煤矸石取代粗集料的混凝土抗渗性和抗冻性研究

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1、Ｉ硕ｉｔ学位论文■＿ｓｅａｒｃｈｏｎａｎｄＦｒｏｓｔＲｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅＷｈｏｓｅＣｏａｒｓｅＡ袋ｇｒｅｇａｔｅｉｓＲｅｐｌａｃｅｄｂｙＣｏａｌＧａｎｕｅｇＩＩ研究生：膽■■—■读破刖分类号；学校代码；１０１５３ＵＤＣ：密级：公开硕壬学位论文煤奸石取代粗集辭的混凝±抗冻性和抗渗性的研究作者姓名：黄成洋入学年份：２０１２年９月指导教师：王晴教授学科专业：材料学申请学位：王学硕±所在单位：材料科学与工程学院论文提交日期：２０１４年

2、１２月论文答辩日期：２０１４年１２月学位授予日起：２０１５年１月答辩委员会主席：王宝民答辩委员会组成：王宝民王元张巨松徐长伟戴民论文评阅人：王元陈彦义声巧本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加Ｌ乂标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：４日期：２０１年。月学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了

3、解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查网和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可Ｌ乂将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：一一不限□半年□年年半□两年作者签名：瓜导师签名；日期：２０１４年２月日期：２０１４车＼２月［摘要煤矸石是煤炭工业产生的废物之一，每年都在产生大量的煤矸石、对环境有严重

4、的污染。对煤矸石不进行合理的利用，将产生巨大的社会、经济和环境的损失。利用煤矸石生产集料来拌制水泥混凝土，可以大量减少土木工程中对天然集料的使用量，具有较好的经济效益和社会效益。本课题通过煤矸石作为粗集料取代碎石制备混凝土，采用单因素和优化设计试验方案，以混凝土抗压强度、抗渗性和抗冻性为考核指标，确定煤矸石取代碎石的合理掺量范围，研究了煤矸石的掺量、水胶比的大小、粉煤灰的掺量、外加剂的种类和掺量对混凝土抗渗性、抗冻性的影响规律，并于普通混凝土做出对比。研究结果表明：（1）通过煤矸石和普通碎石的基本物理性能的对比可知，煤矸石孔隙率较大，含水率较高，吸水性较

5、强，含泥量较大；压碎指标较大；以煤矸石混凝土拌合物的工作性和力学性能为考核指标，确定煤矸石取代碎石的合理掺量范围在60%以内。（2）在基准配合比条件下，随着煤矸石取代碎石的量从0%增加到60%，混凝土的抗压强度、抗渗性、抗冻性有不同程度的降低，抗压28天强度从55.7MPa下降到40.8MPa，抗渗压力从1.3MPa下降到0.9MPa，冻融次数从300次以上下降到150次以下，煤矸石的最佳取代量在40%左右；水胶比从0.35增大到0.45，抗渗压力从1.3MPa下降到0.7MPa，冻融次数从300次下降到100次左右，确定满足C40混凝土的水胶比不大于0

6、.4；粉煤灰作为矿物掺合料，当掺量在10%左右抗冻抗渗效果最好，抗渗压力可达1.2MPa，冻融循环可达300次，超过20%时，混凝土抗渗性、抗冻性有明显的下降趋势；选用聚羧酸减水剂和引气剂可以显著提高混凝土抗渗、抗冻性，聚羧酸减水剂和引气剂的掺量分别占胶凝材料约0.5%和0.02%时，抗渗和抗冻能力最强，均可达到1.1MPa和300次冻融循环；两种外加剂复合使用时，比单掺一种外加剂效果更好，抗渗和抗冻分别可达到1.3MPa和350次冻融循环。（3）掺入矿物掺合料和外加剂可以改善混凝土的孔结构，经冻融循环后，最可几孔径和总孔体积减小，孔结构劣化的速率明显减

7、慢。300次冻融前后比较，掺入粉煤灰可使混凝土的总孔体积增大的百分比从12.6%下降到9.2%，其最佳掺量在胶凝材料的10%；复合使用聚羧酸减水剂和引气剂可使混凝土总孔体积增大的百分比从12.8%下降到5.7%，减水剂和引气剂的掺量分别为0.4%和0.02%时达到最佳。关键词：煤矸石混凝土；力学性能；抗冻性；抗渗性；孔结构AbstractCoalgangueisoneoftrashproducedincoalindustry,eachyearitproducesalotofcoalgangue,whichcausesseverepollutiontoen

8、vironment.Theunreasonableuseofcoalgangue