【摘要】：根據(jù)“建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展”理念,將銅礦渣作為細(xì)骨料,應(yīng)用于高性能混凝土(HPC)。根據(jù)《高性能混凝土設(shè)計(jì)規(guī)程》設(shè)計(jì)HPC配合比,摻入適量石墨和鋼纖維,制備具有優(yōu)良力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能的HPC,并與綠色建筑節(jié)能-地源熱泵能量樁系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合,進(jìn)行換熱模擬研究�？紤]能量樁的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、換熱效率等因素,對(duì)能量樁HPC的材料進(jìn)行選取,針對(duì)含鋼纖維和不含鋼纖維兩種情況,考察銅礦渣取代率對(duì)HPC砂漿流動(dòng)性、抗壓性能、抗折性能、導(dǎo)熱性能的影響。論文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)考察銅渣取代率對(duì)HPC抗壓性能和抗折性能的影響。銅渣混凝土試件的抗壓試驗(yàn)表明,隨著銅渣取代率的增加,銅渣混凝土的破壞程度增大,試件端部約束力減小,鋼纖維增強(qiáng)銅渣混凝土抗裂性能優(yōu)異,但隨著銅渣取代率的提高,鋼纖維增強(qiáng)銅渣混凝土試件的抗裂性能降低。通過(guò)在混凝土中摻入鋼纖維,提高了銅渣代替砂石作為細(xì)集料的取代率。對(duì)于銅渣混凝土梁,其抗彎強(qiáng)度隨著銅渣取代率的增加而逐漸降低,而對(duì)于鋼纖維銅渣混凝土梁,當(dāng)銅渣取代率為40%時(shí),其抗彎強(qiáng)度最大,破壞撓度最大。當(dāng)銅渣置換率小于45%時(shí),鋼纖維增強(qiáng)銅渣混凝土梁具有比鋼纖維增強(qiáng)混凝土梁更好的抗折性能。(2)在銅礦渣取代率為30%~50%范圍內(nèi),基于正交實(shí)驗(yàn)方法,考察銅礦渣取代率、鋼纖維摻入量、石墨摻入量對(duì)HPC抗壓、抗折和導(dǎo)熱性能的影響。結(jié)果表明HPC抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均隨鋼纖維摻入量的增加而增大,隨石墨摻入量的增加而減小,而HPC導(dǎo)熱系數(shù)隨銅礦渣、鋼纖維、石墨摻入量的增加均呈上升趨勢(shì),但石墨對(duì)HPC導(dǎo)熱性能的影響最為顯著。(3)構(gòu)建HPC能量樁系統(tǒng)單U型換熱管能量樁的換熱模型。利用FULENT軟件對(duì)能量樁進(jìn)行換熱模擬,分析了三維穩(wěn)態(tài)工況下,HPC能量樁的流固耦合換熱特點(diǎn),通過(guò)進(jìn)出口溫度差和水平熱量擴(kuò)散程度兩個(gè)維度,對(duì)比分析常規(guī)石英砂HPC能量樁、銅礦渣HPC能量樁、石墨HPC能量樁熱傳導(dǎo)規(guī)律和換熱性能,結(jié)果表明石墨HPC能量樁相比常規(guī)石英砂HPC能量樁水平熱傳導(dǎo)速率提高了49.7%,進(jìn)、出口溫度換熱效率提高了12.9%,具有較高的換熱性能。綜上所述,相比一般能量樁而言,銅礦渣細(xì)骨料HPC能量樁能有效提高換熱效率和結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。因此,本文研究結(jié)果可為利用銅礦渣制備高強(qiáng)度和高導(dǎo)熱性HPC,并將該類(lèi)HPC應(yīng)用于能量樁的生產(chǎn)實(shí)踐提供技術(shù)支持。
【圖文】：

圖 1-1 1995-2015 全球精煉銅產(chǎn)值變化情況銅生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物。每生產(chǎn)一噸銅，約產(chǎn)生來(lái)，除 2002 年外，全球精煉銅產(chǎn)量均有積極增長(zhǎng)。2308 萬(wàn)噸，其中,中國(guó)精煉銅產(chǎn)量 7963.6 萬(wàn)噸，近兩年。如圖 1-1 數(shù)據(jù)顯示，2016 年全球煉銅產(chǎn)量較 2015

第二章 能量樁 HPC 材料及配合比設(shè)計(jì)2.1 銅礦渣與石英砂銅礦渣是一種黑色的玻璃狀顆粒，在性質(zhì)上是顆粒狀的，與石英砂具有類(lèi)似的砂粒徑范圍。銅渣的比重為 3.85。銅渣中游離含水率小于 0.5%，二氧化硅含量約為 29%，是可溶性的，因?yàn)樗钦沧⒉僮髦惺褂玫奶烊患?xì)集料的成分之一，如圖 2-1 實(shí)驗(yàn)室所用銅礦渣實(shí)物圖。石英砂，如圖 2-2 實(shí)驗(yàn)室所用石英砂實(shí)物圖，它是經(jīng)過(guò)石英石按照細(xì)集模度加工而成。物理性質(zhì)：堅(jiān)硬、耐磨，表面粗糙、乳白色或半透明狀；化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的硅酸鹽礦物。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TU473.1;TU83

