冻融-酸雨耦合下煤矸石混凝土性能裂化研究

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发布时间：2021-09-10

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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123000)
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％。
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：TU528 文献标识码：A 文章编号：1000-8098(2016)05-0049-03
Study on Properties Deterioration of Coal Gangue Concrete on Coupling Effects of Freezing。Thawing
and Acid Rain
Zhang Xiangdong Li Qingwen。
(School ofCivil Engineering and Transportation，Liaoning Technology University,Fuxin，Liaoning 123000)
Abstract In order to explore the properties deterioration of coal gangue concrete on coupling efects of freezing—thawing cycles and acid rain，
carry out freezing—thawing& acid rain experiments to research the loss characteristics of quality,dynamic elastic modulus，compressive strength，and
neutralization depth under diferent water cement ratio，and then analyze the coupling mechanism of freezing—thawing and acid rain．The results showed
that under freeze-thaw and acid rain coupling environment，the loss rate of mass，and that of dynamic elastic modulus and that of neutralization depth
are positively related to cycle stages．The significance is water cement ratio O．75>water cement ratio 0．65>water cement ratio O．55．Within the scope of
the acid rain erosion 20~80 d，the maximum average growth rate ofneutralization depth is about 0．0273 mm／d．The loss rate ofcompressive strength is
positively related to cycle stages．and the significance is water cement ratio 0．65>water cement ratio 0．55>water cement ratio O．75，corresponding to the
maximum loss rate ofstrength is about 43．49％，37．51％ and 33．62％ respectively．
Key words freezing—thawing cycle；acid rain attack；coupling efects；coal gangue concrete；properties deterioration
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·042．5普
通硅酸盐水泥，其主要化学组成(w／~／o)为：CaO，54．5；
收稿日期：2016—07—17
基金项目：国家自然科学基金(51174268 o
‘通信作者，E-mail：lgjzlqw@163．com。
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SiO2，3．5；Al203，32．0；Fe2O3，5．7；MgO，1．0；Na20，1．3；
TiO2，0．1；K，0，0-3；sO ，1．1。其物理力学性质见表1。
采用5042一浓度为0．01 mol／L、pH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FDN-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：SiO2，59．72；AI2O3，14．8；YFe203，
6．54；Na20，2．99；K20，2．63；MgO，1．67；CaO，0．25；TiO2，
1．05；SO ，0．24。粗骨料表观密度2685 kg／m3，空隙率
22．5％，压碎值13．6％，细度模数5．8，骨料粒径筛分曲
线见图1。