酸雨侵蚀对再生混凝土力学及抗冻性能影响的研究

作     者：王晨 

作者单位：中国矿业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：鲁彩凤

授予年度：2019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] 

主      题：再生混凝土 酸雨侵蚀 力学性能 抗冻性 微观分析 

摘      要：随着城市建设的发展,建筑垃圾数量迅速增加,为提高建筑产业的资源利用率以及缓解建筑垃圾对于环境的压力,本文参照我国针对于建筑垃圾的处理方法,把建筑垃圾处理后制备成再生粗骨料并加入混凝土,并合理设计再生混凝土配合比。考虑到酸雨问题和冻融影响,本文以试验研究为基础,分析再生混凝土受酸雨侵蚀后的基本力学性能以及其抗冻性能,并利用微观电镜扫描、能谱分析试验进行机理分析。另外,本文利用最小二乘法中参数识别方法进行数据的再处理,得到较为合理的参数值,以下为全文主要研究内容:(1)通过分析研究现有的建筑垃圾标准规范,采用适宜本地区的再生粗骨料生产工艺和分级标准:通过相应工艺制备再生粗骨料,测定其吸水率、压碎指标等,并进行相关的混凝土试配,研究发现“有效水灰比可以大幅提升再生混凝土的力学性能。(2)分析考虑中国酸雨发展趋势以及模拟酸雨侵蚀的试验方法,确定硫酸根离子和硝酸根离子的浓度比6:1,并利用硝酸和硫酸铵制备成酸雨溶液(pH值为2.5和3.5),然后设计喷洒的方案以及安装酸雨喷淋设备进行酸雨侵蚀的模拟。(3)试验中选取再生粗骨料掺量、酸雨pH值、侵蚀天数作为主要试验因素,掺合料掺量作为次要试验因素,通过以上因素进行表观状态、中性化深度、抗压强度、轴压强度、弹性模量以及抗冻性等试验:针对抗压强度分析发现再生粗骨料取代率为35%时更适用于抵抗较低pH值(2.5)酸雨侵蚀,再生粗骨料取代率50%更加适用较高pH值(3.5)时的酸雨侵蚀;针对掺合料对于再生混凝土抗压强度的影响,单掺时,10%硅灰较好,而且掺合料越多其抗压强度越小。(4)本文对受酸雨侵蚀后的再生混凝土抗冻性能进行相关的研究分析,研究发现:冻融循环后的各组混凝土均是相对动弹性模量首先达到破坏标准值,而质量损失率一直低于5%;在不同pH酸雨侵蚀情况下,与再生混凝土相比,天然混凝土抗冻性最好。(5)通过微观电镜扫描以及能谱分析进行部分混凝土的界面区分析,并通过该试验中进行再生混凝土受侵蚀后表观、力学以及抗冻性能分析。本文还参考已有的再生混凝土及其受酸雨侵蚀后的侵蚀系数模型,进行相应的模型参数识别,得到合适的参数值。