盐冻循环作用下煤矸石混凝土损伤演化规律

为探究盐冻循环作用下路用煤矸石混凝土材料的剥蚀损伤演化规律,采用质量分数为3.5%的NaCl溶液为冻融介质进行盐冻循环试验,分析煤矸石体积取代率(0、20%、40%、60%)和盐冻循环次数对煤矸石混凝土的宏观表象、表面剥落量、剥蚀深度、抗压强度的影响,并以抗压强度为基准,建立了煤矸石混凝土盐冻剥蚀损伤演化方程。结果表明:在盐冻循环作用下,煤矸石混凝土破坏的主要形式是表面剥蚀,随着煤矸石取代率的增加,煤矸石混凝土在盐冻循环作用下的表面剥落量增多,剥蚀程度加重,抗压强度降低显著,但当煤矸石取代率在合理范围内,煤矸石混凝土的抗盐冻性能可以满足要求;所建立的煤矸石混凝土盐冻剥蚀损伤演化方程与试验数据符合较好,精度较高。本研究对推进煤矸石在道路工程中的应用具有重要意义。     

酸雨作用下钢纤维煤矸石混凝土耐久性研究

基于酸雨循环侵蚀试验,探究了在不同pH值酸雨溶液与钢纤维掺量条件下,钢纤维增强煤矸石混凝土质量、劈裂抗拉强度及碳化深度等耐久性指标的变化特性。结果表明：第1次酸雨循环时,pH值为2.0酸雨溶液中钢纤维煤矸石混凝土达到最大质量,其增加率为0.25%,随后骤降到最小质量,其质量损失率峰值2.37%;钢纤维煤矸石混凝土劈裂抗拉强度损失率与循环数呈近似线性关系,其最大损失率为21.91%;不同pH值酸溶液中钢纤维煤矸石混凝土碳化深度与酸雨循环数呈正相关,显著性表现为pH=2.0＞pH=3.0＞pH=4.0;1.0%钢纤维掺量是钢纤维煤矸石混凝土的最优掺量,可优化其空隙结构,有效抑制酸雨溶液的侵蚀。     

防冻剂对掺减水剂煤矸石混凝土抗冻性能研究

为探究防冻剂对掺减水剂自燃煤矸石混凝土的抗冻工作性能影响,考虑不同掺量4种防冻剂、不同掺量减水剂和不同冻融介质等因素进行坍落度与冻融试验,分析其坍落度和抗冻融破坏等情况.结果表明:通过拟合分析出防冻剂与减水剂对煤矸石混凝土拌合物坍落度影响为二次函数关系,掺无机盐防冻剂对其减水剂作用无显著影响,乙二醇对掺减水剂混凝土坍落度有负作用;随无机盐防冻剂掺量增加,劣化煤矸石混凝土抗冻性能显著性逐渐增强,但硝酸钙劣化程度较轻.乙二醇在较低掺量0～1.0％范围,使其抗冻融破坏能力得到提升,提升空间为10％～30％;无机盐防冻剂对其盐冻融剥蚀性能随掺量增加而降低,小掺量乙二醇增强其抗盐冻性能,其抗剥蚀能力显著性表现为乙二醇＞硝酸钙＞氯化钙＞亚硝酸钙.     

冻融和碳化交替作用煤矸石混凝土耐久性研究

为探究冻融和碳化交替作用下煤矸石混凝土的耐久性,利用冻融与碳化循环试验,研究其质量、动弹性模量、强度及碳化深度等方面损失特性,分析冻融和碳化相互作用机理。结果表明:质量损失率与循环数呈正相关;相对动弹性模量与循环数呈负相关,显著性为水灰比0.75水灰比0.65水灰比0.55;冻融对强度增长起负作用,损失率为0.32%~2.06%,碳化使强度增长,最大增长率7.11%;碳化与时间呈正相关,碳化-冻融对碳化影响比冻融-碳化显著,碳化差值0.94~2.07 mm。冬春交替对其损失率影响比秋冬交替更显著。     

干湿循环作用下煤矸石及其与水泥石之间界面的耐久性研究

为掌握干湿循环作用下煤矸石骨料的性能劣化规律,采用室内模拟试验方法,选取了太原、长治、榆林、许昌四个地区的煤矸石为研究对象,通过宏观和微观测试手段,研究了水、硫酸盐溶液浸泡和干湿交替作用下,煤矸石的强度劣化以及煤矸石-水泥石界面过渡区结构的演变。结果表明：水、硫酸盐溶液对煤矸石有显著的侵蚀作用|水浸泡和干湿交替条件下,四种煤矸石的软化系数仅为0.3～0.4之间,明显低于石灰石骨料|硫酸盐溶液干湿循环作用下,煤矸石强度下降率可达80%|水、硫酸盐溶液的干湿条件下,煤矸石-水泥石界面过渡区也受到显著的劣化作用效应,具体表现为骨料与水泥石之间的缝隙变宽、粘结不紧密、靠近过渡区的骨料受破坏等。     

煤矸石骨料混凝土的耐久性试验研究

为探讨煤矸石骨料混凝土的耐久性,对其两个指标--干燥收缩性能和抗冻性能进行试验研究,重点对煤矸石和普通碎石作为骨料分别制备混凝土试件进行对比分析。干燥收缩性能实验表明：不同水灰比的情况下,煤矸石骨料混凝土的干燥收缩率、质量减少率都比普通碎石混凝土大,这主要由煤矸石骨料的吸水率较大所造成的;无论水灰比多大,两种骨料混凝土的早期干燥收缩率都较大,50 d时的干燥收缩率占整个龄期的85%左右,超过120 d后逐渐趋于稳定。抗冻性能实验表明：在常用水灰比情况下,煤矸石骨料混凝土的抗冻性能指标能够满足要求;在不同水灰比的情况下,煤矸石骨料混凝土的耐久性指数比普通碎石混凝土低,质量损失率增大,这主要由煤矸石骨料中的孔隙水产生较大的冻胀应力所造成的。试验结果表明,采用煤矸石骨料制备混凝土是可行的,其干燥收缩性能和抗冻性能能够满足规范要求。     

