煤矸石混凝土耐久性的试验研究.pdf
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1、2 0 1 1年 第7期 (总 第 2 6 1 期) N u mb e r 7 i n 2 0 1 l ( T o t a l No 2 6 1 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 原材料及辅助物料 M ATE RI AI ,AND ADM I NI CLE d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n : 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 7 0 1 9 煤矸石混凝土耐久性的试验研究 郭金敏 ( 河南城建学院 交通工程系,河南 平顶山 4 6 7 0 4 4 ) 摘要: 以煤矸石替代部分 碎石 、 粉煤灰和矿渣替代 部分水泥配制煤矸石 昆 凝 土 ,
2、采用正交试验对其进行 了耐久性 的研究 , 分析了经硫 酸盐侵蚀后抗压强 度损 失值 、 渗透系数及其 冻融 后弹性模量损失值 3个指标 , 试 验表明 , 粉煤灰 的影响 因素要 大于矿渣的影响因素 。 通过 极差分析法与功效系数法得 出了煤矸石混凝土耐久性 的优方案是相同的, 即煤矸石混凝 土的耐久性优方案是煤矸石替代碎石量 3 0 、 粉煤 灰替代水泥量 2 0 、 矿渣替代水泥量 1 5 。 同时建立了硫酸盐侵蚀后抗压强度损失值与冻融后弹性模量损失值之间的线性关系, 这对预 测、 控制和改善煤矸石混凝土的性能具有实际意义。 关键词: 正交设计;耐久性;煤矸石混凝土; 抗压强度损失值 ;
3、弹性模量损失值;渗透系数 中图分类号 : T U5 2 8 0 4 1 文献标 志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 7 0 0 5 6 0 3 Ex per i men t al r es e ar ch on du r abi l i t i e s of c oa l g angu e c onc r e t e GUO J i n- m 抽 ( De p a r t me n t o f T r a n s p o r t a t i o nE n g i n e e ri n go f He n a nUn i v e r s i t
4、 yo f U r b a nCo n s t r u c t i o n , P i n g d i n g s h an 4 6 7 0 4 4 , C h i n a ) Abs t r a c t : Ma d e c o n c r e t e wi t h c o a l g a n g u e i n s t e a d o fs o me a g g r e g a t e fly a s h an d s l a g i ns t e a d o f s o me c e me n t b a s i n g o n ma i n p r o p e rti e s o fc
5、 o a l g a n g u e f r o m No 1 m i n e o f Pi n g d i n g s h a n Ti a n an c o a l gr o u p Du r a bi l i t i e s o fc o a l g a ng u e c o n c r e t e we r e s tud i e d b y t h e m e t h o d o f o r t h o g o n a l e x p e r i me n t L o s s o f c o mp r e s s i o n s t r e n g t h a f t e r c o
6、 r r o s i o n b y s u l p h a t e , o s mo t i c c o e ffi c i e n t an d l os s o f mo d u l u s e l a s t i c i t y a ft e r fre e z e th a w we r e an a l y s e d A c c o r d i n gt ot h e e x p e ri me n t , i n fl u e n c e o f fl yo n c o a l g a n g u e c o n c r e t e wa s h i【曲e r tha ntha
7、 t o f s l a g o ni t T h eme tho do f r a n g e a n a l y s i s wa s the s a me a s the i n t e gra t e d ba l an c e m e t h o d at t he o pt i mu m p r o p orti o n i n g o f c o a l g a n g u e c o n c r e t e d u r a b i l i tyAn d i t s o p t i m um p r o p o rti o n i n g wa s a s f o l l o w
8、 , c o a l g ang u e i n s t e a d o f 3 0 a g gre g a t e , n y a s h i n s t e a d o f 2 0 c e me n t , s l a g i n s t e a d o f 1 5 c e me n t B e s i d e s , L o s s o f c o mp r e s s i o n s tr e n gth a ft e r c o t - r o s i o n b y s u l p h a t e , o s mo t i c c o e ffic i e n t a n d l
9、o s s o f mo d u l u s e l a s t i c i ty a f t er f r e e z e t h a w h a d l i n e a r r e l a t i o n I t c o u l d p r o v i d e u s e f u l t e c h n i c a l r e f e r - e n c e t o f o r e c a s t , c o ntr o l a n d i mp r o v e p e r f o r m a n c e s o fc o a l g a n g u e c o n c r e t e K
10、 e y wo r d s : o rt h o g o n a l d e s i g n; d ura b i l i ty ; c o a l g angn e c o n c r e t e ; l o s s o f c o mp r e s s i o n s tr e n g t h; l o s s o f mo d u l u s e l a s t i c i ty ; o s mo t i c c o e ffic i e n t 0 引言 平顶山矿区煤炭资源丰富, 矿区每年煤炭开采量达 4 0 0 0多 万 t , 每年有 4 6 0万 t 煤矸石产出, 这些大量堆存的
11、煤矸石不仅 是煤矿生产企业的沉重包袱 , 而且对环境的污染也相当严重 l 】 。 本研究在掌握平顶山煤业集团天安一矿煤矸石性质的基础上, 开发 以煤矸 石为主要组成 的煤矸石混凝土 。 拟把这种新 型绿色 建材用在墙体填充 、 排水沟及其盖板等方面。 本研究对于再资源 化大规模高效利用, 减轻堆积占地 , 保护土地, 节约能源, 缓解 经济发展与能源需求矛盾 , 实现经济可持续发展 , 推动资源综 合利用技术进步具有重要的现实意义。 对煤矸石经磨碎或煅烧利用的研究较多 2 _ 5 , 对不经磨碎或煅 烧直接利用煤矸石的研究较少, 本研究以煤矸石替代部分碎石、 粉 煤灰和矿渣替代部分水泥配制煤矸
12、石混凝土, 研究煤矸石混凝土 的耐久性影响, 为煤矸石在混凝土中的推广应用提供科学依据。 1 试验 材料 及方法 ( 1 ) 水泥。 本试验采用焦作坚固水泥有限公司生产的普通 硅酸盐水泥。 其化学组成及物理性能见表 1 、 2 。 表 1 坚 固牌 P O 4 2 5级水泥化学组成 表 2 坚 固牌 P O 4 2 5级水泥的物理性能 ( 2 ) 碎石。 本次试验所采用的石子是碎石, 连续级配, 级配范围 为 5 0 I n lT l 。 完全干燥, 略有含泥量 , 可忽略不计。 其物理性能: 级 配为3 1 0 mm; 表观密度为 2 6 8 0 k g m ; 堆积密度为 1 4 5 0
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