冻融与硫酸盐耦合作用下不同水灰比再生混凝土地性能劣化研究
发布时间：2021-10-08 14:37
随着城市的不断发展,建筑垃圾处理成为问题,再生混凝土的利用应运而生。我国东北、西北、华北以及部分华中、华东等地都受到不同程度的冻融破坏,华北地区酸雨范围逐渐扩大且酸性增强,已对混凝土结构造成了严重破坏。因此,本文对冻融循环和硫酸盐侵蚀共同作用下不同水灰比再生混凝土性能劣化展开研究,主要完成以下工作:（1）冻融试验方法采用“快冻法”进行,对再生骨料取代率为30%,Na2SO4浓度为5%,水灰比分别为0.35、0.45、0.55的再生混凝土进行冻融试验,并对不同冻融循环次数下的试件进行宏观力学性能测试及微观试验取样留存。（2）宏观上通过表观形貌、质量、相对动弹性模量及抗压强度,分析各项力学性能劣化规律及原因。不同水灰比再生混凝土的质量、抗压强度、相对动弹性模量性能变化过程呈三个阶段下降;随冻融循环的进行,侵蚀产物不断累积,内部缺陷不断扩展,各项指标急剧下降,其中水灰比0.55试件表现最为明显。（3）微观上通过SEM试验观察其内部侵蚀产物及结构变化,验证宏观性能劣化原因。水灰比的大小及再生粗骨料自身性能均会影响界面过渡区裂隙发展,从而影响其宏观力学性能;水灰比越大,界面过渡区越薄弱,因此要充...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
废弃混凝土再生混凝土耐久性受多重因素影响，在
Ｈ缤?.1所示，巨大数量的废弃混凝土极易造成环境污染，同时随着天然砂石的开采消耗，后续的开采难度与运输费用大幅上涨,天然骨材资源亦趋于枯竭，所造成的生态环境的破坏也十分严重。传统的建筑垃圾处理方式是简易填埋或露天堆放，既占用大量的土地资源，又严重影响城市的整体面貌，对环境造成污染的同时，也造成巨大的资源浪费。基于此有必要提倡废弃混凝土的再利用,即再生骨料混凝土,是将废弃混凝土经过清洗、破碎、分级和按一定比例相互配合后得到的再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土,又叫再生混凝土，制作流程如图1.2所示。2020年4月29日，十三届全国人大常委会第十七次会议审议通过了修订后的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，其内容规定任何单位和个人都应当采取措施，减少固体废弃物的生产量，促进固体废弃物的综合利用，降低固体废弃物的危害性。因此，再生混凝土的应用成为发展绿色混凝土，实现建筑工程可持续发展的重要措施，而对再生混凝土耐久性及耐久性影响因素的研究成为科研工作者长期追寻的目标。国际上对再生混凝土的研究相对较早,近年来我国也逐渐着手并重视对再生混凝土各种性能的研究。图1.1废弃混凝土图1.2再生混凝土流程图再生混凝土耐久性受多重因素影响，在多重因素的影响下，使得混凝土耐久性大幅降低，其常见的破坏因素分为九类：钢筋锈蚀、冻融循环、化学腐蚀、海水侵蚀、碳化、碱集料反应、淡水溶蚀、应力破坏及多因素综合作用，其耐久性破坏的主要原因按重要性排序是钢筋锈蚀、冻融破坏和化学腐蚀[1]，而化学腐蚀中最主要的是硫酸盐侵蚀，由此可见冻融循环和硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性有着重要研究价值。
