夠保證將設(shè)定范圍內(nèi)混凝土抗壓強度的預(yù)測精度控制在10%以內(nèi),明顯優(yōu)于ASTMC1074中使用的方法。本方法能夠更準(zhǔn)確的預(yù)測青藏高原地區(qū)的混凝土強度發(fā)展趨勢,從而有效防止其遭受早期凍害。隨后,通過降低攪拌氣壓來模擬高原地區(qū)的低氣壓環(huán)境,測定了低氣壓環(huán)境中摻加4種常見引氣劑的引氣混凝土含氣量、氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)以及氣泡穩(wěn)定性。結(jié)果發(fā)現(xiàn),新拌引氣混凝土含氣量隨環(huán)境氣壓降低呈線性減少,當(dāng)環(huán)境氣壓降低至50kPa時,混凝土含氣量降低約20%-52%；同時,低氣壓條件下攪拌的硬化混凝土氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)整體要劣于常壓條件下攪拌的硬化混凝土,且其氣泡穩(wěn)定性也較差。據(jù)此,提出了改進青藏高原混凝土抗凍性的具體預(yù)防措施。同時,本部分研究還為確定高原混凝土抗凍設(shè)計中不同抗凍等級的引氣混凝土含氣量值提供了實驗依據(jù)。最后,本論文通過建立混凝土抗凍耐久性指數(shù)與材料特征參數(shù)(水灰比、氣泡間距系數(shù)以及含氣量)之間的函數(shù)關(guān)系,結(jié)合本研究提出的青藏高原地區(qū)凍融環(huán)境區(qū)劃以及低氣壓環(huán)境對引氣混凝土含氣量的影響規(guī)律,對現(xiàn)有抗凍混凝土設(shè)計規(guī)范進行優(yōu)化改進,最終提出高原抗凍混凝土的設(shè)計方法。本文研究成果對提高青藏高原混凝土抗凍耐久性能和預(yù)防混凝土早期凍害具有重要的理論意義和實用價值。
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【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU528
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本文編號：1504713