酸雨侵蚀对再生混凝土力学及抗冻性能影响的研究

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。

目录

声明

致谢

变量注释表

1绪论

1.1研究背景与研究意义

1.2再生骨料混凝土的研究现状

1.2.1再生骨料生产工艺

1.2.2再生骨料分级标准

1.2.3再生混凝土力学性能的研究

1.2.4再生混凝土耐久性能的研究

1.2.5再生骨料改性研究

1.3酸雨侵蚀混凝土研究现状

1.3.1酸雨对混凝土的腐蚀机理研究

1.3.2酸雨侵蚀对混凝土力学性能的研究

1.3.3酸雨侵蚀对混凝土耐久性能的研究

1.3.4模拟酸雨侵蚀环境的研究

1.4目前研究中存在的问题

1.5.1研究内容

1.5.2技术路线

2再生混凝土制备及酸雨模拟方案设计

2.1再生粗骨料制作及其指标测定

2.1.1再生粗骨料制备

2.1.2再生粗骨料主要指标

2.2再生混凝土配合比设计

2.2.1原材料参数

2.2.2再生混凝土配合比设计

2.2.3考虑因素及其水平

2.3酸雨模拟试验设计

2.3.1试验设备及材料

2.3.2酸雨喷洒方案

2.4本章小结

3 酸雨侵蚀对再生混凝土表观、中性化深度及质量影响研究

3.1酸雨侵蚀再生混凝土表观状态的影响研究

3.2酸雨侵蚀对再生混凝土中性化深度的影响研究

3.2.1中性化试验方案

3.2.2试验结果与分析

3.3酸雨侵蚀对再生混凝土质量损失率影响研究

3.4本章小结

4酸雨侵蚀对再生混凝土力学性能影响的研究

4.1酸雨侵蚀对再生混凝土抗压强度的影响分析

4.1.1试验过程及分组

4.1.2抗压试验破坏形态

4.1.3试验结果分析

4.2 掺合料对再生混凝土受酸雨侵蚀后的抗压强度影响分析

4.2.1掺合料再生混凝土配合比

4.2.2试验结果与分析

4.3酸雨侵蚀对再生混凝土轴心抗压以及弹性模量的影响研究

4.3.1试验方法及分组

4.3.2再生混凝土轴压破坏表观状态及分析

4.3.3再生混凝土轴压强度结果与分析

4.3.4 弹性模量结果分析

4.4 本章小结

5酸雨侵蚀对再生混凝土抗冻性能影响的研究

5.1再生混凝土冻融试验方案

5.1.1试验分组

5.1.2试验方法及步骤

5.2冻融试验结果与分析

5.2再生混凝土冻融后表观状态

5.3再生混凝土质量与动弹性模量分析

5.3 本章小结

6 酸雨侵蚀后再生混凝土微观性能及其抗酸雨侵蚀系数分析

6.1酸雨侵蚀后再生混凝土的扫描电子显微镜及能谱试验研究

6.1.1试验设备及取样分组

6.1.2试件取样

6.1.3微观电镜扫描试验结果与分析

6.1.4酸雨侵蚀后的再生混凝土能谱分析

6.2 再生混凝土轴压-抗压指标换算与酸雨侵蚀系数分析

6.2.1轴压-抗压换算分析

6.2.2酸雨侵蚀系数分析

6.3本章小结

7.结论与展望

7.1全文总结

7.2展望

参考文献

附录

作者简历

学位论文原创性声明

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