论文题目：水工结构混凝土内部孔隙发育及水分迁移规律研究
摘要：水工混凝土作为水工构筑物的主要结构材料,应用广泛,其早期性能的研究也成为关注的重点。目前,对水工混凝土早期力学性能、抗裂徐变及耐久性相关指标的研究较多,而对水工混凝土早期内部结构发展,如水分迁移、孔隙发育等方面的研究相对较少。水工混凝土内部的孔隙作为水作用的主要途径,不仅影响混凝土的强度形成,也对其耐久性产生一定影响。只有较好地掌握水工混凝土早龄期性能与内部结构的发展,才能较好地保证水工构筑物的质量与耐久性,因此开展水工混凝土内部孔隙发育及水分迁移过程规律研究具有十分重要的理论和工程意义。本文以低热及中热水泥混凝土为研究对象,在养护龄期内,开展不同龄期下混凝土抗压强度试验,通过核磁共振原理分析不同养护龄期下混凝土水分迁移规律,同时采用工业CT扫描研究水工混凝土在不同龄期下内部的孔隙大小、空间分布特征。在养护完成后,对低热、中热水泥混凝土试块进行饱水处理（0h、6h、24h、27h、48h）通过核磁共振原理分析不同饱水时间下混凝土中水分运移规律。对完成饱水后试块进行冻融循环（0次、5次、10次、15次）,同时使用工业CT扫描研究混凝土在不同冻融次数作用下内部劣化情况。结果表明:（1）相同配合比下,在养护龄期内,低热水泥混凝土的抗压强度低于中热水泥混凝土。而在养护前期,中热水泥强度增长速率较高,在养护末期,低热水泥与中热水泥的增长速率基本持平。（2）标准养护龄期内,低热、中热水泥混凝土的孔隙率随着养护龄期的增加而增大,低热水泥的孔隙率高于中热水泥的孔隙率,但中热水泥混凝土孔隙增长率高于低热水泥混凝土。且低热水泥混凝土内部孔隙数量明显高于中热水泥混凝土。（3）标准养护龄期内,低热、中热水泥混凝土的内部较小孔隙水（毛细水）随着养护龄期的增加而降低,中热水泥的耗水量高于低热水泥。养护前期,低热、中热水泥混凝土内部水分占比情况差别较大,但养护后期,二者内部水分分布基本一致。（4）标养后,在吸水过程中,低热水泥混凝土内部较大孔隙水占主要比重,而中热水泥混凝土在吸水前期较小孔隙水占比居多,但24h后,内部较大孔隙水居多。在半径0-0.1μm内,中热水泥的水分占比高于低热水泥,而在0.1-1μm、1-10μm、10-25μm、25-100μm,中热水泥的水分占比低于低热水泥。低热水泥混凝土的吸水程度高于中热水泥。（5）标养后,在快速冻融期间,相同配合比的低热、中热水泥混凝土,小体积孔隙向大体积孔隙演变,形成裂纹导致试块出现碎裂的表面特征。低热水泥混凝土孔隙率及增幅明显高于中热水泥混凝土。中热水泥混凝土中≤0.01mm~3,0.01-0.1mm~3,0.1-1mm~3和1-10mm~3的孔隙占比大于低热水泥混凝土,而≥10mm~3的孔隙占比小于低热水泥混凝土。
关键词：水工混凝土;核磁共振;X-Ray;孔隙结构;孔隙内水分迁移
学科专业：工程硕士（专业学位）
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 混凝土内部孔隙结构研究现状
1.2.2 混凝土内部水分迁移研究现状
1.3 水工混凝土细观研究方法
1.3.1 X-Ray技术
1.3.2 核磁共振技术
1.4 本文的研究内容
第二章 试验设计与立方体抗压强度
2.1 原材料
2.2 试样制备及仪器
2.2.1 混凝土的制备
2.2.2 试验仪器及试验方案
2.3 立方体抗压强度
2.4 本章小结
第三章 标准养护龄期内混凝土内部孔隙发育
3.1 工业CT扫描技术
3.1.1 工业CT的原理
3.1.2 工业CT技术特点
3.1.3 工业CT技术的扫描方法
3.2 基于CT技术的混凝土孔隙发育研究
3.2.1 标准养护龄期内混凝土的孔隙率分析
3.2.2 标准养护龄期内低热、中热水泥混凝土的孔隙体积分析
3.2.3 标准养护龄期内低热、中热水泥混凝土的切片分析
3.3 本章小结
第四章 标准养护龄期内混凝土内部水分迁移研究
4.1 核磁共振技术
4.1.1 核磁共振的基本原理
4.1.2 核磁共振的技术特点
4.2 基于NMR技术的混凝土内部水分迁移研究
4.2.1 标准养护龄期内低热、中热水泥混凝土的T_2谱分析
4.2.2 标准养护龄期内低热、中热水泥混凝土内部水分分布
4.2.3 标准养护龄期内低热、中热水泥混凝土内部水分消耗
4.3 本章小结
第五章 混凝土饱水过程水分分布规律及冻融劣化
5.1 基于NMR技术的饱水过程水分分布规律研究
5.1.1 低热、中热水泥混凝土的T2谱分析
5.1.2 低热、中热水泥混凝土内部水分分布
5.1.3 低热、中热水泥混凝土含水率的对比分析
5.2 .基于CT技术的冻融劣化分析
5.2.1 不同冻融次数下试块的孔隙率分析
5.2.2 不同冻融次数下混凝土切片分析
5.2.3 不同冻融次数下混凝土孔隙体积分析
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