城市污水环境下混凝土腐蚀及耐久性研究

天津大学博士学位论文城市污水环境下混凝土腐蚀及耐久性研究姓名：闻宝联申请学位级别：博士专业：建筑技术科学指导教师：涂光备20051201中文摘要在城市污水环境下，污水处理构筑物混凝土要受到各种酸、碱、有机物、无机物和微生物的腐蚀、机械冲击与磨蚀及气候因素的作用，腐蚀机理极其复杂，涉及到生物科学，化学，材料科学，水处理科学以及结构工程学等多个领域，是一门交叉性学科。本课题针对污水处理构筑物的实际运营情况，研究了各种因素对混凝土的腐蚀机理，设计了专门的实验，配置了人工强化污水和模拟污水，模拟了典型的混凝土腐蚀环境，比较系统地研究了污水池水面变动区、地下排污管等部位不同配合比混凝土的综合劣化规律，研究了不同环境下各种混凝土的体积稳定性，指出，在实验条件下，冻融循环是水面区混凝土劣化的主要因素，微生物腐蚀与盐腐蚀相当；在水下区域，特别是地下排污管，微生物腐蚀起主要作用，另外，实验中发现了混凝土腐蚀的超叠加效应，即各腐蚀因素的单项腐蚀效果要小于各因素的综合作用。大掺量的粉煤灰和矿粉以及低水灰比是提高混凝土耐腐蚀性、体积稳定性的有效手段，但矿物外掺料的总掺量应不超过50％。在大量实验数据的基础上，建立了不同环境下，各种配合比混凝土的混凝土劣化预测模型，最后建立了基于BP人工神经网络混凝土耐久性评价模型，以进行不同配比混凝土在不同环境下适用性的预测与评价，并将对污染环境下混凝土的结构设计及使用寿命延长提供重要依据。关键词：城市污水、混凝土、微生物腐蚀、耐久性评价、人工神经网络ABSTRACT11把corrosionmechanismofconcreteinmunicipalsewage．includingallsortsofcorrosionfactorssuch勰acid,alkali，salt,organicoompeund’inorganiccompeund，erosion,microorganism,climateandsoon,isextremelycomplicated,whichisacross-subjectinvolvedinbioseienee,chemistry,materialscience，structureengineeringandwatertreaUnenttechnology,etc．inordertoimprovetheconcretedurability,withaviewtotheactualoperationsituationofsewagedisposalstructures，designthespecialexperiment,maketheartificialstrengthenedsewageandsimulationsewage，simulatethetypicalenvironment,investigatevariousconcretecomprehensivedegradationlawnearbywatersurface勰wellasundergroundpipelinesystematically,measnlfesthestabilitiesofdifferentconcreteunderrelevantenvironments，andpointsoutthatfTceze-thawisuppermostdamagecauseofconcretenearbywatersurface,themicroorganismcorrodesandtheonesbysaltissimilar；intheareaunderwaler,especiallyundergroundpipelines，themicroorganismcorrodesplaysamainrole．Inaddition,theexperimentindicatesthesimplyoverlapofallfactorisinferiortowhosecomprehensiveeffects．InterminglewithagreatdealflyaShandslagaSwellaslowwater-cementratioiseffectivemeaSuretoimproveanticorrosiveandvolumestabilityofconcrete,butthebestanaountofmineralmaterialshouldnotexceed50percents．Onthebasisofalargenumberofexperimentaldata’S，degradationpredictsmodelsofconcreteisSetupunderdifferentenvironments，BPartificia