建筑基础腐蚀性试验与评价研究

论文摘要

本文在对研究区地下水与土对建筑基础腐蚀性评价的研究中发现,目前有关水土腐蚀性的研究及规范的评价方案尚存在多方面问题。为解决单因素腐蚀评价标准的不完善问题,开展了考虑多项因素的混凝土单因素腐蚀试验;首次提出了混凝土质量及腐蚀液成分变化率的概念并用于评价;建立了混凝土-腐蚀成分-成分变化率的关系模型;分析了其腐蚀机理;提出了单因素腐蚀预测模型;据钢筋的混凝土保护厚度拟定了考虑混凝土类型的腐蚀性评价方案;对比后对规范评价方案提出了修改意见。为探讨复合介质的腐蚀机理与评价,开展了三因素三水平正交试验,分析了各因素的主次顺序、最强与最弱因素水平组合及其影响的显著性,证实了多因素交互作用的存在。为实现腐蚀性的动态评价,创建了基于GIS的地下水与土对混凝土的腐蚀性动态评价系统。首次提出了腐蚀势系数概念。阐明了研究区水土化学成分的分布规律及其影响因素,发现区内腐蚀成分分布复杂、腐蚀类型齐全且等级高,有效解决了该区的水土腐蚀性评价问题。研究证实,混凝土配合比与其抗蚀性密切相关,高强度混凝土具有强的抗蚀性,而掺粉煤灰提高抗蚀性的作用有限。Cl-的扩散能力强,对混凝土存在分解腐蚀作用。Mg2+对混凝土的腐蚀作用很强。当复合液存在Mg2+时,以Mg2+的单因素作用为主;当同时含有Cl-与SO42-时,其交互作用强烈。粉质粘土因其阻滞与淋滤能力均不强而使其含腐蚀成分相对较高。上述成果与结论均具有重要的理论与实际意义。

论文目录

• 内容提要
• 第1章 绪论
• 1.1 腐蚀的危害与问题的提出
• 1.2 地下水、场地土腐蚀性的国内外研究现状与存在的问题
• 1.2.1 国外腐蚀研究现状
• 1.2.2 国内腐蚀研究现状
• 1.2.3 GIS 及其在岩土工程中的应用
• 1.2.4 研究中存在的主要问题
• 1.3 本文的研究概况
• 1.3.1 研究意义
• 1.3.2 研究依据
• 1.3.3 研究范围与条件
• 1.4 研究内容与技术路线
• 1.4.1 研究的主要内容
• 1.4.2 研究的技术路线
• 1.4.3 研究方法与工作量
• 第2章 地下水、场地土的腐蚀原理与规范评价标准
• 2.1 地下水、场地土的腐蚀原理
• 2.1.1 地下水、场地土腐蚀混凝土的物理化学原理
• 2.1.2 地下水、场地土腐蚀岩土工程中钢材料的电化学原理
• 2.1.3 影响钢筋混凝土腐蚀的因素
• 2.2 地下水、场地土腐蚀性的规范评价标准
• 2.2.1 混凝土的腐蚀性评价标准
• 2.2.2 混凝土中钢筋的腐蚀性评价标准
• 2.2.3 地下水对钢结构的腐蚀性评价标准
• 2.3 地下水、场地土腐蚀的防治原理与措施
• 2.3.1 水土对混凝土腐蚀的防治原理与措施
• 2.3.2 水土对混凝土中钢筋腐蚀的防治原理与措施
• 2.3.3 水土对地下钢结构基础腐蚀的防治原理与措施
• 2.4 小结
• 第3章 研究区概况及其地下水、场地土化学成分特征
• 3.1 研究区概况与腐蚀环境类型的确定
• 3.1.1 人文与地理交通概况
• 3.1.2 水文气象
• 3.1.3 建筑及其它工业概况
• 3.1.4 地质概况
• 3.2 腐蚀环境类别的确定
• 3.3 地下水、场地土水文化学成分特征
• 3.3.1 腐蚀因子等值线图与立体网格线图的编制
• 3.3.2 地下水腐蚀成分的分布特征
• 3.3.3 场地土腐蚀成分的分布特征
• 3.3.4 影响场地腐蚀成分分布的因素分析
• 3.4 小结
• 第4章 研究区地下水、土的腐蚀性规范评价与分区
• 4.1 研究区腐蚀等级、类型分区图的绘制
• 4.1.1 分析具有腐蚀性的因子
• 4.1.2 制图原理与步骤
• 4.2 地下水对混凝土、钢筋、钢结构的腐蚀性评价与分区
• 4.2.1 地下水对混凝土的腐蚀性评价与分区
• 4.2.2 地下水对混凝土中钢筋的腐蚀性评价与分区
• 4.2.3 地下水对钢结构的腐蚀性评价与分区
• 4.3 场地土对混凝土及其钢筋的腐蚀性评价与分区
• 4.3.1 场地土对混凝土的腐蚀性评价与分区
• 4.3.2 场地土对混凝土中钢筋的腐蚀性评价与分区
• 4.4 研究区地下水、场地土腐蚀性的影响因素分析
• 4.4.1 地下水的腐蚀性分区综述及其腐蚀原因
• 4.4.2 场地土的腐蚀性分区综述及其腐蚀原因
• 4.5 小结
• 第5章 基于GIS 的地下水、场地土腐蚀性规范评价系统的创建
• 5.1 评价系统结构设计
• 5.1.1 系统总体结构图
• 5.1.2 地理信息子系统
• 5.1.3 数据管理子系统
• 5.2 评价系统功能设计
• 5.3 评价系统的建立
• 5.3.1 数据库导入
• 5.3.2 界面设计
• 5.3.3 程序语言编写
• 5.4 评价系统的实现效果
• 5.4.1 界面的实现效果
• 5.4.2 查询系统的验证
• 5.4.3 输入功能及评价过程的验证
• 5.4.4 退出系统
• 5.4.5 土质评价系统
• 5.5 小结
• 第6章 混凝土腐蚀试验与试验结果分析
• 6.1 概述
• 6.2 混凝土试块的计算、制备与腐蚀溶液的配制
• 6.2.1 混凝土配合比的计算
• 6.2.2 混凝土试块的制备与养护
• 6.2.3 腐蚀溶液的配制
• 6.3 混凝土单因素腐蚀试验与结果分析
• 6.3.1 单因素腐蚀试验设计
• 6.3.2 单因素腐蚀效应的监测与评价方法
• 6.3.3 单因素腐蚀试验结果及其分析
• 6.3.4 单因素腐蚀厚度的预测及其评价模型的建立
• 6.4 混凝土多因素腐蚀正交试验与结果分析
• 6.4.1 正交试验原理与正交表简介
• 6.4.2 正交试验设计与分析方法简介
• 6.4.3 混凝土的腐蚀正交试验设计
• 6.4.4 混凝土的腐蚀正交试验结果分析
• 6.4.5 混凝土多因素腐蚀的机理分析
• 6.4.6 预测多因素腐蚀厚度与建立评价模型的原理
• 6.5 小结
• 第7章 结论
• 参考文献
• 攻读博士期间公开发表的论文
• 致谢
• 中文摘要
• 英文摘要