高寒风蚀地区风积沙混凝土耐久与微观结构

第1章高寒风蚀地区混凝土耐久性研究现状

1.1高寒风蚀地区地形条件与气候环境

1.1.1高寒地区地形条件与气候环境

1.1.2 风蚀地区地形条件与气候环境

1.2混凝土耐久性研究现状

1.2.1风沙环境下混凝土耐久性研究现状

1.2.2严寒环境下混凝土耐久性研究现状

1.2.3盐渍冻融环境下混凝土耐久性研究现状参考文献…

第2章风积沙工程材料研究现状与风积沙混凝土制备技术…

2.1 中国风积沙资源分布

2.2 风积沙填筑料研究现状

2.3 风积沙混凝土研究现状

2.3.1风积沙混凝土工作性能

2.3.2风积沙混凝土力学性能

2.3.3风积沙混凝土耐久性能

2.4 风积沙水泥砂浆和混凝土制备与养护技术

2.4.1 试验原材料…

2.4.2试件的制备与养护参考文献

第3章 风积沙水泥砂浆力学性能及耐久性能

3.1试验概况…

3.1.1配合比设计

3.1.2试验设计

3.2风积沙水泥砂浆的力学性能

3.2.1单轴抗压强度变化规律

3.2.2单轴抗压强度应力-应变曲线

3.2.3微观结构形貌分析

3.3风积沙水泥砂浆抗冻性能

3.3.1质量损失率变化规律

3.3.2相对动弹性模量变化规律

3.3.3单轴抗压强度变化规律…

3.3.4微观结构形貌分析及气泡特征分析

3.4风积沙水泥砂浆抗除冰盐干湿循环性能

3.4.1单轴抗压强度变化规律

3.4.2质量损失率变化规律

3.4.3相对动弹性模量变化规律

3.4.4单轴抗压强度应力-应变曲线

3.4.5侵蚀损伤模型构建

3.4.6微观结构形貌分析

3.5本章小结

参考文献

第4章风积沙混凝土力学性能

4.1试验概况

4.1.1配合比设计·

4.1.2试验设计

4.2风积沙混凝土抗压强度

4.2.1单轴抗压破坏形态

4.2.2单轴抗压强度变化规律·

4.2.3单轴抗压强度应力-应变曲线

4.3风积沙混凝土劈裂抗拉强度

4.3.1劈裂抗拉破坏形态·

4.3.2劈裂抗拉强度变化规律

4.4 风积沙混凝土孔隙结构演变分析

4.4.1风积沙混凝土T2谱及孔隙分布

4.4.2风积沙混凝土孔隙分类

4.4.3不同龄期下风积沙混凝土的孔隙演变

4.5本章小结

参考文献

第5章风积沙混凝土抗风沙吹蚀性能

5.1 混凝土风沙吹蚀试验装置研发

5.1.1风沙吹蚀系统研发

5.1.2混凝土夹具支座设计

……

12.5核磁共振孔隙特征分析…

12.5.1核磁共振孔隙特征参数

12.5.2核磁共振T2谱

12.5.3核磁共振孔隙分布分析

12.6本章小结…参考文献

第1章高寒风蚀地区混凝土耐久性研究现状

西北地区是我国七大地理分区之一，包括陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区和内蒙古自治区西部。西北地区深居内陆，距海较远，加之海拔较高，湿润空气难以到达，导致该地区降水较少，大部分属于干旱、半干旱地区，沙漠、戈壁、草原、山地等景观构成了其多样的组成形式。西北大部分地区属温带大陆性气候或高寒气候，冬季干寒、夏季干热，紫外线强度高、污染较少且风能资源极其丰富，具有面积广大、干旱缺水、荒漠广布、风沙较多、生态脆弱、人口稀少、资源丰富、开发难度较大、国际边境线长等特点。此外，西北地区也是冻融、风蚀、水蚀、盐蚀等现象较为严重的地区，在该地区服役的工程结构与材料往往处于较为特殊的工作环境中。

