轻型、节能、大跨度、高耸和智能是现代化建筑的特点,新型轻质混凝土符合混凝土制造业未来的发展方向。因此充分利用丰富的浮石资源,研制开发水泥、浮石、砂子、粉煤灰等混合的浮石轻骨料混凝土,对于我国北方地区的基础设施建设,具有良好的社会和经济价值。本文的研究区域为我国北方的西北部地区,该地区冬春季节寒冷多风沙,混凝土结构长期处于冻融循环和风沙吹蚀等不利自然环境下,容易影响结构的耐久性和安全性,导致结构的服役寿命降低,产生安全隐患。依据北方环境特点模拟浮石混凝土结构服役的实际自然环境,分析破坏机理并建立耐久性的预测模型。具体研究内容如下:1.利用风沙吹蚀系统模拟实际沙尘环境,通过改变吹蚀时间、吹蚀角度、吹蚀风速和下沙率探讨浮石混凝土的损伤情况。通过Z16APOALeica超景深三维显微系统对试验现象进行观测,分析浮石混凝土风沙吹蚀的破坏形态和劣化规律。2.利用气流携沙法和快冻法研究浮石混凝土在风沙吹蚀与冻融耦合破坏中的耐久性,分析质量损失及相对动弹性模量的变化规律,并进行核磁共振和扫描电镜试验,测试内部孔隙和微观结构的发展变化,探究破坏机理。3.根据混凝土寿命预测的损伤演化方程,定量建立浮石混凝土冻融循环的直线+二次加速衰减曲线模型和风沙吹蚀与冻融耦合的直线+二次减速衰减曲线模型。模型与实际测试点较为相符,能够预测浮石混凝土在冻融环境和风沙吹蚀与冻融循环耦合环境下的服役寿命,同时该损伤模型也为我国北方地区浮石混凝土的使用提供一定的理论依据。