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原文传递干湿循环与硫酸盐侵蚀下水泥土静态与动态力学性能

论文题名：	干湿循环与硫酸盐侵蚀下水泥土静态与动态力学性能
关键词：	水泥土;纤维;粉煤灰;无侧限抗压强度;动态抗压强度;微观结构
摘要：	作为一种取材方便、经济合理的建筑材料，水泥土被广泛的应用于工程建设中。在实际工程中，受到气候条件和地质环境的影响，水泥土时常受到干湿循环、硫酸盐侵蚀等作用，导致其性能降低。　　论文进行了不同质量掺量玄武岩纤维(0、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％)和粉煤灰(0、4％、8％、12％、16％、20％)的水泥土无侧限抗压强度试验，得出玄武岩纤维和粉煤灰的合适掺量;在此基础上进行不同干湿循环次数（3次、7次、14次、28次）和不同Na2SO4溶液浓度(1.5g/L、4.Sg/L、9.0g/L、18.0g/L)、不同侵蚀时间(3d、7d、14d、28d)水泥土试件的无侧限抗压强度试验和冲击动力学（SHPB）试验。主要研究内容与结果为: 　　(1)分别对不同掺量的玄武岩纤维粉煤灰水泥土试件进行了无侧限抗压强度试验。研究结果表明，随着玄武岩纤维和粉煤灰掺量的增加，水泥土试件的无侧限抗压强度均呈现出先增后减的趋势。在水泥土中掺入适量的玄武岩纤维和粉煤灰能有效的改善其力学性能。当玄武岩纤维掺量为1.0％，粉煤灰掺量为12％时，水泥土试件的无侧限抗压强度达到最大值5.80MPa，相较于素水泥土试件提升了46.32％。　　(2)对玄武岩纤维粉煤灰水泥土试件进行了不同干湿循环次数（3次、7次、14次、28次）下的无侧限抗压强度试验，并测试了干湿循环前后水泥土试件的质量和波速。试验结果表明，随着干湿循环次数的增加，水泥土试件的质量损失率逐渐增加、相对波速逐渐减小、无侧限抗压强度呈现出先增后减的趋势。当干湿循环次数为7次时，水泥土试件无侧限抗压强度达到最大值6.35MPa。　　(3)对浸泡在清水和不同浓度(1.5g/L、4.5g/L、9.0g/L、18.0g/L)NaSO4溶液中的水泥土试件进行不同侵蚀时间(3d、7d、14d、28d)的试验，探讨硫酸盐浓度和侵蚀时间对水泥土试件质量变化率、波速、应力-应变关系和无侧限抗压强度的影响。试验结果表明:随着硫酸盐浓度和侵蚀时间的增加，水泥土试件的质量变化率、相对波速、无侧限抗压强度均呈现出先增后减的趋势;当Na2SO4溶液浓度为9.0g/L、侵蚀时间为14d时，水泥土试件的无侧限抗压强度达到最大值8.49MPa。　　(4)采用SHPB试验系统，对不同干湿循环次数（3次、7次、14次、28次）下的水泥土试件进行冲击动力学试验。试验结果表明，随着干湿循环次数的增加，水泥土试件的动态抗压强度和吸收能均呈现出先增后减的趋势;当干湿循环次数为7次时，动态抗压强度和吸收能达到最大值14.97MPa和10.73J。　　(5)采用SHPB试验系统，对浸泡在清水和不同浓度(1.5g/L、4.5g/L、9.0g/L、18.0g/L)Na2SO4溶液中侵蚀3d、7d、14d、28d的水泥土试件进行冲击动力学试验，探讨了冲击荷载作用下，硫酸盐浓度和侵蚀时间对水泥土试件动态应力-应变关系、动态抗压强度和吸收能的影响。试验结果表明，随着硫酸盐浓度和侵蚀时间的增加，水泥土试件的动态抗压强度和吸收能均呈现出先增后减的趋势;当Na2SO4溶液浓度为9.0g/L、侵蚀时间为14d时，水泥土试件的动态抗压强度和吸收能达到最大值21.29MPa和16.53J。　　(6)对清水和不同浓度(4.5g/L、9.0g/L、18.0g/L)Na2SO4溶液侵蚀14d后的水泥土试件进行SEM试验和X射线衍射试验，并对其进行微观结构分析和和物相分析。试验结果表明，当Na2SO4溶液浓度在9.0g/L以下时，随着硫酸盐浓度的增加，水泥土试件内部的钙矾石、钠长石和钙长石等物质逐渐增加，试件内部孔隙逐渐减少，有利于其宏观力学强度的增加;当Na2SO4溶液浓度达到18.0g/L时，试件内部产生微裂缝，对其宏观力学强度产生不利的影响。
作者：	夏香港
专业：	建筑与土木工程
导师：	张经双
授予学位：	硕士
授予学位单位：	安徽理工大学
学位年度：	2021