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赤泥基路面混凝土的主要力学性能与耐久性研究
| 论文题名： | 赤泥基路面混凝土的主要力学性能与耐久性研究 |
| 关键词： | 路面工程;赤泥基混凝土;力学性能;耐久性;劣化损伤 |
| 摘要： | 将赤泥基混凝土应用于路面结构不仅可有效地缓解目前道路工程材料资源匮乏及赤泥大量堆积对环境造成严重污染等问题，还能推动赤泥的资源化，为道路工程材料的发展贡献一种新的方案，而赤泥基混凝土的力学性能关乎实际工程是否安全可靠，耐久性问题则决定了材料的使用寿命。研究赤泥对混凝土力学性能与耐久性的影响是赤泥大规模利用的理论基础。本文主要研究了不同赤泥掺量、不同水灰比、不同矿物掺合料相对用量对赤泥基路面混凝土主要力学性能与耐久性的影响，并从微观角度分析了冻融循环和硫酸盐侵蚀作用对赤泥基混凝土耐久性的劣化损伤机理，主要研究成果如下： （1）赤泥基混凝土的抗压强度随着赤泥掺量的增加而先增大后减小，即掺入一定量的赤泥可以提升混凝土的力学性能，本研究中赤泥掺量在 4%左右（即赤泥取代水泥用量在 25%左右）对应其力学性能最佳，而随着水灰比的增大，其力学性能逐渐变差，且掺入一定量的矿渣粉相比脱硫石膏对力学性能的提升更加显著。 （2）在冻融循环试验中，随着循环次数的增加，试件的质量先增加，后减小，试件的抗压强度在赤泥掺量为 3%左右或水灰比为 0.43左右时先增大后减小；循环至100次时对应的质量流失与强度损失随着赤泥掺量的增加而增大，随着水灰比的增大而增大，而当矿渣粉与脱硫石膏用量分别为 6%和 2%时，对应质量损失率和抗压强度损失率最小，此时赤泥基混凝土的抗冻融性能最佳，这也说明了矿渣粉的掺入相比脱硫石膏对于赤泥基混凝土耐冻融循环性能的提升有更佳的效果。冻融循环作用下赤泥基混凝土的劣化损伤以物理侵蚀破坏为主，即反复的冻胀融解作用使得赤泥基混凝土基体内的水分在固态冰晶体和液态水分间相互不对等转换，冻胀时产生的累积冻胀应力造成基体内部微观结构发生破坏。 （3）在耐硫酸钠溶液侵蚀试验中，随着侵蚀天数的增加，试件的质量与抗压强度均先增大后减小，侵蚀后试件的外观变化不大，因此说明了赤泥基混凝土的耐硫酸盐侵蚀性能整体较优；在试验进行到 120d时，试件的质量损失率与抗压强度耐蚀系数随着赤泥掺量的增加而增大，随着水灰比的增大而增大，随着矿渣粉替代脱硫石膏用量的增加而增大，得出减少赤泥掺量、降低水灰比或一定范围内增加矿渣粉的相对用量均有利于提升赤泥基混凝土的耐硫酸盐侵蚀性能。硫酸钠溶液侵蚀作用下赤泥基混凝土的劣化损伤以化学侵蚀破坏为主，即浸入至赤泥基混凝土基体的 Na2SO4溶液与水化凝胶产物发生离子交换反应，使得水化凝胶产物发生破坏解体，对骨料的胶结吸附作用下降，导致基体内部发生结构性损伤。 |
| 作者： | 高承辉 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 陈忠平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广州大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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