冻融-酸雨耦合下煤矸石混凝土性能裂化研究.pdf
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1、第3 9 卷第5 期 2 0 1 6 年9 月 非金 属 矿 N o n M e t a l l i e M i ne s VO1 39 NO 5 Se p t e m b e r ,20 1 6 冻融一 酸雨耦合下煤矸石混凝土性能裂化研究 张向东李庆文 ( 辽宁工程技术大学 土木与交通学院,辽宁阜新1 2 3 0 0 0 ) 摘 要 为了解冻融 酸雨耦合作用对煤矸石混凝土性能裂化的影响, 通过冻融一 酸雨交替侵蚀试验, 探究不同水灰比条4 - 1: T煤矸石混凝土 质量、 动弹性模量、 抗压强度及 中性化深度等指标的裂化规律 , 分析 冻融 酸雨耦合作用机理 。结果表明, 煤矸石混凝土质量损
2、失率、 动弹性模量损 失率及中性化深度均与循环阶段呈正相关, 显著性表现为水灰比0 7 5 水灰比0 6 5 水灰比0 5 5 ; 在酸雨侵蚀 2 0 8 0 d范围内, 其最大平均中性化 深度增长速率为 0 0 2 7 3 mm d ; 强度损 失率与循环阶段呈正相关, 其显著性表现 为水灰比 0 6 5 水灰比 0 5 5 水灰 比0 7 5 , 相应其最大强度损 失率分 别为 4 3 _4 9 、 3 7 5 1 、 3 3 6 2 。 关键词 冻融循环; 酸雨侵蚀; 耦合作用; 煤矸石混凝土; 性能裂化 中图分类号: T U 5 2 8 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0
3、 - 8 0 9 8 ( 2 0 1 6 ) 0 5 - 0 0 4 9 - 0 3 S t u d y o n Pr o p e r t i e s De t e r i o r a t i o n o f Co a l Ga n g u e Co n c r e t e o n Co u p l i n g Ef f e c t s o f F r e e z i n g 。 Th a wi n g a n d Ac i d Ra i n Z h a n g Xi a n g d o n g L i Q i n g we n 。 ( S c h o o l o f C i v i l E
4、n g i n e e ri n g a n d T r a n s p o r t a t i o n , L i a o n i n g T e c h n o l o g y U n i v e r s i t y , F u x i n , L i a o n i n g 1 2 3 0 0 0 ) Ab s t r a c t I n o r d e r t o e x p l o r e t h e pr o p e r t i e s d e t e rio r a t i o n o f c o a l g a n g ue c o n c r e t e o n c o u
5、pl i n g e ffe c t s o f f r e e z i n g t h a wi n g c yc l e s a n d a c i d r a i n , c a r r y o u t f r e e z i n g t h a win g& a c i d r a i n e x p e ri me n t s t o r e s e a r c h t h e l o s s c h a r a c t e ris t i c s o f q u a l i ty, d y n a mi c e l a s t i c mo d u l u s , c o mp r
6、 e s s i v e s t r e n g t h , a n d n e ut r a l i z a t i o n d e p th u n d e r d i ffe r e n t wa t e r c e me n t r a t i o , an d th e n a n a l y z e t h e c o u p l i n g me c h a n i s m o f f r e e z i n g t h a wi n g a n d a c i d r a i n T he r e s u l t s s ho we d t h a t u nd e r fre
7、 e z e - tha w a n d a c i d r a i n c o u p l i n g e n v i r o n m e n t ,t h e l os s r a t e o f m a s s , a nd t h a t o f d y na mi c e l a s t i c m o d ul u s a n d t h a t o f n e u t r a l i z a t i o n d e p t h a r e p o s i t i v e l y r e l a t e d t o c y c l e s t a g e s Th e s i g
8、n i fi c a n c e i s wa t e r c e m e n t r a t i o O75 wa t e r c e me n t r a t i o 0 6 5 wa t e r c e me n t r a t i o O 5 5 W i t hi n t h e s c o pe o f t h e a c i d r a i n e r o s i o n 2 0 8 0 d , t h e ma x i mu m a v e r a g e g r o wt h r a t e o fn e u t r a l i z a t i o n d e p t h i
9、s a b o u t 00 27 3 mm d Th e l o s s r a t e o f c o mp r e s s i v e s t r e n g t h i s p o s i t i v e l y r e l a t e d t o c y c l e s t a g e s a nd t h e s i g ni fic a nc e i s wa t e r c e m e n t r a t i o 06 5 wa t e r c e me nt r a t i o 0 5 5 wa t e r c e m e n t r a t i o O 7 5 , c o
10、r r e s po nd i n g t o the ma x i mu m l o s s r a t e o fs t r e ng t h i s a b o u t 4 34 9 , 3 7 51 a n d 3 36 2 r e s p e c t i v e ly Ke y wo r d s fre e z i n g t h a wi n g c y c l e ; a c i d r a i n a t t a c k; c o u p l i n g e ffe c t s ; c oa l g a n g u e c o n c r e t e ; p r o p e r
11、 t i e s d e t e rio r a t i o n 阜新拥有丰富的矿山开采废弃物资源煤矸 石, 将其再利用推广到土木工程行业中, 既节约成本, 又美化环境 1-6 o以煤矸石作为粗、 细骨料的混凝土 应用到结构中, 能够减轻其 自重, 进而加大结构构件 的跨度, 又能缩小混凝土构件的尺寸 7 -8 o酸雨等大 气环境污染问题对现代化城市混凝土结构的设计使 用寿命产生了威胁, 在冻融 酸雨交叉环境中煤矸石 混凝土的性能裂化情况的研究 尚鲜见报道。本研究 在室内进行冻融 酸雨耦合试验, 分析其对煤矸石混 凝土耐久性指标 (质量、 动弹性模量、 强度及中性化深 度等)的裂化规律 , 并
12、分析其耦合机理。 1 实验部分 1 1 原料水泥, 阜新本地产“ 阜鹰山牌” P 0 4 2 5 普 通硅酸盐水泥 , 其主要化学组成 ( w o ) 为: C a O, 5 4 5 ; 收稿 日期 :2 0 1 6 0 7 1 7 基金 项 目: 国 家自然科学基金( 5 1 1 7 4 2 6 8 o 通信作者 ,E - ma i l : l g j z l q w1 6 3 c o m。 4 9 S i O2 , 3 5; Al 2 03 , 3 2 0; Fe 2 O3 , 5 7; M g O , 1 0; Na 2 0 , 1 3; T i O 2 , 0 1 ; K , 0, 0
13、 - 3 ; s O , 1 1 。其物理力学性质见表 1 。 采用 5 0 4 2 一 浓度为 0 0 1 mo l L 、 p H值为 3 0的溶液来模 拟酸雨的侵蚀试验; 水为普通自来水; 采用既能高效减 水, 又具有一定早强作用的F D N - 1 型萘系减水剂 。 粗、 细骨料选用阜新高德煤矿煤矸石经加工而成, 其主 要化 学组 成 ( w o ) 为: S i O 2 , 5 9 7 2 ; AI 2 O 3 , 1 4 8 ; Y F e 2 0 3 , 6 5 4 ; Na 2 0, 2 9 9 ; K 2 0, 2 6 3 ; Mg O, 1 6 7 ; C a O, 0 2
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- 关 键 词:
- 酸雨 耦合 煤矸石 混凝土 性能 裂化 研究
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