| 中文摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-7页 |
| 第一章 绪论 | 第16-46页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第16-18页 |
| 1.2 人工鱼礁混凝土的研究与发展 | 第18-27页 |
| 1.2.1 人工鱼礁混凝土胶凝材料应用现状 | 第19-20页 |
| 1.2.2 硫铝酸盐水泥混凝土性能研究 | 第20-23页 |
| 1.2.2.1 硫铝酸盐水泥混凝土工作性、力学性能及海洋相容性 | 第20-21页 |
| 1.2.2.2 硫铝酸盐水泥混凝土耐久性 | 第21-23页 |
| 1.2.3 海砂混凝土性能研究 | 第23-25页 |
| 1.2.3.1 海砂对混凝土工作性、力学性能影响 | 第23-24页 |
| 1.2.3.2 海砂对混凝土耐久性的影响 | 第24-25页 |
| 1.2.4 内掺海水对混凝土性能影响 | 第25-26页 |
| 1.2.5 新型人工鱼礁混凝土的提出 | 第26-27页 |
| 1.3 生物硫酸对混凝土结构腐蚀研究 | 第27-37页 |
| 1.3.1 生物硫酸的形成过程及研究方法 | 第28-34页 |
| 1.3.1.1 生物硫酸腐蚀的形成过程 | 第28-30页 |
| 1.3.1.2 生物硫酸腐蚀的研究方法 | 第30-34页 |
| 1.3.2 生物硫酸对混凝土的腐蚀作用机制 | 第34-35页 |
| 1.3.3 生物硫酸对混凝土的腐蚀相关理论模型 | 第35-37页 |
| 1.4 生物硫酸对钢筋的锈蚀研究 | 第37-42页 |
| 1.4.1 生物硫酸对钢筋锈蚀的影响 | 第37-39页 |
| 1.4.2 钢筋锈蚀阈值研究 | 第39-40页 |
| 1.4.3 钢筋锈蚀率研究 | 第40-42页 |
| 1.5 本文研究的创新点 | 第42-43页 |
| 1.6 本文研究内容及技术路线 | 第43-46页 |
| 1.6.1 研究内容 | 第43-44页 |
| 1.6.2 技术路线 | 第44-46页 |
| 第二章 原材料及配合比 | 第46-51页 |
| 2.1 主要原材料及性质 | 第46-49页 |
| 2.1.1 水泥 | 第46页 |
| 2.1.2 粗骨料 | 第46-47页 |
| 2.1.3 细骨料 | 第47-48页 |
| 2.1.4 拌合用水 | 第48页 |
| 2.1.5 其它材料 | 第48-49页 |
| 2.2 混凝土配合比及养护制度 | 第49-51页 |
| 第三章 试验方法 | 第51-77页 |
| 3.1 生物硫酸腐蚀方法 | 第51-62页 |
| 3.1.1 菌种挑选及模拟生物硫酸腐蚀试验方法思路 | 第51-52页 |
| 3.1.2 氧化亚铁硫杆菌的生长条件及产酸机理 | 第52-53页 |
| 3.1.3 氧化亚铁硫杆菌的培养 | 第53页 |
| 3.1.3.1 菌种来源及培养基 | 第53页 |
| 3.1.3.2 试验仪器 | 第53页 |
| 3.1.4 菌种的培养基、活化与扩大培养 | 第53-59页 |
| 3.1.4.1 菌种培养基 | 第53-54页 |
| 3.1.4.2 菌种活化与扩大培养 | 第54-56页 |
| 3.1.4.3 细菌的鉴定 | 第56-57页 |
| 3.1.4.4 细菌生长曲线 | 第57-59页 |
| 3.1.5 模拟生物硫酸腐蚀装置 | 第59-62页 |
| 3.2 化学硫酸腐蚀方法 | 第62-63页 |
| 3.3 宏观试验方法 | 第63-71页 |
| 3.3.1 混凝土工作性 | 第63页 |
| 3.3.2 混凝土力学性能 | 第63-64页 |
| 3.3.3 动弹性模量 | 第64页 |
