PAGEPAGE48合肥工業(yè)大學土木與水利工程學院高性能煤矸石混混混凝土研研發(fā)及及工程應應用學學新基目助項目名稱：高性性性能煤矸矸石混混凝土研研發(fā)及及工程應應用團隊成員：許顏顏顏濤、王王璐、尹尹波、何何池和和、陳克克軍指導老師：王靜靜靜峰副教教授所在學院：土木木木與水利利工程程學院2011年4月月月中文摘要隨著工業(yè)經(jīng)濟的的的發(fā)展和和城市市規(guī)模的的擴大大，工業(yè)業(yè)固體體廢棄物物排放放量和堆堆積量量逐年增增加，不不僅占用用大量量寶貴的的土地地資源，而而且且嚴重污污染了了環(huán)境，成成為為當前急急待解解決的重重要問問題之一一。煤煤矸石作作為一一種工業(yè)業(yè)固體體廢棄物物，是是在成煤煤過程程中與煤煤層伴伴生的一一種含含碳量較較低、比比煤堅硬硬的黑黑灰色巖巖石，屬屬沉積巖巖類。我國開展煤矸石石石利用的研究源于20世紀50年代中期期。作作為排放放量最最大、利利用率率最低的的工業(yè)業(yè)廢渣之之一，煤煤矸石的的利用用主要在在建筑筑鋪路以以及煤煤矸石磚磚塊等等方面，可可使使用率比比較低低，但作作為粗粗骨料，是是混混凝土傳傳統(tǒng)骨骨料很好好的替替代產(chǎn)品品，并并可以節(jié)節(jié)約資資源，保保護環(huán)環(huán)境。本項目將通過試試試驗研究究、理理論分析析和統(tǒng)統(tǒng)計回歸歸等方方法來研究究其其力學性性能。開開展高性性能煤煤矸石混混凝土土的研究究：抗抗壓性能能、抗抗折性能能、彈彈性模量量以及及劈裂性性能等等。試驗驗分為為C30、C40、C50三組，著著重重研究C30、C40，以C50為突破、探探探討性的的試驗驗研究，從從而而獲得其其基本本性能及及技術術指標，并并給給出了一一套煤煤矸石混混凝土土的配合合比設設計方法法。試驗表明：煤矸矸矸石作為為粗骨骨料，用用在C30、C40的混凝土土中中是可以以替代代傳統(tǒng)粗粗骨料料的，但但用于于C50混凝土中中，需需要過多多的水水泥才能能使其其達到標標準強強度，因因此C50煤矸石混混凝凝土可采采取進進一步深深入研研究。本本文研研究將為為鋼筋筋煤矸石石混凝凝土結構構作為為研究依依據(jù)，從而而推動高性性能煤矸石石混凝土在在我國工程程建設中大大規(guī)模應用用和推廣，節(jié)節(jié)約能源和和實現(xiàn)社會會可持續(xù)發(fā)發(fā)展。關鍵詞：高性能能能，煤矸矸石混混凝土，配配合合比，試試驗研研究，力力學性性能致謝本文研究工作是是是在指導導老師師王靜峰峰副教教授的悉悉心指指導和親親切關關懷下完完成的的，從論論文的的選題到到具體體問題的的分析析，整個個過程程都他們們傾注注了大量量的心心血和汗汗水。老老師學識識淵博博、治學學嚴謹謹、平易易近人人，對工工作的的積極熱熱情、認認真負責責、實實事求是是，給給我們留留下了了深刻的的印象象，使我我們受受益非淺淺。值值此論文文完成成之際，謹謹向向他們致致以衷衷心的感感謝和和深深的的敬意意!感謝詹詹詹炳庚教教授、李李鶴老師師、王王軍學長長以及及龔旭東東學長長，在我我們的的研究學學習過過程中，他他們們在多方方面給給予了細細心指指導和熱熱情幫幫助，幫幫助我我們解決決了實實驗、學學習及及論文寫寫作過過程中遇遇到的的困難!試驗是在合肥工工工業(yè)大學學建材材實驗室室、合合肥市市市政集集團攪拌拌站完完成的，在在試試驗過程程中，歷歷經(jīng)很多多艱辛辛和困難難，但但都一一一化解解。特別別感謝謝合肥市市市政政攪拌站站的夏夏站長、左左站站長等對對試驗驗的大力力支持持和幫助!感謝合肥工業(yè)大大大學大學學生創(chuàng)創(chuàng)新基金金項目目對本實實驗的的資助?。「兄x學學學院領導導的支支持和關關懷，感感謝蘇建建國老老師對我我們實實驗的關關心和和照顧！！