严重酸雨环境下混凝土性能与环境性评价

论文摘要

酸沉降、酸雨是人类活动引起的严重环境污染。对生态环境和建筑带来极大危害,也加速混凝土结构的腐蚀,已列为世界严重公害前三位。我国酸雨地区达30%,酸雨pH值在5.6以下。而快速发展的水泥行业给环境带来严重的破坏。有效利用工业废渣、减小环境污染,配制严酷环境下高耐久混凝土是可持续循环经济的一个重要环节,也是建设节约型经济社会与可持续发展的必要保证。本文针对上述问题,结合国家西部十大重点工程之一的重庆轻轨主体结构混凝土百年耐久性研究项目,对严重酸雨环境下的混凝土进行了研究,并对混凝土的环境性进行了评价,得出的研究结论和成果如下:（1）高性能混凝土的可持续发展,应在其定义中增加环境协调性的新内容及评价方法,即对其使用的组分结合环境进行选择,要求生产过程、最终产品和再循环应用都应与环境相协调,加入新组分,进行环境修复,以实现与生态环境的良性循环与协调。并对发展高性能混凝土环境协调性的途径进行了分类。（2）重庆是世界酸雨污染代表地区之一,重庆空气污染特点主要表现为高浓度的二氧化硫污染,降水的pH最小值为2.85,降水的年平均值为4.14～4.76,酸雨pH平均值为4.14～4.55,酸雨频率范围为93.7%～34.7%。常年降雨水的pH值属于对混凝土强侵蚀及特强侵蚀作用范围。对象重庆轻轨这样的重要结构工程就必须进行酸雨对其耐久性的影响研究。（3）本文运用生命周期评价方法（LCA）进行了对掺加钛渣、锂渣与煅烧磨细煤矸石混掺以及掺复合TG粉的新型混凝土研究,并与同强度等级的混凝土的环境性进行了评价,由于这几种渣体的填充效应与增强效应,在相同强度等级时,水泥用量大幅度降低,未资源化的渣体大量使用,从而有效地改善了混凝土的环境性能。提高了混凝土的耐久性,延长了混凝土的使用年限,实现了混凝土与环境的协调。（4）结合严重酸雨地区的实际情况,采用周期浸泡和喷淋方法对混凝土进行耐酸性实验,根据混凝土的强度损失、重量损失与中性化深度,定性地评价混凝土的耐酸性。（5）由于钛渣、锂渣、TG复合渣矿物掺合料的火山灰效应、填充效应、强度效应与超叠加效应,掺加有钛渣、锂渣及TG粉的水泥,水化产物的火山灰反应,形成具有网络结构致密的C-S-H凝胶,改善了水泥石的孔结构,使水泥浆与集料界面变得密实。水泥石的总孔隙（孔径37.5 ? -75000 ?）与有害孔明显减少,毛细孔半径变小,凝胶孔增加。随着水化硬化时间的延长,水泥石的孔隙率、孔径分布及其物理状态也相应改善。（6）碱钛渣-矿渣混凝土90天强度达到88MPa,120天强度超过90MPa。用

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 生态环境与材料
• 1.2 水泥与混凝土发展现状
• 1.3 混凝土工程耐久性问题的重要性
• 1.4 国内外混凝土工程耐久性研究概况
• 1.5 混凝土的新发展——环境协调性
• 1.6 高性能混凝土的环境性评价
• 1.7 本论文的提出
• 1.8 本课题的主要研究内容及目的意义
• 2 原材料及试验方法
• 2.1 试验原材料
• 2.2 试验方法
• 3 严重酸雨环境下混凝土工程耐久性调查与研究
• 3.1 大气污染
• 3.2 酸沉降
• 3.3 土壤的酸化
• 3.4 酸雨对混凝土砂浆的腐蚀作用
• 3.5 已建工程混凝土结构劣化实地调查
• 3.6 本章小结
• 4 严重酸雨环境下混凝土工作性与力学性能研究
• 4.1 新拌混凝土的工作性能研究
• 4.2 钛渣混凝土和砂浆的力学性能与微观结构研究
• 4.3 多种矿物掺合料复掺的混凝土力学性能研究
• 4.4 掺入碳纤维对混凝土力学性能的影响
• 4.5 本章小结
• 5 严重酸雨环境下混凝土耐久性研究
• 5.1 耐酸雨腐蚀性能研究
• 5.2 抗氯离子渗透
• 5.3 人工海水腐蚀
• 5.4 抗碳化性能
• 5.5 抗冻融性能
• 5.6 掺合料混凝土的孔结构
• 5.7 本章小结
• 6 严重酸雨环境下混凝土的环境协调性评价
• 6.1 生命周期评价方法（LCA）
• 6.2 材料环境协调性评价的关键问题
• 6.3 严重酸雨环境下混凝土的环境协调性评价
• 6.4 本章小结
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 独创性声明
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