| 3.3.4 混凝土抗氯离子渗透性 | 第64-66页 |
| 3.3.5 混凝土表层浸出液pH值(海洋相容性) | 第66页 |
| 3.3.6 生态效应 | 第66-67页 |
| 3.3.7 外观与质量变化 | 第67-68页 |
| 3.3.8 侵蚀液pH值 | 第68页 |
| 3.3.9 钙离子释放量 | 第68-69页 |
| 3.3.10 混凝土内部氯离子测定方法 | 第69-70页 |
| 3.3.11 钢筋处混凝土的孔隙液pH值 | 第70页 |
| 3.3.12 钢筋电化学试验方法 | 第70页 |
| 3.3.13 混凝土中钢筋锈蚀率 | 第70-71页 |
| 3.4 微观试验 | 第71-77页 |
| 3.4.1 热重分析 | 第71页 |
| 3.4.2 SEM-EDS | 第71-72页 |
| 3.4.3 XRD | 第72-73页 |
| 3.4.4 孔结构分析 | 第73-74页 |
| 3.4.5 红外线光谱分析(IR) | 第74-75页 |
| 3.4.6 NMR分析 | 第75-77页 |
| 第四章 人工鱼礁混凝土制备、基本性能和微观结构的试验结果及分析 | 第77-105页 |
| 4.1 引言 | 第77页 |
| 4.2 人工鱼礁混凝土制备的基本性能 | 第77-94页 |
| 4.2.1 工作性 | 第77-79页 |
| 4.2.1.1 水泥类型的影响 | 第78-79页 |
| 4.2.1.2 海砂海水的影响 | 第79页 |
| 4.2.2 抗压强度 | 第79-82页 |
| 4.2.2.1 水泥类型的影响 | 第80页 |
| 4.2.2.2 海砂海水的影响 | 第80-82页 |
| 4.2.3 劈拉强度 | 第82-83页 |
| 4.2.3.1 水泥类型的影响 | 第82-83页 |
| 4.2.3.2 海砂海水的影响 | 第83页 |
| 4.2.4 人工鱼礁混凝土的动弹性模量 | 第83-84页 |
| 4.2.4.1 水泥类型的影响 | 第84页 |
| 4.2.4.2 海砂海水的影响 | 第84页 |
| 4.2.5 人工鱼礁混凝土抗氯离子渗透性 | 第84-88页 |
| 4.2.5.1 水泥类型的影响 | 第86-87页 |
| 4.2.5.2 海砂海水的影响 | 第87-88页 |
| 4.2.6 海洋相容性 | 第88-90页 |
| 4.2.6.1 水泥类型的影响 | 第88-89页 |
| 4.2.6.2 海砂海水的影响 | 第89-90页 |
| 4.2.7 生态效应 | 第90-94页 |
| 4.2.7.1 生物附着情况评价指标 | 第90-92页 |
| 4.2.7.2 基于熵值法生物附着效应评价 | 第92-94页 |
| 4.3 人工鱼礁混凝土28 d微观结构 | 第94-101页 |
| 4.3.1 SEM-EDS | 第94-98页 |
| 4.3.1.1 水泥类型的影响 | 第96-97页 |
| 4.3.1.2 海砂海水的影响 | 第97-98页 |
| 4.3.2 XRD分析 | 第98-100页 |
| 4.3.2.1 水泥类型的影响 | 第98-99页 |
| 4.3.2.2 海砂海水的影响 | 第99-100页 |
| 4.3.3 孔结构分析 | 第100-101页 |
| 4.3.3.1 水泥类型的影响 | 第101页 |
| 4.3.3.2 海砂海水的影响 | 第101页 |
| 4.4 人工鱼礁混凝土性能影响机理 | 第101-103页 |
| 4.4.1 水泥类型的影响 | 第101-102页 |
| 4.4.2 海砂海水的影响 | 第102-103页 |
| 4.5 本章小结 | 第103-105页 |
| 第五章 生物硫酸和化学硫酸对人工鱼礁钢筋混凝土的腐蚀结果与分析 | 第105-208页 |
