微波照射下混凝土强度弱化规律的试验研究

摘要

在隧道开挖及采矿工程中,多会遇到机械破碎坚硬岩石的情况;另一方面,随着城市的快速发展,需要拆除的混凝土结构物也越来越多,而地下混凝土结构拆除遇到的难题是大型机械无法到达工作面作业,小型机械工作效率低。据此找到一种高效的岩石及地下混凝土结构物破碎方法是广大工程人员所期盼的。已有研究表明,利用微波照射方法可以大大的降低混凝土的强度,有利于提高机械破碎的效率,“微波+机械”有望成为破碎岩石及混凝土的高效方法,并将有助于实现破碎过程中低噪音及低粉尘等优点。因此,研究微波功率、微波加热时间、混凝土类型等多种因素对微波照射后岩石及混凝土强度的弱化规律,对实现高效的“微波+机械”岩石及混凝土破碎是必要和迫切的。
　　基于岩石和混凝土力学性能的相似性,本文将仅就混凝土和钢纤维混凝土为对象,研究微波照射后岩石及混凝土的强度弱化规律。
　　本文研究的具体内容主要有:(1)研究了混凝土在微波照射下抗拉强度的弱化规律。(2)研究了钢纤维混凝土在微波照射下抗拉强度的弱化规律。结果显示:混凝土及钢纤维混凝土随着微波照射时间和照射功率的增加,其抗拉强度逐渐降低。当微波功率一定,在试验时间内,混凝土及钢纤维混凝土的抗拉强度下降速率随时间的增加均逐渐减小;若设定微波照射时间而改变微波的功率,随着微波功率的增加,其抗拉强度的下降速率也逐渐减小。此外,经微波照射后的混凝土,采用喷水冷却方式比自然冷却情况下抗拉强度下降得更多。

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1 绪论

1.1选题背景及研究的意义

1.2本课题研究领域国内外的研究现状

1.3本文的研究内容及思路

2 微波及其发展

2.1微波及其特点

2.2微波加热频段及加热装置

2.3微波加热原理

2.4微波加热的特点

2.5微波技术的发展和应用

2.6本章小结

3 微波辅助破碎技术

3.1 物质的极化

3.2 电磁场理论及物质在电磁场中的传热

3.3 微波与物质相互作用的能量损耗

3.4 实际介质的微波能损耗

3.5 混凝土及岩石温度应力分析

3.6微波照射下混凝土及岩石的破碎

3.7本章小结

4 试验器材及试验方案

4.1试验器材

4.2混凝土试件的制备

4.3试件的加工

4.4试验方案

4.5本章小结

5 试验结果与分析

5.1 混凝土强度弱化规律

5.2 微波照射下钢纤维混凝土的强度弱化规律

5.3微波弱化钢纤维混凝基本原理

5.4钢纤维混凝土强度弱化试验

5.5 等量功条件下混凝土的损伤分析

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献