模拟海洋环境中超高性能纤维增强水泥基材料的抗电化学腐蚀性能研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

近几十年来,由于国家战略发展的需要以及日新月异的经济与科技进步,沿海城市的开发建设越来越受到重视。海洋开发利用首先要依赖于海洋工程设施,其中,港口、码头、跨海大桥、海底隧道等海洋建筑物在发挥越来越重要的作用,服役于海洋环境的钢筋混凝土结构也越来越多。但严酷的海洋环境使得公认具有强耐久性的混凝土结构也常因耐久性不足而导致过早破坏,严重制约着我国海洋经济的发展。

根据海工混凝土建筑物的使用年限的调查表明,多数仅为30—40年,寿命最短的不到10年。与陆地不同,海洋环境较为恶劣。海水中约含3.5%的盐,其中主要有钠离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。除了这些可溶性盐外,悬浮在海水表面或溶解于海水中的氧气也促进了混凝土内部的化学反应和电化学反应,并对混凝土结构中的钢筋产生严重的腐蚀作用。海水中的可溶性二氧化碳和硫化氢等酸性物质将导致混凝土中性化,从而破坏混凝土内部钢筋的钝化膜。海水的温差变化不仅在混凝土结构内部产生温度应力,而且还加快了混凝土内部化学和电化学反应的速率。

我国的海岸线从南到北有2000多公里。由于气候等条件的差异,造成地区间的海工钢筋混凝土结构的破坏速度和破坏程度不同.东南沿海的钢筋混凝土结构物破坏的主要原因,是海水中氯离子对结构物的侵蚀;北方则是结构物受冻融破坏和氯离子侵蚀.因此,在易受海洋环境影响的结构中,宜采用抗渗性好,耐久性强的超高性能混凝土。

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2. 研究的基本内容与方案

实验材料:水泥:p·Ⅱ52.5r 水泥;硅灰:成都某公司生产的硅灰;砂:粒径范围分别在 0-0.6mm(砂 1)、0.6-1.25mm(砂 2)之间洗净的天然河砂;减水剂:聚羧酸高效减水剂,固含量为 18%,减水率为 40%;水:拌和用水为洁净自来水;钢纤维为长度13mm,直径0.2mm的表面镀铜。

材料制备:先将水泥、硅灰、石灰石粉和石英砂干粉快速搅拌一分钟,再将水和减水剂混合均匀后,加入搅拌机里低速搅拌三分钟,随后高速搅拌八分钟直至混凝土均匀。随后均勾地撒入钢纤维,继续慢搅3-5分钟。当搅拌完后,将混凝土装入40*40*160mm的三联模中。试件带模自然养护 24h。脱模后,试件在人工海水中里浸泡至规定龄期进行相关的性能测试。

材料表征:

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3. 研究计划与安排

第1-4周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第5-8周:按照设计方案进行准备实验,设计和制备uhpfrc材料,完成模拟海洋试验系统的构建;

第9-15周:评价uhpfrc材料在模拟海洋环境中的性能演变过程及机理;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] q. song, r. yu, z. shui, s. rao, x. wang, andm. sun, “steel fi bre content and interconnection induced electrochemicalcorrosion of ultra-high performance fibre reinforced concrete ( uhpfrc ),” cem.concr. compos., vol. 94, no. september, pp. 191–200, 2018.

[2] m. d. a. thomas and j. d. matthews,“performance of pfa concrete in a marine environment –– 10-year results,” vol.26, pp. 5–20, 2004.

[3] q. song et al., “key parameters in optimizingfibres orientation and distribution for ultra-high performance fibre reinforcedconcrete ( uhpfrc ),” constr. build. mater., vol. 188, pp. 17–27, 2018.

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