| 5.1 引言 | 第105-106页 |
| 5.2 腐蚀前后宏观试验结果与分析 | 第106-164页 |
| 5.2.1 外观变化 | 第106-115页 |
| 5.2.1.1 水泥类型的影响 | 第106-109页 |
| 5.2.1.2 海砂海水的影响 | 第109-111页 |
| 5.2.1.3 硫酸浓度的影响 | 第111-114页 |
| 5.2.1.4 硫酸类型的影响 | 第114-115页 |
| 5.2.2 质量变化 | 第115-124页 |
| 5.2.2.1 水泥类型的影响 | 第116-119页 |
| 5.2.2.2 海砂海水的影响 | 第119-121页 |
| 5.2.2.3 硫酸浓度的影响 | 第121-123页 |
| 5.2.2.4 硫酸类型的影响 | 第123-124页 |
| 5.2.3 抗压强度 | 第124-133页 |
| 5.2.3.1 水泥类型的影响 | 第124-127页 |
| 5.2.3.2 海砂海水的影响 | 第127-129页 |
| 5.2.3.3 硫酸浓度的影响 | 第129-132页 |
| 5.2.3.4 硫酸类型的影响 | 第132-133页 |
| 5.2.4 侵蚀液pH值变化 | 第133-138页 |
| 5.2.4.1 水泥类型的影响 | 第134-136页 |
| 5.2.4.2 海砂海水的影响 | 第136-138页 |
| 5.2.4.3 硫酸类型的影响 | 第138页 |
| 5.2.5 钙离子释放量 | 第138-146页 |
| 5.2.5.1 水泥类型的影响 | 第139-141页 |
| 5.2.5.2 海砂海水的影响 | 第141-143页 |
| 5.2.5.3 硫酸浓度的影响 | 第143-145页 |
| 5.2.5.4 硫酸类型的影响 | 第145-146页 |
| 5.2.6 混凝土内部氯离子的变化 | 第146-151页 |
| 5.2.6.1 水泥类型的影响 | 第148-150页 |
| 5.2.6.2 硫酸浓度的影响 | 第150-151页 |
| 5.2.6.3 硫酸类型的影响 | 第151页 |
| 5.2.7 混凝土中钢筋处的pH值 | 第151-154页 |
| 5.2.7.1 水泥类型的影响 | 第152-153页 |
| 5.2.7.2 海砂海水的影响 | 第153页 |
| 5.2.7.3 硫酸浓度的影响 | 第153-154页 |
| 5.2.7.4 硫酸类型的影响 | 第154页 |
| 5.2.8 混凝土中钢筋的腐蚀电位 | 第154-160页 |
| 5.2.8.1 水泥类型的影响 | 第155-157页 |
| 5.2.8.2 海砂海水的影响 | 第157-158页 |
| 5.2.8.3 硫酸浓度的影响 | 第158-159页 |
| 5.2.8.4 硫酸类型的影响 | 第159-160页 |
| 5.2.9 混凝土中钢筋的腐蚀电流 | 第160-163页 |
| 5.2.9.1 水泥类型的影响 | 第160-161页 |
| 5.2.9.2 海砂海水的影响 | 第161-162页 |
| 5.2.9.3 硫酸浓度的影响 | 第162-163页 |
| 5.2.9.4 硫酸类型的影响 | 第163页 |
| 5.2.10 混凝土中钢筋的锈蚀率 | 第163-164页 |
| 5.2.10.1 水泥类型的影响 | 第164页 |
| 5.2.10.2 海砂海水的影响 | 第164页 |
| 5.3 腐蚀后微观试验结果与分析 | 第164-205页 |
| 5.3.1 人工鱼礁混凝土腐蚀后热重分析 | 第164-169页 |
| 5.3.1.1 水泥类型的影响 | 第166-167页 |
| 5.3.1.2 海砂海水的影响 | 第167-169页 |