西安科技大学非全日制工程硕士学位论文2冻融循环是造成混凝土性能劣化的重要原因。冻融破坏是指含水或与水接触的混凝土在长期正负温度交替循环作用下在表面产生拉裂缝,诱导内部裂缝开展最终使混凝土性能全面劣化的剥蚀破坏。我国地域辽阔，跨越五个温度带，混凝土处于饱水状态与冻融循环是冻融破坏的必要条件，因此，混凝土冻融破坏多发生在我国与水接触的寒冷地区。我国北方众多地区受到冻融影响，如图1.3所示，尤其是东北、西北、华北地区的水坝，以及冬季会出现冰冻的华中、华东等地的路面、桥梁、厂房等，都受到不同程度的冻融破坏。华北地区因受温带大陆性气候和季风性降水影响，年平均冻融次数为84次，因此混凝土建筑物所受的冻融破坏显得尤为重要。图1.3冻融环境的环境作用效应区划分图硫酸盐侵蚀也是影响再生混凝土耐久性的重要原因之一。随着中国经济的持续快速发展，尾气排放、化工工厂等向大气中排放的SO2、NOx等酸性污染物不断增加，导致酸雨的酸度不断增强，酸雨中含有大量的硫酸盐，其影响范围也日益扩大，已有相关规定，可以将已经产生、可能产生酸雨的地区或者其他二氧化硫污染严重的地区划定为酸雨控制区或者二氧化硫污染控制区。由文献[2]可知，在2011年中全国酸雨城市比例为31.8%，至少出现一次以上酸雨的城市比例为48.5%，其中降水中的主要阳离子为Ca2+和NH4+，分别占离子总当量的25.1%和12.6%；降水中的主要阴离子为硫酸根，占离子总当量的28.1%；硝酸根占离子总当量的7.4%。酸雨分布以西南、华南地区较为突出，同时酸雨面积近年来大幅度扩大，长江以南酸雨区域已连成一片，并向长江以北蔓延，且华北地区酸雨范围扩大，pH在5.30-5.60之间，为轻度酸雨区，在东北丹东和东海海域也发现酸性降水，同时降水的酸性不断升高。因此?
【参考文献】：
期刊论文
[1]冻融与硫酸盐侵蚀耦合作用下再生混凝土劣化规律[J]. 肖前慧,曹志远,关虓,邱继生. 硅酸盐通报. 2020(02)
[2]C30再生粗骨料混凝土的抗冻耐久性试验研究[J]. 程亮,邓祥辉,薛丽媛,王靖媛. 西安工业大学学报. 2020(01)
[3]冻融循环后再生混凝土力学性能试验研究[J]. 王晨霞,刘路,曹芙波,路兰. 建筑结构学报. 2020(12)
[4]基于冻融循环与硫酸盐侵蚀耦合作用的水工混凝土耐久性试验研究[J]. 王娇. 水利规划与设计. 2019(08)
[5]粉煤灰对再生混凝土抗硫酸盐侵蚀及界面过渡区微观特性的影响[J]. 朱晓云,孙国卿. 混凝土与水泥制品. 2019(05)
[6]冻融循环及硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性的影响研究[J]. 孙刚锋,缑彦强. 水利与建筑工程学报. 2018(06)
[7]冻融循环下再生混凝土孔隙分布变化及其对抗冻性能的影响[J]. 魏毅萌,柴军瑞,覃源,许增光,李阳. 硅酸盐通报. 2018(03)
[8]干湿循环作用下再生混凝土中硫酸盐传输性能研究[J]. 祁兵,高建明,沈达满. 混凝土与水泥制品. 2017(07)
[9]硫酸盐侵蚀-冻融循环复合作用下混凝土材料耐久性研究[J]. 徐存东,田子荀,谢佳琳,聂俊坤,程慧,刘璐瑶,王国霞. 混凝土. 2017(06)
[10]不同取代率再生骨料混凝土在硫酸盐侵蚀和冻融循环共同作用下的力学性能研究[J]. 张凯,陈亮亮,侍克斌. 科学技术与工程. 2017(07)
博士论文
[1]冻融作用下混凝土的损伤与断裂研究[D]. 宁作君.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]高性能自密实混凝土力学性能及抗冻性能研究[D]. 王建新.吉林大学 2019
[2]冻融与硫酸盐双因素作用下污水管网混凝土耐久性研究[D]. 赵慧洁.郑州大学 2017
[3]硫酸盐侵蚀与冻融循环耦合作用下混凝土劣化损伤研究[D]. 陈振.宁夏大学 2016
[4]再生骨料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究[D]. 谢本怡.华中科技大学 2014
[5]硫酸盐侵蚀与冻融循环共同作用下混凝土耐久性试验研究[D]. 苑立冬.西安建筑科技大学 2013
[6]硫酸盐侵蚀与冻融循环双重因素对混凝土耐久性的影响[D]. 刘辉.西南交通大学 2013
[7]再生粗骨料混凝土耐久性试验研究[D]. 毛添钿.南昌大学 2009