目錄第一章緒論………………………（1）1.1研究背背背景及意意義………………（1）1.1.1研究究究背景………………（1）1.1.2研究究究意義………………（1）1.2煤矸石石石混凝土土在國國內外的的研發(fā)發(fā)現(xiàn)狀…………………（3）1.2.1國國國外煤矸矸石混混凝土研研究現(xiàn)現(xiàn)狀…………………（3）1.2.2國國國內煤矸矸石混混凝土研研究現(xiàn)現(xiàn)狀…………………（4）1.2.3煤煤煤矸石水水泥混混凝土性性能…………（5）1.2.4煤煤煤矸石利利用的的方向………………（5）第二章煤矸石石石混凝土土骨料料基本特特性……………（6）2.1煤矸石石石簡介………………………（6）2.1.1煤煤煤矸石的的的來來源與分分類…………（6）2.1.2煤煤煤矸石的的組成成與性質……………（7）2.1.3煤煤煤矸石在在工程程中的應應用…………（8）2.2煤矸石石石粗骨料料的基基本特征………………（9）2.2.1顆顆顆粒最大大粒徑徑和顆粒粒級配配………（9）2.2.2基本本本物理性性能……………………（10）2.2.3煤煤煤矸石粗粗骨料料對混凝凝土強強度的影影響……（11）2.3細骨料料料……………（12）第三章試驗材材材料與試試驗方方法…………（12）3.111煤矸石混混凝凝土試驗驗材料料………………（12）3.1.1水水水泥…………………（12）3.1.2拌拌拌合用水……………（13）3.1.3細細細骨料………………（13）3.1.4粗粗粗骨料………………（14）3.1.5減減減水劑………………（14）3.222煤矸石混混凝凝土的設設計理理念……………（15）3.2.1配合合合比設計計前的的準備資資料…………………（15）3.2.2配合合合比設計計的要要求……………（15）3.2.3基于于于自由水水灰比比的煤矸矸石混混凝土配配合比比設計……（15）3.2.4煤矸矸矸石混凝凝土初初步配合合比設設計…………（17）3.333凈漿裹石石工工藝在煤煤矸石石混凝土土的應應用…………（19）3.3.1原原原理分析……………（20）3.3.2試試試驗設備備與試試驗方法…………（20）3.3.3對對對煤矸石石混凝凝土的影影響………（20）第四章高性能煤煤矸矸石混凝凝土的的試驗研研究………（21）4.111煤矸石混混凝凝土的工工作性性能……………（21）4.1.1煤煤煤矸石混混凝土土的和易易性………（21）4.1.2煤煤煤矸石混混凝土土的凝結…………（22）4.222立方體抗抗壓壓強度試試驗……………………（22）4.2.1試驗驗驗設備和和測試試方法…………（22）4.2.2試驗驗驗分析……………（23）4.333抗折強度度試試驗………………（25）4.3.1.試試試驗設備備和測測試方法…………（25）4.3.2計算算算方法……………（26）4.3.3試驗驗驗分析……………（27）4.4抗拉強強強度試驗………………（27）4.4.1試試試驗設備備和測測試方法…………（27）4.4.2劈劈劈裂抗拉拉強度度和破壞壞形態(tài)態(tài)…………………（28）4.4.3試試試驗分析……………（29）4.5彈性模模模量試驗………………（30）4.55.11試驗設備備和和測試方方法…………（30）4.5.2試試試驗分析……………（30）第五章結論和和和展望………………………（32）5.1結論………………（32）5.2展望……………………（33）參考文獻第一章緒論1.1研究背景景景及意義義1.1.1研究究究背景我國是一個資源源源短缺、粗粗放放型的資資源消消費大國國，現(xiàn)現(xiàn)在仍然然處于于一種高高消耗耗高勞動動力的的經(jīng)濟發(fā)發(fā)展模模式，而而建筑筑業(yè)作為為國民民經(jīng)濟的的支柱柱產(chǎn)業(yè)，隨隨著著工業(yè)經(jīng)經(jīng)濟的的發(fā)展和和城市市規(guī)模的的擴大大，工業(yè)業(yè)固體體廢棄物物排放放量和堆堆積量量逐年增增加，不不僅占用用大量量寶貴的的土地地資源，而而且且嚴重污污染了了環(huán)境，成成為為當前急急待解解決的重重要問問題之一一。有有關資料料表明明：19888年工業(yè)固固體體廢棄物物的產(chǎn)產(chǎn)生量達5.6億噸，排排放放量達8545萬噸，占占地地約5.4億平方米米。