| 5.3.1.3 硫酸浓度的影响 | 第169页 |
| 5.3.2 人工鱼礁混凝土腐蚀后形貌及腐蚀产物 | 第169-180页 |
| 5.3.2.1 水泥类型的影响 | 第176-178页 |
| 5.3.2.2 海砂海水的影响 | 第178-179页 |
| 5.3.2.3 硫酸浓度的影响 | 第179-180页 |
| 5.3.3 人工鱼礁混凝土腐蚀后EDS元素分析 | 第180-190页 |
| 5.3.3.1 水泥类型的影响 | 第183-186页 |
| 5.3.3.2 海砂海水的影响 | 第186-187页 |
| 5.3.3.3 硫酸浓度的影响 | 第187-189页 |
| 5.3.3.4 硫酸类型的影响 | 第189-190页 |
| 5.3.4 人工鱼礁混凝土腐蚀后XRD分析 | 第190-197页 |
| 5.3.4.1 水泥类型的影响 | 第192-194页 |
| 5.3.4.2 海砂海水的影响 | 第194-195页 |
| 5.3.4.3 硫酸浓度的影响 | 第195-196页 |
| 5.3.4.4 硫酸类型的影响 | 第196-197页 |
| 5.3.5 人工鱼礁混凝土腐蚀后红外光谱分析(IR) | 第197-203页 |
| 5.3.5.1 水泥类型的影响 | 第198-200页 |
| 5.3.5.2 海砂海水的影响 | 第200-202页 |
| 5.3.5.3 硫酸浓度的影响 | 第202-203页 |
| 5.3.6 人工鱼礁混凝土NMR分析 | 第203-205页 |
| 5.4 本章小结 | 第205-208页 |
| 第六章 生物硫酸对人工鱼礁钢筋混凝土的腐蚀作用相关理论模型及数值计算 | 第208-245页 |
| 6.1 引言 | 第208页 |
| 6.2 生物硫酸作用下混凝土腐蚀深度数值计算 | 第208-219页 |
| 6.2.1 生物硫酸与混凝土发生的化学作用机理 | 第208页 |
| 6.2.2 生物硫酸与混凝土发生的化学反应模型建立 | 第208-210页 |
| 6.2.3 在生物硫酸作用下混凝土的H+扩散系数 | 第210-212页 |
| 6.2.4 数值计算 | 第212-215页 |
| 6.2.5 参数分析 | 第215-217页 |
| 6.2.5.1 水泥类型的影响 | 第215-216页 |
| 6.2.5.2 海砂海水的影响 | 第216页 |
| 6.2.5.3 硫酸浓度的影响 | 第216-217页 |
| 6.2.6 本文模型与现有模型的对比 | 第217-219页 |
| 6.3 生物硫酸对混凝土侵蚀破坏评价方法 | 第219-225页 |
| 6.3.1 混凝土损伤劣化因子 | 第219-220页 |
| 6.3.2 生物硫酸作用下混凝土的动弹性模量理论研究 | 第220-222页 |
| 6.3.3 生物硫酸腐蚀后混凝土的损伤因子 | 第222-223页 |
| 6.3.4 参数分析 | 第223-225页 |
| 6.3.4.1 水泥类型的影响 | 第224页 |
| 6.3.4.2 海砂海水的影响 | 第224-225页 |
| 6.3.4.3 硫酸浓度的影响 | 第225页 |
| 6.4 生物硫酸作用下人工鱼礁混凝土中钢筋的锈蚀阈值 | 第225-232页 |
| 6.4.1 基于Cl~-和pH值两参数组合临界值研究 | 第225-226页 |
| 6.4.2 生物硫酸作用下混凝土中钢筋腐蚀电位与pH值、Cl~-相关性分析 | 第226-232页 |
| 6.4.2.1 钢筋锈蚀阈值方程 | 第226-230页 |
| 6.4.2.2 参数分析与验证 | 第230-232页 |
| 6.5 生物硫酸作用下混凝土中的钢筋锈蚀率 | 第232-243页 |
| 6.5.1 生物硫酸作用下混凝土中钢筋的锈蚀电流 | 第232-240页 |
