硫酸盐干湿循环作用下煤矸石喷射混凝土劣化机理

作     者：刘超 蔡建赟 朱超 姚羿舟 

作者机构：西安建筑科技大学理学院 西安建筑科技大学土木学院 

出 版 物：《硅酸盐通报》 (Bulletin of the Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：国家自然科学基金(52178251,62276207) 陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍建设项目(2023KXJ-242) 陕西省教育厅科学研究计划项目(23JY041) 陕西省教育厅产业化项目(23JC047) 陕西省科技厅重点研发计划-技术创新引导专项(2023GXLH-049) 西安市级增材制造核心技术攻关项目(23ZDCYJSGG029-2022) 陕西高校青年创新团队(2023-2026) 

主　　题：硫酸盐侵蚀 煤矸石 喷射混凝土 干湿循环 劣化规律 损伤机理 

摘      要：为促进高硫酸盐环境下煤矿地区煤矸石大规模利用,本文制备了不同煤矸石取代率的喷射混凝土,研究干湿循环作用下煤矸石对喷射混凝土抗硫酸盐侵蚀的影响规律,从表观形貌、质量损失率、相对动弹性模量、相对抗压强度、硫酸根离子分布演化和侵蚀前后微观形貌变化进行了研究,得到了煤矸石对喷射混凝土抗硫酸盐侵蚀的影响机理。结果表明,在硫酸盐干湿循环作用下,煤矸石喷射混凝土(CGS)的劣化过程分为强化阶段、初始损伤和宏观破坏三个阶段。CGS劣化程度受干湿循环次数和煤矸石取代率协同影响,25%(质量分数)取代率下CGS抗硫酸盐性能提升,当取代率超过25%后,CGS抗硫酸盐侵蚀能力随着取代率的增加而降低。研究成果可为CGS结构在矿下应用提供重要的理论支撑。