论文部分内容阅读
碱硅酸反应(Alkali-Silica Reaction，ASR)是影响工程结构安全性和混凝土耐久性的重要原因之一，由于ASR持续时间长，造成的混凝土结构开裂破坏难以修复，因此，人们试图采用快速试验方法评价实际工程混凝土ASR的危害性。然而，现有标准中的加速方法并不能直接用于评价混凝土的长期安全性。因此，本文从ASR膨胀动力学出发，研究温度、集料结构和粒径对ASR膨胀的影响，并运用人工神经网络算法预测养护温度、集料粒径和龄期三种因素影响下的混凝土ASR的膨胀。
本文在总结和借鉴前人研究成果的基础上，主要就以下几方面进行研究，主要研究内容和结论如下：
(1)选择沸石化珍珠岩、凝灰岩和石英砂岩三种碱活性不同、矿物组成结构不同的集料成型砂浆和混凝土试件，在40℃、50℃、60℃、70℃、80℃和90℃的碱溶液中养护，研究碱硅酸反应的膨胀动力学。结果证实温度对ASR动力学的影响可以用Arrhenius方程描述。由不同集料成型的试件ASR膨胀活化能不同。
(2)试件的SEM/EDS结果显示，三种集料因ASR引起的开裂和产物特征不同。结合岩相分析结果可知，沸石化珍珠岩的基质主要为无定型SiO2，而凝灰岩和石英砂岩的基质主要为微晶质至隐晶质石英。由于无定型SiO2的活性大于微晶质和隐晶质石英，所以沸石化珍珠岩发生碱硅酸反应所需的能量小于凝灰岩和石英砂岩。
(3)采用0.16-0，315mm、0.315-0.63mm、0.63-1.25mm、1.25-2.5mm、2.5-5mm和5-10mm六种集料粒径成型试件，研究颗粒尺寸对ASR膨胀及动力学的影响。不同集料产生最大ASR膨胀的粒径不同，同时，试件的ASR膨胀活化能也受到集料粒径的影响。
(4)选用0.16-0.63mm、0.63-2.5mm和5-10mm的两种集料成型砂浆试件，在40℃、60℃和80℃，1mol/L NaOH溶液中养护，共测得124和128组试验数据。以养护温度、集料粒径和养护时间为输入，ASR膨胀率为输出，建立ASR膨胀预测的BP神经网络模型。结果表明，本文建立的BP神经网络模型能够非常准确地模拟ASR进程的非线性行为。