[8]再生混凝土抗压强度及配合比设计研究[D]. 蒋业浩.南京航空航天大学 2006
本文编号：3424361
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
废弃混凝土再生混凝土耐久性受多重因素影响，在
Ｈ缤?.1所示，巨大数量的废弃混凝土极易造成环境污染，同时随着天然砂石的开采消耗，后续的开采难度与运输费用大幅上涨,天然骨材资源亦趋于枯竭，所造成的生态环境的破坏也十分严重。传统的建筑垃圾处理方式是简易填埋或露天堆放，既占用大量的土地资源，又严重影响城市的整体面貌，对环境造成污染的同时，也造成巨大的资源浪费。基于此有必要提倡废弃混凝土的再利用,即再生骨料混凝土,是将废弃混凝土经过清洗、破碎、分级和按一定比例相互配合后得到的再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土,又叫再生混凝土，制作流程如图1.2所示。2020年4月29日，十三届全国人大常委会第十七次会议审议通过了修订后的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，其内容规定任何单位和个人都应当采取措施，减少固体废弃物的生产量，促进固体废弃物的综合利用，降低固体废弃物的危害性。因此，再生混凝土的应用成为发展绿色混凝土，实现建筑工程可持续发展的重要措施，而对再生混凝土耐久性及耐久性影响因素的研究成为科研工作者长期追寻的目标。国际上对再生混凝土的研究相对较早,近年来我国也逐渐着手并重视对再生混凝土各种性能的研究。图1.1废弃混凝土图1.2再生混凝土流程图再生混凝土耐久性受多重因素影响，在多重因素的影响下，使得混凝土耐久性大幅降低，其常见的破坏因素分为九类：钢筋锈蚀、冻融循环、化学腐蚀、海水侵蚀、碳化、碱集料反应、淡水溶蚀、应力破坏及多因素综合作用，其耐久性破坏的主要原因按重要性排序是钢筋锈蚀、冻融破坏和化学腐蚀[1]，而化学腐蚀中最主要的是硫酸盐侵蚀，由此可见冻融循环和硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性有着重要研究价值。
西安科技大学非全日制工程硕士学位论文2冻融循环是造成混凝土性能劣化的重要原因。冻融破坏是指含水或与水接触的混凝土在长期正负温度交替循环作用下在表面产生拉裂缝,诱导内部裂缝开展最终使混凝土性能全面劣化的剥蚀破坏。我国地域辽阔，跨越五个温度带，混凝土处于饱水状态与冻融循环是冻融破坏的必要条件，因此，混凝土冻融破坏多发生在我国与水接触的寒冷地区。我国北方众多地区受到冻融影响，如图1.3所示，尤其是东北、西北、华北地区的水坝，以及冬季会出现冰冻的华中、华东等地的路面、桥梁、厂房等，都受到不同程度的冻融破坏。华北地区因受温带大陆性气候和季风性降水影响，年平均冻融次数为84次，因此混凝土建筑物所受的冻融破坏显得尤为重要。图1.3冻融环境的环境作用效应区划分图硫酸盐侵蚀也是影响再生混凝土耐久性的重要原因之一。随着中国经济的持续快速发展，尾气排放、化工工厂等向大气中排放的SO2、NOx等酸性污染物不断增加，导致酸雨的酸度不断增强，酸雨中含有大量的硫酸盐，其影响范围也日益扩大，已有相关规定，可以将已经产生、可能产生酸雨的地区或者其他二氧化硫污染严重的地区划定为酸雨控制区或者二氧化硫污染控制区。由文献[2]可知，在2011年中全国酸雨城市比例为31.8%，至少出现一次以上酸雨的城市比例为48.5%，其中降水中的主要阳离子为Ca2+和NH4+，分别占离子总当量的25.1%和12.6%；降水中的主要阴离子为硫酸根，占离子总当量的28.1%；硝酸根占离子总当量的7.4%。酸雨分布以西南、华南地区较为突出，同时酸雨面积近年来大幅度扩大，长江以南酸雨区域已连成一片，并向长江以北蔓延，且华北地区酸雨范围扩大，pH在5.30-5.60之间，为轻度酸雨区，在东北丹东和东海海域也发现酸性降水，同时降水的酸性不断升高。因此?
