高性能再生混凝土耐酸雨侵蚀性能研究及环境协调性评价

论文摘要

人类的发展与环境冲突愈演愈烈,作为当今最大量的建筑材料——混凝土应该走可持续发展道路。本文研究了再生骨料混凝土的高性能化,并结合我国酸雨的国情,对再生混凝土的耐酸雨侵蚀性能及环境协调性进行了研究。为再生骨料混凝土的扩大应用和耐久性设计提供理论依据和技术支持,对推动绿色建材的发展具有十分重要的意义。本文从胶凝材料微级配密实填充性能出发,采用了Andreasen方程和Aim-Goff模型进行对比计算分析,并通过误差D与密实度Φ的分析对比,探讨出此两模型具有一定的相关性。在此基础上确定了水泥、粉煤灰及硅粉三元体系中的微级配的优选配比,为再生混凝土高性能化提供了技术支持。采用矿物掺合料技术,内掺20%的Ⅰ级粉煤灰和8%的硅粉及加入适量的高效减水剂成功配制出了再生粗骨料取代率为100%的高性能再生混凝土。并在以普通再生混凝土和天然碎石混凝土作为对照组的前提下,开展了其耐酸雨侵蚀性能研究。研究结果表明：在PH值为3.4的模拟酸雨溶液中,高性能再生混凝土在经过108d的浸泡后,其抗压强度、质量损失、中性化深度以及表面耐磨性均要优于普通再生混凝土以及天然碎石混凝土,其耐酸雨侵蚀性能优异。同时对高性能再生混凝土在受到酸雨侵蚀过程中的环境协调性作了评价,建立了其环境负荷、功能性以及经济性三个指标的量化计算模式,确立了环境协调性综合指标P值的计算方法。结果表明,P值能在一定程度上反映混凝土在酸雨侵蚀过程中综合性能指数,P值越大其性能越好。高性能再生混凝土是一种很好的环境材料,其综合性能均表现优异,是未来混凝土发展的方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 国内外再生骨料混凝土研究概况与应用
• 1.2.1 研究概况
• 1.2.2 再生混凝土应用
• 1.3 酸雨侵蚀条件下混凝土性能研究现状
• 1.3.1 我国的酸雨现状
• 1.3.2 酸雨对混凝土侵蚀机理介绍
• 1.3.3 国内外在混凝土材料受酸雨侵蚀试验方面的研究成果
• 1.4 本文的主要研究思路和研究内容
• 1.4.1. 研究思路
• 1.4.2 主要研究内容
• 第二章 水泥复合胶凝材料体系密实填充性能研究
• 2.1 连续尺寸颗粒的分布与堆积密实度模型介绍
• 2.1.1 与粒径分布相关的颗粒的紧堆积模型
• 2.1.2 堆积密实度模型
• 2.2 Andreasen方程下水泥复合胶凝材料级配优化
• 2.2.1 级配优选
• 2.2.2 结果分析
• 2.3. Aim和Goff模型下优选
• 2.3.1 相关参数确定
• 2.3.2 二元体系的堆积密实度
• 2.3.3 三元体系的堆积密实度
• 2.4 两类模型的相关性分析
• 本章小结
• 第三章 水泥基胶凝材料浆体性能研究
• 3.1 试验简介
• 3.1.1 原材料及其性能
• 3.1.2 试验方法
• 3.2 新拌浆体性能
• 3.2.1 高效减水剂掺量的选取
• 3.2.2 FA Ⅰ、SF掺量对新拌浆体密实度的影响
• 3.2.3 机理分析
• 3.3 矿物掺合料单掺对硬化浆体的性能影响研究
• 3.4 水泥基复合胶凝材料硬化浆体性能
• 3.4.1 正交试验设计
• 3.4.2 抗压强度与吸水率试验结果与分析
• 3.4.3 硬化浆体化学结合水量
• 3.5 水泥胶砂试验
• 3.5.1 水泥基复合胶凝材料配比优选
• 3.5.2 水泥胶砂试验
• 3.5.3 试验结果与分析
• 本章小结
• 第四章 再生粗骨料性能研究及高性能再生骨料混凝土配制
• 4.1 再生骨料来源
• 4.2 粗骨料相关性能
• 4.3 高性能再生混凝土配制
• 4.3.1 试验配合比
• 4.3.2 试验方法
• 4.3.3 试验结果与分析
• 本章小结
• 第五章 高性能再生混凝土抗酸雨性能研究
• 5.1 试验方案
• 5.1.1 试验方法及材料
• 5.1.2 酸雨溶液的配制
• 5.1.3 试验过程及测试指标
• 5.2 试验结果与分析
• 5.2.1 外观的变化规律
• 5.2.2 质量的变化规律
• 5.2.3 抗压强度的变化规律
• 5.2.4 中性化深度变化规律
• 5.2.5 耐磨性能的变化规律
• 5.3 微观结构的分析
• 5.3.1 高性能再生混凝土微观形貌
• 5.3.2 XRD分析
• 本章小结
• 第六章 高性能再生混凝土受酸雨侵蚀下环境协调性评价
• 6.1 环境材料（Ecomatarial）
• 6.2 环境材料的性能指标化及评价方法
• 6.2.1 环境材料的评价标准制定
• 6.2.2 材料评价的指标化方法
• 6.3 高性能再生混凝土生命周期环境影响评价
• 6.3.1 目标确定
• 6.3.2 确定边界条件
• 6.3.3 清单分析
• 6.3.4 生命周期环境影响分析与评价
• 6.4 高性能再生混凝土在受到酸雨侵蚀时功能性评价
• 6.4.1. 混凝土功能无量纲化
• 6.4.2 相对权重
• 6.4.3 归一化
• 6.5 高性能再生混凝土在受到酸雨侵蚀时经济性评价
• 6.5.1 再生骨料生产经济性现状
• 6.5.2 酸雨侵蚀过程中各混凝土的经济性评价
• 6.6 受酸雨侵蚀条件下高性能再生混凝土环境协调性评价
• 本章结论
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参与科研及发表论文情况