1.1高寒风蚀地区地形条件与气候环境

1.1.1高寒地区地形条件与气候环境

高寒地区指高海拔或者高纬度而形成的特别寒冷的气候区，我国西北地区大部分为东亚高纬度、高海拔的高寒地带，该地区包括了我国大部分多年冻土、隔年冻土及季节性冻土1。高寒地区气候环境具有如下特征：冬季较长且寒冷干燥，平原地区夏季较炎热湿润，高原地区夏季较凉爽，降水量相对集中；年温差较大，日照较丰富；春秋两季短促，气温变化剧烈；春季雨雪稀少，多大风沙尘天气，夏秋两季多冰雹和雷暴。

内蒙古地区所处环境大部分为季节性冻土地带，该地区是蒙古冷高压及西伯利亚冷空气向南移动的必经之地，冬春季节蒙古气旋活动频繁，致使寒潮、强冷空气常同蒙古气旋叠加，从而引起大风降温，极易产生寒潮及霜冻等较为严重的气象灾害2]。同时，严寒环境还会导致沿黄河流域地区发生较为严重的流凌与冻结灾害（图1-1）。每年春季黄河内蒙古段均会发生不同程度的流凌险情，上游河冰率先开融，大量冰水流至河套高纬度地区，而此时该地区黄河仍处于封河状态，大量冰水再次积聚，严重时极易发生决堤及洪灾。总体而言，内蒙古地区地势较高、温差较大，夏季高温干旱、冬季严寒少雪，特别是冬季非常漫长，无霜期短、封冻期长。

我国西北高寒地区有1000多个不同类型盐湖[3]，其中内蒙古盐湖总数超过370个，湖水主要为多离子共存的复合型卤水，盐湖周边分布着较为广泛的盐渍土④]。内蒙古横跨东北、华北及西北三大地区，其盐渍环境自东向西分别归属于东部半干旱-半湿润盐渍土大区、中部干旱盐渍土大区及西部强干旱盐渍土大区。对于内蒙古中西部沿黄流域，夏季平均气温为30~35℃，最高气温达50℃，盐湖、盐渍土地带分布广泛（图1-2）水分和土壤中含有大量CI、S022等离子。特别是河套地区盐渍土连片分布，表层积50～200mm，积盐量达10%～30%，同时伴随10～20mm盐渍结皮[0]。CI是内蒙古地风盐湖中离子浓度最高的离子，其浓度高达108g/L，是海水中的5～11倍4），盐湖周边士壤主要为氯盐溃土，其含盐量最高达43.7%，氯盐渍土具有一定吸湿、饱水能力，同时还可降低冻结冰点（6），极易诱发混凝土结构盐冻、盐胀及盐蚀等问题。

1.1.2 风蚀地区地形条件与气候环境

我国西北地区是风能资源极其丰富的地区，但也是长期遭受风沙灾害较为严重的地区。沙尘暴是风蚀地区影响较为严重的自然灾害之一，其是指强风将地面尘沙吹起使空气混浊，水平能见度小于1km的天气现象。我国的沙漠主要分布在北纬35°以北的9个省（自治区)，总面积达128.24万km²，是沙尘暴的主要发源地7。中国有两大沙尘暴多发区：第一个多发区在西北地区，主要集中在塔里木盆地周边地区，吐鲁番一哈密盆地经河西走廊、宁夏平原至陕北一线，以及内蒙古阿拉善高原、河套平原及鄂尔多斯高原地区；第二个多发区在华北地区的赤峰、张家口一带。

我国沙尘暴主要是土地开发和耕作不合理所致。随着人口的增加及有关方面管理的……

本书针对高寒风蚀地区的风积沙混凝土，研究其在特殊环境下服役的耐久性劣化规律及微观结构演化机理。本书系统研究了风积沙混凝土的基本力学性能、抗冻性、抗盐蚀性、抗风蚀性以及抗碳化等等，借助现代测试技术手段，揭示风积沙混凝土在高寒风蚀区受严酷自然环境影响的微观结构特征参数的动态演变规律，对风积沙混凝土耐久性损伤演化全过程进行分析，为高寒风蚀区风积沙混凝土耐久性设计提供理论依据和科学参数，为发展绿色、环保、耐久的新型混凝土材料做出有益尝试。