【摘要】：煤矸石是煤炭生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物,其不但污染環(huán)境,而且也威脅著人們的生活和生命財(cái)產(chǎn)安全。因此,將廢棄堆放的煤矸石用于生產(chǎn)煤矸石混凝土這種綠色建筑材料,變廢為寶,具有重要的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境效益。考慮煤矸石的產(chǎn)地、理化性質(zhì)及發(fā)展應(yīng)用等因素,本文主要對(duì)煤矸石混凝土使用壽命起決定性作用的抗凍耐久性進(jìn)行研究。由于水分在材料基體內(nèi)部傳輸?shù)乃俣戎苯佑绊懥藘鋈谘h(huán)作用下混凝土的破壞損傷速度,因此了解水分在混凝土內(nèi)的運(yùn)輸對(duì)其抗凍性研究十分重要。毛細(xì)吸附作用是工程實(shí)際中大多數(shù)在役期混凝土結(jié)構(gòu)基體內(nèi)水分傳輸?shù)闹饕绞健Ｒ虼?本文以煤矸石混凝土及鋼纖維煤矸石混凝土為研究對(duì)象,通過(guò)試驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的方法,研究煤矸石混凝土和鋼纖維煤矸石混凝土在凍融環(huán)境下的毛細(xì)吸水性能,研究成果對(duì)寒區(qū)煤矸石混凝土和鋼纖維煤矸石混凝土抗凍性評(píng)價(jià)具有重要的意義。本文開(kāi)展的具體工作及研究結(jié)果如下:(1)對(duì)混凝土的凍融破壞機(jī)理、纖維增強(qiáng)理論以及毛細(xì)吸水原理及其理論方程進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,并引入了毛細(xì)吸水過(guò)程中所涉及到的主要參數(shù);對(duì)研究中所用到的試驗(yàn)原材料、試驗(yàn)方法以及試驗(yàn)儀器進(jìn)行了詳細(xì)介紹;(2)對(duì)煤矸石混凝土和鋼纖維煤矸石混凝土進(jìn)行了凍融循環(huán)試驗(yàn)、毛細(xì)吸水試驗(yàn)及力學(xué)性能試驗(yàn),并通過(guò)測(cè)定兩種類(lèi)型的混凝土在凍融環(huán)境下的超聲波聲時(shí)計(jì)算得到不同凍融次數(shù)下的相對(duì)動(dòng)彈模,進(jìn)而確定了試件進(jìn)行吸水試驗(yàn)的凍融循環(huán)次數(shù);(3)通過(guò)試驗(yàn)研究了煤矸石混凝土和鋼纖維煤矸石混凝土在不同凍融循環(huán)次數(shù)下的毛細(xì)吸水能力。分析了煤矸石取代率、鋼纖維體積率以及凍融循環(huán)次數(shù)等因素對(duì)其毛細(xì)吸水性能的影響。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析計(jì)算,得到了兩種混凝土的累積吸水量,進(jìn)而繪制了累積吸水量隨時(shí)間平方根的變化曲線(xiàn)。對(duì)累積吸水量曲線(xiàn)進(jìn)行分階段線(xiàn)性擬合得到了煤矸石混凝土和鋼纖維煤矸石混凝土的初始吸水率、二次吸水率以及后期吸水率,進(jìn)而研究了兩種混凝土的初始吸水率隨凍融循環(huán)次數(shù)的變化規(guī)律。根據(jù)初始吸水率建立了凍融環(huán)境下煤矸石混凝土和鋼纖維煤矸石混凝土的初始毛細(xì)吸水率預(yù)測(cè)模型,用以表征這兩種混凝土的毛細(xì)吸水性能,為嚴(yán)寒地區(qū)煤矸石混凝土和鋼纖維煤矸石混凝土的抗凍性能研究提供了理論參考。
【圖文】：

