【摘要】：煤矸石混凝土不但可以大量消耗工業(yè)廢棄物,而且符合國家節(jié)能、減排、降耗的經(jīng)濟發(fā)展方向,對煤矸石資源化利用具有重要意義。本課題將煤矸石作為粗骨料取代普通碎石制備混凝土,采用聲發(fā)射技術(shù),通過試驗研究和理論分析相結(jié)合的方法,研究凍融環(huán)境下煤矸石混凝土及鋼纖維煤矸石混凝土受壓損傷演化規(guī)律。本文首先研究了煤矸石混凝土的抗凍性能,試驗按照0%、20%、40%、60%的煤矸石取代率取代石子制備煤矸石混凝土。探索不同煤矸石取代率的煤矸石混凝土的抗凍性能;并依據(jù)煤矸石混凝土在凍融循環(huán)作用下動彈性模量的變化,由宏觀唯象損傷力學的基本理論,建立煤矸石混凝土凍融損傷演化方程。研究結(jié)果表明:隨著煤矸石取代率的增加,煤矸石混凝土的抗凍性能明顯降低;依據(jù)動彈性模量變化建立的損傷演化方程與試驗數(shù)據(jù)符合較好,可以為凍融環(huán)境下煤矸石混凝土的耐久性設(shè)計提供理論依據(jù)。采用聲發(fā)射技術(shù),對凍融循環(huán)作用后的煤矸石混凝土單軸抗壓試驗進行動態(tài)監(jiān)測。依據(jù)煤矸石混凝土受壓破壞過程中所釋放的聲發(fā)射能量,對其內(nèi)部損傷程度進行定性分析;并依據(jù)受壓過程中聲發(fā)射事件累計計數(shù)建立煤矸石混凝土損傷演化模型。研究結(jié)果表明:隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,煤矸石混凝土的初始損傷值越大,峰值應(yīng)力越小,脆性表現(xiàn)的越明顯。本文依據(jù)聲發(fā)射事件累計計數(shù)建立的損傷演化模型,與試驗結(jié)果符合較好,可以為凍融環(huán)境下的煤矸石混凝土軸向受壓損傷演化規(guī)律研究提供理論參考。為進一步提升煤矸石混凝土的抗凍性能,在煤矸石混凝土中摻入0%、0.5%、1%、1.5%的鋼纖維,制備鋼纖維煤矸石混凝土。通過快速凍融試驗,研究不同摻量的鋼纖維煤矸石混凝土的抗凍性能。并以鋼纖維煤矸石混凝土動彈性模量的變化,定義損傷變量,建立凍融環(huán)境下鋼纖維煤矸石混凝土的損傷演化模型。研究結(jié)果表明:在凍融環(huán)境作用下?lián)饺脒m量的鋼纖維能夠降低煤矸石混凝土的質(zhì)量和相對動彈性模量的損失,提高煤矸石混凝土的抗凍性能;本文提出的損傷模型與試驗結(jié)果符合較好,可以為凍融環(huán)境下鋼纖維煤矸石混凝土的耐久性研究提供理論依據(jù)。為研究鋼纖維煤矸石混凝土受壓損傷破壞過程與聲發(fā)射特性參數(shù)之間的關(guān)系,試驗采用聲發(fā)射技術(shù),對鋼纖維摻量為0%、0.5%、1%、1.5%的煤矸石混凝土單軸抗壓試驗進行動態(tài)監(jiān)測。依據(jù)聲發(fā)射振鈴計數(shù),反演鋼纖維煤矸石混凝土受壓損傷全過程;并以聲發(fā)射能量定義損傷變量,建立不同鋼纖維摻量的鋼纖維煤矸石混凝土損傷演化模型。試驗研究表明:聲發(fā)射特性參數(shù)與鋼纖維煤矸石混凝土內(nèi)部裂紋的形成,拓展和貫通有著密切的聯(lián)系;適量鋼纖維的加入能夠遲滯煤矸石混凝土內(nèi)部裂縫開展;由驗證結(jié)果可知,所建立的損傷演化模型與試驗結(jié)果符合較好,可以為鋼纖維煤矸石混凝土的軸向受壓損傷規(guī)律研究提供理論參考。
【圖文】：

（6）破壞景觀煤矸石堆積形成的煤矸石山黑壓壓一片，與自然景觀極不協(xié)調(diào)。礦區(qū)幾十里范圍公共設(shè)施和植被都會蒙上煤矸石灰塵，使其失去原有的顏色，嚴重威脅環(huán)境。不僅如此大量的煤矸石塵埃密布在礦區(qū)附近的天空，使得太陽光很難穿透，降低礦區(qū)空氣質(zhì)量嚴重破壞人們的生活環(huán)境和植被的生長條件。（a）煤矸石占用土地 （b）煤矸石污染空氣

1 緒論制成混凝土，不僅可以減輕混凝土的自重，減少建筑行業(yè)對少煤矸石堆積引起的次生環(huán)境問題，變廢為寶，是實現(xiàn)煤矸徑[14]。布如圖 1.2 所示，絕大部分煤礦分布在我國東北、華北地區(qū)，就地取材將煤矸石作為粗集料制成混凝土，并在這些地區(qū)耐久性問題，因此對煤矸石混凝土的抗凍耐久性規(guī)律研究就保意識的不斷提高，，對煤矸石混凝土的研究與應(yīng)用必然會成大趨勢。煤矸石混凝土作為一種綠色建筑材料，實現(xiàn)了煤矸向共贏，對我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)和以混凝土為主的建筑有重大意義。
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU528

【參考文獻】

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1 張婷;黃煒;戎

本文編號：2634819