【参考文献】：
期刊论文
[1]冻融与硫酸盐侵蚀耦合作用下再生混凝土劣化规律[J]. 肖前慧,曹志远,关虓,邱继生. 硅酸盐通报. 2020(02)
[2]C30再生粗骨料混凝土的抗冻耐久性试验研究[J]. 程亮,邓祥辉,薛丽媛,王靖媛. 西安工业大学学报. 2020(01)
[3]冻融循环后再生混凝土力学性能试验研究[J]. 王晨霞,刘路,曹芙波,路兰. 建筑结构学报. 2020(12)
[4]基于冻融循环与硫酸盐侵蚀耦合作用的水工混凝土耐久性试验研究[J]. 王娇. 水利规划与设计. 2019(08)
[5]粉煤灰对再生混凝土抗硫酸盐侵蚀及界面过渡区微观特性的影响[J]. 朱晓云,孙国卿. 混凝土与水泥制品. 2019(05)
[6]冻融循环及硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性的影响研究[J]. 孙刚锋,缑彦强. 水利与建筑工程学报. 2018(06)
[7]冻融循环下再生混凝土孔隙分布变化及其对抗冻性能的影响[J]. 魏毅萌,柴军瑞,覃源,许增光,李阳. 硅酸盐通报. 2018(03)
[8]干湿循环作用下再生混凝土中硫酸盐传输性能研究[J]. 祁兵,高建明,沈达满. 混凝土与水泥制品. 2017(07)
[9]硫酸盐侵蚀-冻融循环复合作用下混凝土材料耐久性研究[J]. 徐存东,田子荀,谢佳琳,聂俊坤,程慧,刘璐瑶,王国霞. 混凝土. 2017(06)
[10]不同取代率再生骨料混凝土在硫酸盐侵蚀和冻融循环共同作用下的力学性能研究[J]. 张凯,陈亮亮,侍克斌. 科学技术与工程. 2017(07)
博士论文
[1]冻融作用下混凝土的损伤与断裂研究[D]. 宁作君.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]高性能自密实混凝土力学性能及抗冻性能研究[D]. 王建新.吉林大学 2019
[2]冻融与硫酸盐双因素作用下污水管网混凝土耐久性研究[D]. 赵慧洁.郑州大学 2017
[3]硫酸盐侵蚀与冻融循环耦合作用下混凝土劣化损伤研究[D]. 陈振.宁夏大学 2016
[4]再生骨料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究[D]. 谢本怡.华中科技大学 2014
[5]硫酸盐侵蚀与冻融循环共同作用下混凝土耐久性试验研究[D]. 苑立冬.西安建筑科技大学 2013
[6]硫酸盐侵蚀与冻融循环双重因素对混凝土耐久性的影响[D]. 刘辉.西南交通大学 2013
[7]再生粗骨料混凝土耐久性试验研究[D]. 毛添钿.南昌大学 2009
[8]再生混凝土抗压强度及配合比设计研究[D]. 蒋业浩.南京航空航天大学 2006
本文编号：3424361
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