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武汉岩土所海水拌养珊瑚礁砂混凝土服役性能研究获进展
2017-10-09    打印 关闭

  南海珊瑚礁砂有别于陆源砂土的特殊岩土介质,是岛礁工程建设的主要承载体和建筑材料,就地取材的海水拌养珊瑚礁砂混凝土作为建筑材料受到重视并得以应用。但是海洋环境复杂、恶劣,早年修筑的珊瑚混凝土结构物出现明显的胀裂剥落、骨料裸露、腐蚀破损等现象,对岛礁工程长期服役性能构成严重威胁。 

  中科院武汉岩土所海洋工程地质科研团队对我国南海上世纪九十年代初构建的珊瑚礁砂混凝土构筑物服役现状跟踪调研,并对典型损伤部位钻取芯样,测试其物理力学性能与微观结构,分析高温、高湿、高盐、强紫外线环境下珊瑚礁砂混凝土强度损伤和组分溶蚀规律,探究礁砂混凝土在长期高低温交变、冲刷磨蚀和盐雾化学侵蚀作用下的服役性能及其劣化机制。 

  力学强度研究表明:珊瑚混凝土在长期海洋环境作用下质量损失明显,混凝土的弹性减弱,塑性增强,应力应变曲线趋于扁平,峰值点右移,抗压强度和弹性模量降低50%以上;微观分析结果表明,骨料与水泥石界面过渡区孔隙率增大,粘结强度丧失;表层0-5cm保护层范围内,珊瑚混凝土水泥组分中凝胶、氢氧化钙等组分基本丧失,孔隙率高达40%,孔隙率明显增加。 

  该研究深化了对海洋恶劣环境条件下珊瑚礁砂混凝土结构服役性能的认知,研究结果证实珊瑚礁砂含量超过50%,不使用外掺挤难以满足国家发改委《关键材料升级换代工程实施方案》中岛礁建设用新型建筑材料的技术要求,该成果为《海水拌养珊瑚礁砂混凝土技术规程》编制,以及珊瑚礁砂混凝土在国内外推广应用提供了重要科技支撑。 

  研究受中国科学院战略性先导科技专项(A类)(XDA13010200)、国家重点基础研究发展计划(973 计划)(NO.2013CB956104)、国家自然科学基金项目(No.41330642413723164147228741372318)等资助。 

  海洋恶劣环境下珊瑚骨料混凝土的破坏情况珊瑚混凝土单轴抗压强度 

  界面过渡区SEM图像分析珊瑚混凝土热重分析 

 
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