從從產(chǎn)生量量來看看，尾礦礦居首首，達1.7億噸；煤煤矸矸石次之之，達達1.2億噸；其其他他依次為為爐渣渣、粉煤煤灰、冶冶煉廢渣渣和有有毒有害害渣。從從排放量量來看看，尾礦礦居首首，達2600萬噸；煤煤矸矸石次之之，達達2000萬噸；其其他他依次為為爐渣渣、粉煤煤灰、冶冶煉廢渣渣和有有毒有害害渣。然而而，長期以以來，由于于砂石骨料料來源廣泛泛易得、價價格低廉，被被認為是取取之不盡、用用之不竭，從從而造成了了肆意開采采、隨意浪浪費的現(xiàn)狀狀。隨著混混凝土用量量的日益增增大，因開開采砂石骨骨料而造成成的資源枯枯竭和環(huán)境境破壞己成成為人們關關注的焦點點。煤矸石作為一種種種工業(yè)固固體廢廢棄物，是是在在成煤過過程中中與煤層層伴生生的一種種含碳碳量較低低、比比煤堅硬硬的黑黑灰色巖巖石，屬屬沉積巖巖類。一一般分為為兩類類：一類類是在在礦井原原煤開開采過程程中排排出的矸矸石；；另一類類是從從各類選選煤廠廠排出的的尾礦礦（俗稱“洗矸”）。煤矸矸石石是無機機物質質和少量量有機機物質的的混合合物，主主要包包括碳質質頁巖巖、泥質質頁巖巖、沙質質頁巖巖和石灰灰?guī)r。煤煤矸石中中含碳碳量一般般為20%~~330%，其它為為氧氧化鋁、二二氧氧化硅和和少量量的氧化化鈦、氧氧化鎂及及稀有有元素等等。煤煤矸石占占地多多，環(huán)境境污染染嚴重。據(jù)據(jù)統(tǒng)統(tǒng)計，我我國每每年煤矸矸石的的排出量量將近近2億噸，現(xiàn)現(xiàn)有有矸石山山約2000多座。1990年，我國國煤煤矸石累累計堆堆放量達37億噸；2000年達60億噸，堆堆放放占地為40萬畝。大大量量的煤矸矸石廢廢棄物對對環(huán)境境產(chǎn)生嚴嚴重的的污染，同同時時也造成成巨大大的資源源浪費費。因此，從從資源開開發(fā)利利用和可可持續(xù)續(xù)發(fā)的角角度來來看，尋尋求煤煤矸石的的開發(fā)發(fā)與利用用已經(jīng)經(jīng)迫在眉眉睫。1.1.2研究究究意義我國開展煤矸石石石利用的研究源于20世紀50年代中期期。目目前國內內外研研究者對對普通通鋼筋混混凝土土結構進進行了了大量的的實驗驗與理論論研究究，但是是對鋼鋼筋煤矸矸石混混凝土結結構缺缺乏系統(tǒng)統(tǒng)的實實驗和理理論研研究。20世紀90年代初期期，我我國山西西、遼遼寧、天天津等等煤矸石石產(chǎn)地地對煤矸矸石混混凝土及及其結結構構件件進行行了初步步研究究。目前前我國國煤矸石石主要要應用于于筑路路路基材材料、塌塌陷區(qū)回回填材材料和填填充墻墻體材料料，但但是在多多層、高高層建筑筑中應應用較少少。國國外在第二二次次世界大大戰(zhàn)以以前就開開始研研究煤矸石石的的利用技術術，但是直到20世紀60年代后后期期煤矸石才真真正正引起美國國、英英國和法法國等等的高度重視，主要要用用于公路路路基基、制磚磚和建建筑工程程，并并修建了了少量量的煤矸矸石混混凝土結結構建建筑。因因此，開開展煤矸矸石混混凝土結結構開開發(fā)與煤煤矸石石利用的的研究究具有重重要的的理論意意義和和應用價價值。煤矸石骨料用于于于混凝土土結構構有利于于節(jié)約約工程造造價，降降低成本本。由由于煤矸矸石是是工業(yè)廢廢料，其其粗骨料料比普普通混凝凝土粗粗骨料價價格低低，因此此煤矸矸石混凝凝土結結構造價價相對對偏低。以以C30混凝土為為例例，自燃煤矸石的的堆堆積容重為11500kkg/mm3，可配制制干干容重20000kkg/mm3的混凝土土，1m3混凝土用用自自燃煤矸矸石集集料比普通砂石石節(jié)節(jié)省直接費30~4400元左右（計計算算過程：：根據(jù)據(jù)安徽省省定額額，1m3C30混凝土消消耗耗中砂0.53噸，消耗耗碎碎石1.2334噸，目前前砂砂石的平平均市市場價分分別為為每噸39元和37元，煤矸矸石石的市場場價為為12元，1m3混凝土用用自自燃煤矸矸石集集料比普通砂石石節(jié)節(jié)省直接費45.115元）。