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉晨;顏碧蘭;王昕;江麗珍;肖忠明;;礦渣摻量對(duì)水泥抗凍性的影響[J];膨脹劑與膨脹混凝土;2008年03期

2 呂梁;;礦渣的特性與利用[J];硅酸鹽建筑制品;1987年04期

3 韓基安;邱則有;楊超群;;礦渣石膏裝飾板的研制[J];硅酸鹽建筑制品;1988年05期

4 朱街祿;宋軍偉;王露;歐陽(yáng)勇;;銅礦渣在水泥混凝土應(yīng)用的研究進(jìn)展[J];硅酸鹽通報(bào);2017年11期

5 吳春山;粉煤灰礦渣摻量大的水泥[J];中國(guó)物資再生;1999年12期

6 諸華軍;姚曉;張祖華;;礦渣摻量對(duì)偏高嶺土堿激發(fā)過(guò)程和產(chǎn)物性能的影響[J];非金屬礦;2008年04期

7 楊光銀;劉文生;張世明;韓唯偉;劉數(shù)華;;礦渣在不同膠凝體系中的水化特性[J];建筑科技;2017年01期

8 劉毅豪;;礦渣做混合材時(shí)硅酸鹽水泥水化的研究[J];河南建材;2019年01期

9 蘇英;盧敏;賀行洋;王迎斌;楊進(jìn);陳順;趙日煦;;大摻量礦渣-水泥復(fù)合膠凝材料反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究[J];混凝土;2019年08期

10 張淑文;萬(wàn)小梅;趙鐵軍;李秋義;于琦;程楊杰;張宇;;堿礦渣混凝土配合比優(yōu)化研究[J];新型建筑材料;2017年10期

相關(guān)會(huì)議論文 前4條

1 劉晨;顏碧蘭;王昕;江麗珍;肖忠明;;礦渣摻量對(duì)水泥抗凍性的影響[A];第十屆全國(guó)水泥和混凝土化學(xué)及應(yīng)用技術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

2 詹世佐;;粉煤灰與礦渣雙摻對(duì)混凝土抗?jié)B性能的影響研究[A];中國(guó)公路學(xué)會(huì)養(yǎng)護(hù)與管理分會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2019年

3 孔凡龍;劉澤;張俱嘉;范建軍;王棟民;;礦渣-粉煤灰基地質(zhì)聚合物性能與微觀結(jié)構(gòu)的研究[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)固廢分會(huì)成立大會(huì)第一屆固廢處理與生態(tài)環(huán)境材料學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2015年

4 管海宇;殷素紅;胡捷;黃浩良;余其俊;;堿激發(fā)粉煤灰-礦渣灌漿材料的流變性能與Marsh流動(dòng)性[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)水泥分會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 張明濤;堿礦渣膠凝材料固結(jié)六價(jià)鉻效率及機(jī)理研究[D];重慶大學(xué);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 肖珊珊;原材料理化性質(zhì)對(duì)堿激發(fā)粉煤灰/礦渣復(fù)合體系的影響[D];廣州大學(xué);2019年

2 黃磊;堿激發(fā)礦渣改良弱膨脹土物理力學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)研究[D];安徽理工大學(xué);2019年

3 李小敏;銅礦渣細(xì)骨料HPC性能實(shí)驗(yàn)及HPC能量樁傳熱數(shù)值模擬研究[D];湘潭大學(xué);2019年

4 李炳昊;礦渣—水泥復(fù)合膠凝體系早期水化性能研究[D];武漢工程大學(xué);2018年

5 馮彥華;水泥穩(wěn)定鎳鉻礦渣路用性能研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2018年

6 劉國(guó)強(qiáng);堿激發(fā)礦渣對(duì)氯離子的固化機(jī)制研究[D];青島理工大學(xué);2018年

7 毛泰威;堿礦渣混凝土力學(xué)性能研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2017年

8 張淑文;凍融和氯鹽復(fù)合環(huán)境下堿礦渣混凝土的傳輸機(jī)理及孔結(jié)構(gòu)研究[D];青島理工大學(xué);2018年

9 劉榮;原材料對(duì)堿激發(fā)粉煤灰/礦渣復(fù)合體系的影響[D];廣州大學(xué);2017年

10 梁健俊;水玻璃模數(shù)與礦渣摻量對(duì)堿激發(fā)粉煤灰/礦渣復(fù)合體系的影響[D];廣州大學(xué);2017年

，

本文編號(hào)：2658864