(c) 污染水源 (d) 污染農(nóng)田圖 1.1 煤矸石的危害混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題涉及到的內(nèi)容特別繁雜，具體包含了材料、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)久性。本文主要研究的是材料的耐久性問(wèn)題（具體有：混凝土的中性化、氯鹽的腐融循環(huán)作用、堿集料反應(yīng)以及鋼筋銹蝕）。由于本論文的主要研究對(duì)象是煤矸石混凝慮到我國(guó)煤炭資源主要分布在“三北地區(qū)”，即華北、東北和西北（圖 1.2 所示），地區(qū)處于嚴(yán)寒地帶，冬天都較為寒冷，為了使煤矸石的就地取材利用方便，煤矸石土的應(yīng)用區(qū)域也集中在“三北”地區(qū)，因此本文研究的重點(diǎn)是凍融環(huán)境下煤矸石混的抗凍耐久性問(wèn)題。影響混凝土抗凍耐久性的關(guān)鍵因素是水分在建筑材料內(nèi)部的傳擴(kuò)散，以及混凝土結(jié)構(gòu)物自身多孔性的特征，同時(shí)膨脹和開(kāi)裂也會(huì)導(dǎo)致混凝土建筑生破壞[2]。由于混凝土建筑物表面直接與復(fù)雜多變的環(huán)境接觸，所以其滲透性決定種有害物質(zhì)滲入基體的速度（滲透性對(duì)耐久性的影響較大），可用混凝土的滲透性表抗凍耐久性[3-8]。

圖 1.2 煤礦分布圖滲透性所指代的范圍較廣，但常用其來(lái)評(píng)價(jià)混凝情況下，建筑材料的孔隙結(jié)構(gòu)、水分的物理特性響材料滲透性能的主要因素[9]。多孔建筑材料產(chǎn)水分在其孔隙中的流通，且水分在傳輸過(guò)程中會(huì)水在混凝土的裂縫和孔隙中的傳輸是混凝土構(gòu)筑方式有：離子擴(kuò)散、壓力梯度下的滲透、毛細(xì)吸是比較常見(jiàn)的傳輸形式，，因?yàn)閷?shí)際工程環(huán)境下的，大多數(shù)的建筑結(jié)構(gòu)都處于非飽和狀態(tài)，而非飽細(xì)吸附作用，同時(shí)還伴隨著離子、水分的浸入[13]凍融環(huán)境下煤矸石混凝土的毛細(xì)吸水性能對(duì)其抗國(guó)內(nèi)外對(duì)煤矸石混凝土抗凍耐久性方面的研究較。因此，本文主要對(duì)煤矸石混凝土在凍融環(huán)境下耐久性評(píng)價(jià)提供了一定的理論參考，也為煤矸石
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TU528

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王立成;鮑玖文;李淑紅;;損傷混凝土毛細(xì)吸水性能試驗(yàn)研究和水分分布預(yù)測(cè)分析[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2015年06期

2 陳彥文;丁兆陽(yáng);祝金崧;孫小巍;;煤矸石摻量對(duì)混凝土耐久性影響研究[J];混凝土;2015年05期

3 杜向琴;劉志龍;;水工鋼纖維混凝土抗?jié)B性和抗凍性的研究[J];四川建筑科學(xué)研究;2015年02期

4 周梅;趙華民;王然;陳沖;瞿宏霖;;摻合料對(duì)自燃煤矸石砂輕混凝土抗?jié)B和抗凍影響[J];硅酸鹽通報(bào);2015年01期

5 傅強(qiáng);謝友均;龍廣成;錢(qián)智銘;馬昆林;;橡膠集料自密實(shí)混凝土的毛細(xì)吸水特性研究[J];建筑材料學(xué)報(bào);2015年01期

6 王晴;李明澤;吳陶俊;王洋;;煤矸石混凝土抗氯離子滲透性研究[J];混凝土;2014年07期

7 馬志鳴;趙鐵軍;王鵬剛;王本臻;;礦物摻合料對(duì)混凝土毛細(xì)吸收作用影響的試驗(yàn)研究[J];混凝土;2014年03期

8 李永靖;韓俊俊;邢洋;閆宣澎;張旭;;煤矸石骨料混凝土的凍融循環(huán)試驗(yàn)研究[J];混凝土;2013年12期

9 段桂珍;方從啟;;混凝土凍融破壞研究進(jìn)展與新思考[J];混凝土;2013年05期

10 王國(guó)林;吳相豪;楊?yuàn)檴?;凍融影響摻合料再生混凝土抗氯離子滲透性能的試驗(yàn)研究[J];粉煤灰;2013年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 程紅強(qiáng);高丹盈;朱海堂;;鋼纖維混凝土抗凍耐久性能試驗(yàn)研究[A];第十二屆全國(guó)纖維混凝土學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 齊桂華;玄武巖纖維增強(qiáng)混凝土的抗凍性試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2016年

2 宋聞?shì)x;鋼纖維輕骨料混凝土抗?jié)B和抗凍性能試驗(yàn)研究[D];華北水利水電大學(xué);2014年

3 孫金陽(yáng);混凝土濕潤(rùn)與干燥過(guò)程中水分傳輸規(guī)律研究[D];浙江大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2600011