冻融和碳化交替作用煤矸石混凝土耐久性研究

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发布时间：2021-09-10

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冻融和碳化交替作用煤矸石混凝土耐久性研究
李庆文李桂秀李洋
(1 辽宁工程技术大学土木与交通学院，辽宁阜新123000；2 阜新市兴光市政工程有限责任公司，辽宁阜新123000)
摘要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O．75>
水灰比0．65>水灰比O．55；冻融对强度增长起负作用，损失率为O．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，碳化一冻
融对碳化影响比冻融一碳化显著，碳化差值O．94～2．07mm。冬春交替对其损失率影响比秋冬交替更显著。
关键词冻融循环；快速碳化；交替作用；煤矸石混凝土；耐久性
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1000-8098(201S)04-0039-04
Durability Study on Coal Gangue Concrete under Alternative Effect of Freezing—thawing and Carbonization
Li Qingwen Li Guixiu Li Yang
f1 School of Civil Engineering and Transportation，Liaoning Technology University,Fuxin，Liaoning 123000；2 Fuxin Xingguang Municipal En—
gineering Co．，Ltd．，Fuxin，Liaoning 123000)
Abstract In order to study the durability of coal gangue concrete under alternative efect of freezing—thawing and carbonization．Research the
loss characteristics of coal gangue concrete quality,dynamic elastic modulus，compressive strength，and carbonation depth by freezing—thawing and
carbonization cycle tests，and analysis alternative efect mechanism of freezing—thawing an d carbonization．The results showed that connection between
its weight loss rate and cycle number was negative．The relationship between relative dynamic elastic modulus and cycle number was negative，and
the significant strength is water cement ratio O．75>water cement ratio O．65>water cement ratio 0．55．respectively．Freezing—thawing has a negative
efect on strength increasing，its loss ratio within the scope of O．32％～2．06％，and carbonization has a positive efect on strength increasing，the biggest
growth rate of its was 7．1 1％．Carbonization was positively related with time。the coupling of carbonization and freezing—thawing has more impact
on carbonization depth than freezing—thawing and carbonization．the diference value of two modes was O．94~2．07 mm．Alternate mode of winter and
spring has more significant efect on its loss ratio than that offall and wintee
Key words freezing—thawing cycle；accelerated carbonation；alternative efect；coal gangue concrete；durability
煤矸石为煤矿开采产生固体废弃物，形成人造
矸石山，对周边土质环境影响巨大，严重影响城市周
边环境[1-3]0辽宁阜新有着丰富的煤矸石资源，大量
煤矸石经过长年累月的堆积自燃，形成品相性质优良
的过火煤矸石【41。将煤矸石应用于土木工程中，替代
普通混凝土中的粗骨料和细骨料，使混凝土构件的自
重、温度裂缝及保温性等方面均优于普通混凝土l5】。
随着城市现代化进程的加快，复杂的环境问题日益
突出，严重影响煤矸石混凝土构件的耐久性能】。目
前对煤矸石混凝土的强度、耐久性研究都基于冻融循
环、碳化等单一环境因素方面[7-111。
为研究冻融和碳化交替作用对煤矸石混凝土的
耐久性影响，通过冻融和碳化循环试验，分析其质量、
动弹性模量、强度及碳化深度等方面特性，及冻融和
碳化交替作用机理。为进一步研究煤矸石混凝土在
收稿日期：2015-05．13
基金项目：国家自然科学基金(51174268)。
‘通讯作者。E-mail：lgjzlqw@163．com。
一39．
复杂环境中的耐久性提供参考。
1 实验部分
1．1 原料水泥采用阜新大鹰水泥制造有限公司产
阜鹰山牌P’042．5普通硅酸盐水泥；试验用水为普通
自来水；采用北京市化工建材厂产~DN-I型萘JI生高效
减水剂，有较高减水和增强陛能，当掺量为0．5％～1．0％
时，减水率可达10％～15％；粗、细骨料均采用阜新五
龙煤矿产生的自燃煤矸石，其烧失量约为10％，表观
颜色为砖红色，煤矸石经机械破碎后颗粒级配范围，
见图1。自燃煤矸石与水泥的化学组分见表1，水泥
物理力学性能见表2，自燃煤矸石基本性质见表3。