冻融交替作用下煤矸石混凝土性能裂化的研究

为探究冻融交替作用下煤矸石混凝土性能裂化规律,采用快冻法,分析不同水灰比和含气量对其质量、动弹性模量及强度等方面损失特性影响。结果表明：质量损失率与循环数呈正相关,其显著性为水灰比0.75>水灰比0.65>水灰比0.55;水灰比为0.65和0.75时,其相对动弹性模量显著降低,降低变化率分别为9.56%、11.2%;不同含气量条件下强度损失率与循环数呈正相关,显著性为含气量1.8%＞含气量3.5%＞含气量4.4%。     

抗冻盐对混凝土强度及耐久性影响研究

对抗冻盐破坏混凝土结构强度与耐久性进行机理分析,重点阐述了抗冻盐对混凝土结构体的物理、化学、骨料及水灰比等方面的侵蚀破坏和影响原因.     

煤矸石混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究

针对煤矸石混凝土结构耐久性问题,制作煤矸石混凝土立方体试件,进行抗硫酸盐侵蚀试验,研究了粉煤灰掺量、水胶比和干湿循环次数对煤矸石混凝土耐久性的影响.结果表明:煤矸石混凝土抗压强度随干湿循环次数增加呈先升高后降低的趋势;干湿循环15次时,煤矸石混凝土抗压强度耐蚀系数与粉煤灰掺量呈负相关,与水胶比关系不大;干湿循环大于30次时,煤矸石混凝土抗压强度耐蚀系数与粉煤灰掺量呈正相关,与水胶比呈负相关,相关显著性强弱表现为干湿循环90次＞干湿循环60次＞干湿循环30次.煤矸石混凝土抗硫酸盐侵蚀能力能满足一般建筑物要求,这为煤矸石混凝土应用提供了试验依据.     

微波辐照激发煤矸石活性机理研究

通过XRD和SEM等测试手段，对微波辐照煤矸石硅酸盐水泥砂浆的微结构进行了分析。结果表明，微波辐照煤矸石能充分激发煤矸石的活性，使煤矸石与硅酸盐水泥水化后所产生的Ca(OH)2充分反应生成CaCO3等物质，从而提高普通混凝土制品的耐久性和强度。     

煤矸石混凝土抗氯离子渗透实验研究

为了解煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能,以自燃煤矸石为粗、细集料,42.5普通硅酸盐水泥为胶凝材料并掺入粉煤灰,制备煤矸石混凝土试件,进行抗氯离子渗透实验,研究了水胶比、粉煤灰掺量以及抗压强度对煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明：非稳态条件下煤矸石混凝土氯离子渗透深度随水胶比增加而加深,呈正相关,氯离子渗透深度增长速度在水胶比0.42~0.48时较快,在水胶比0.48~0.56时缓慢;氯离子迁移系数与水胶比呈正相关,与粉煤灰掺量呈负相关;氯离子迁移系数随抗压强度增大而减小,呈负相关,负相关显著性强弱表现为粉煤灰掺量0%<粉煤灰掺量20%<粉煤灰掺量40%。掺入粉煤灰可以改善煤矸石混凝土耐久性能。     

晋城煤矸石制备聚合氯化铝的研究

以晋城煤矸石为原料,经过粉碎、煅烧、酸溶、过滤、浓缩蒸发等工艺制备了性能优良的聚合氯化铝.实验确定最佳工艺参数为:焙烧温度750℃,焙烧时间(1+2)h,即600℃下1h,750℃下2h,酸浸温度109℃,酸浸时间3h,液固比3.0 mL/g.所得聚合氯化铝固体产品Al2O3含量为29％,液体产品Al2O3含量为10％,盐基度为84％,符合GB15892-2009要求.     

化学腐蚀作用下煤矸石混凝土力学特性试验

探究煤矸石混凝土在化学腐蚀条件下的力学特性,以不同pH值化学溶液浸泡过的试样为研究对象进行三轴压缩试验,通过浸泡过程中试样质量变化、溶液pH值变化及三轴压缩试验结果,分析不同pH值化学溶液对煤矸石混凝土力学特性的影响。结果表明：随着浸泡时间的增长,每种试样都有质量损失,而且溶液的pH值都稳定趋于碱性;围压大小与溶液pH值都是影响煤矸石混凝土力学特性的重要因素,在围压相同的情况下,随着溶液pH值的增大,试样三轴压缩试验的强度随之增加;在溶液pH值相同的情况下,随着围压的增大,试样三轴压缩试验的强度随之增加;并进一步分析了化学溶液对试样的腐蚀机理。     

冻融-酸雨耦合下煤矸石混凝土性能裂化研究

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-酸雨交替侵蚀试验,探究不同水灰比条件下煤矸石混凝土质量、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0.75>水灰比0.65>水灰比0.55;在酸雨侵蚀20~80 d范围内,其最大平均中性化深度增长速率为0.0273 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0.65>水灰比0.55>水灰比0.75,相应其最大强度损失率分别为43.49%、37.51%、33.62%。