| 6.5.2 生物硫酸作用下混凝土中钢筋的锈蚀率理论模型与验证 | 第240-241页 |
| 6.5.3 参数分析 | 第241-243页 |
| 6.5.3.1 水泥类型的影响 | 第241-242页 |
| 6.5.3.2 海砂海水的影响 | 第242页 |
| 6.5.3.3 硫酸浓度的影响 | 第242页 |
| 6.5.3.4 硫酸类型的影响 | 第242-243页 |
| 6.6 本章小结 | 第243-245页 |
| 第七章 生物硫酸对人工鱼礁钢筋混凝土的腐蚀作用机理 | 第245-271页 |
| 7.1 引言 | 第245页 |
| 7.2 水泥类型的影响 | 第245-258页 |
| 7.2.1 两种类型水泥混凝土腐蚀后宏微观变化 | 第246-256页 |
| 7.2.1.1 混凝土受生物硫酸腐蚀的化学反应及热力学理论分析 | 第246-249页 |
| 7.2.1.2 混凝土受生物硫酸腐蚀后导致的孔隙变化 | 第249-252页 |
| 7.2.1.3 混凝土受生物硫酸腐蚀后导致的微开裂 | 第252页 |
| 7.2.1.4 两种类型水泥混凝土在生物硫酸作用下H~+的扩散系数 | 第252-254页 |
| 7.2.1.5 细菌效应 | 第254-256页 |
| 7.2.2 两种类型水泥混凝土中钢筋腐蚀变化 | 第256-258页 |
| 7.2.2.1 钢筋处混凝土孔隙液的pH值 | 第256页 |
| 7.2.2.2 混凝土内部Cl~-变化 | 第256-257页 |
| 7.2.2.3 钢筋锈蚀阈值与锈蚀电流 | 第257-258页 |
| 7.3 海砂海水的影响 | 第258-262页 |
| 7.3.1 海砂海水混凝土腐蚀后宏微观变化 | 第258-261页 |
| 7.3.1.1 生物硫酸作用下海砂海水混凝土的H+扩散系数 | 第258-259页 |
| 7.3.1.2 细菌效应 | 第259-261页 |
| 7.3.2 海砂海水混凝土中钢筋腐蚀后变化 | 第261-262页 |
| 7.3.2.1 钢筋处混凝土孔隙液的pH值 | 第261-262页 |
| 7.3.2.2 钢筋锈蚀阈值与锈蚀电流 | 第262页 |
| 7.4 硫酸浓度的影响 | 第262-266页 |
| 7.4.1 不同硫酸浓度下混凝土腐蚀后宏微观变化 | 第262-265页 |
| 7.4.1.1 不同硫酸浓度作用下混凝土的化学反应及热力学理论分析 | 第262-263页 |
| 7.4.1.2 不同生物硫酸浓度作用下H+的扩散系数 | 第263-264页 |
| 7.4.1.3 细菌效应 | 第264-265页 |
| 7.4.2 不同硫酸浓度下混凝土中钢筋腐蚀后变化 | 第265-266页 |
| 7.4.2.1 钢筋处混凝土孔隙液的pH值 | 第265-266页 |
| 7.4.2.2 混凝土内部氯离子变化 | 第266页 |
| 7.4.2.3 钢筋锈蚀阈值与锈蚀电流 | 第266页 |
| 7.5 硫酸类型的影响 | 第266-269页 |
| 7.5.1 生物硫酸与化学硫酸对混凝土腐蚀的区别 | 第266-268页 |
| 7.5.2 生物硫酸与化学硫酸对混凝土中钢筋腐蚀的区别 | 第268-269页 |
| 7.6 本章小结 | 第269-271页 |
| 第八章 结论与展望 | 第271-275页 |
| 8.1 结论 | 第271-273页 |
| 8.2 展望 | 第273-275页 |
| 参考文献 | 第275-288页 |
| 攻读博士学位期间完成的科研成果 | 第288-290页 |
| 一. 发表论文 | 第288-289页 |
| 二. 科研项目 | 第289-290页 |
| 致谢 | 第290-292页 |
| 附录 | 第292-304页 |
| 个人简历 | 第304页 |