另另外外，煤矸矸石混混凝土的的最大大特點是是在抗抗壓強度度與普普通混凝凝土相相同的條條件下下，其體體積重重量可降降低20%~~330%，在多層層住住宅建筑筑中，采采用煤矸矸石混混凝土結結構的的建筑物物基礎礎可相應應降低低結構自自重20%，從從而而減輕地地基所所承受的的荷載載，減少基基礎礎底面積積，節(jié)節(jié)約基礎礎造價價。由于結結構構自重的的降低低，梁柱截面尺尺寸寸也可相應減小，從而而顯顯著提高高建筑筑物的有效效使用面積積。目前，我國對煤煤煤矸石綜綜合利利用的水水平還還不高，技技術術裝備水水平只只達到國國外20世紀90年代先進進水水平的20％。據(jù)統(tǒng)統(tǒng)計計，我國國可煤煤矸石能能源資資源量每每年達達73億噸標準準煤煤，開發(fā)發(fā)量尚尚不足4000萬噸，開開發(fā)發(fā)率不到1%，產(chǎn)業(yè)化化嚴嚴重滯后后?，F(xiàn)現(xiàn)在煤矸矸石主主要用在在：煤煤矸石發(fā)發(fā)電、煤矸石制制磚磚、煤矸石生生產(chǎn)產(chǎn)空心砌砌塊、煤矸石代代替替黏土生生產(chǎn)水水泥、煤矸石作作水水泥混合合材料料、煤矸石提提取取化工產(chǎn)產(chǎn)品、煤矸石回回填填煤炭開采采塌塌陷區(qū)、煤矸石制制造造瓷質磚磚、煤矸石代代替替黏土作作道路路基材或代替碎石石作作道路基基材等等。本項項目研研究有助助于我我國新型能能源源城市開展展節(jié)能減排排，節(jié)約約能源源，保護護土地地資源，減減少少環(huán)境污污染，改改善生態(tài)態(tài)環(huán)境境，實現(xiàn)現(xiàn)煤炭炭行業(yè)又又好又又快發(fā)展展，全全面建設設資源源節(jié)約型型和環(huán)環(huán)境友好好型社社會具有有重要要意義。目前國內外對高高高性能煤煤矸石石混凝土土研究究較少見見。本本項目將將通過過試驗研研究、理理論分析析、數(shù)數(shù)值模擬擬和統(tǒng)統(tǒng)計回歸歸等研研究方法法，創(chuàng)創(chuàng)新性開開展高高性能煤煤矸石石混凝土的的力力學性能能、耐耐久性、物物理理性能和和化學學性能等等系列列試驗研研究，揭揭示高性能能煤煤矸石混凝凝土土的基本本性能能和關鍵鍵技術術指標，形形成成系統(tǒng)完完善的的高性能煤煤矸矸石混凝土土配配合比設設計方方法，從從而推推動高性能能煤煤矸石混凝凝土土在我國國工程程建設中中大規(guī)規(guī)模應用用和推推廣，節(jié)節(jié)約能能源和實實現(xiàn)社社會可持持續(xù)發(fā)發(fā)展。1.2煤矸石混混混凝土在在國內內外的研研發(fā)狀狀況1.2.1國外外外煤矸石石研究究現(xiàn)狀世界各國都很重重重視煤矸矸石的的處理和和利用用。英國國煤管管局在199770年成立立了了煤矸石石管理理處，波波蘭和和甸牙利利聯(lián)合合成立了了海爾爾得克斯斯矸石石利用公公司，這這些機構構是專專門從事事煤矸矸石處理理和利利用的。近近年年來，國國外越越來越廣廣泛地地利用煤煤矸石石生產(chǎn)建建筑材材料。波蘭水泥工業(yè)采采采用海爾爾得克克斯公司司的選選堞矸石石作水水泥原料料。矸矸石的化化學組組成為SiiOO2為52．32，Al2O3為l1.98，F(xiàn)e2O3為5．82，CaO為1．95，燒燒失失量為200．65。用用煤煤矸石作作水泥泥原料有有很多多優(yōu)點：：矸石石中含可可燃物物質，其其熱值值約為100000×4．19～15000×4.19kJJ／kg．可使使燃燃料消耗耗降低低10左右；；矸矸石中含含氧化化鐵熔劑劑．煅煅燒過程程中可可以降低低熟料料燒成溫溫度，并并在窯襯襯上形形成玻璃璃層，起起到保護護作用用，延長長窯壽壽命．使使耐火火材料耗耗量降降低10%～20%．增加窯窯的的運轉時時聞。原原蘇聯(lián)在在頓巴巴斯、庫庫茲巴巴斯、卡卡拉干干達等產(chǎn)產(chǎn)堞地地區(qū)廣泛泛選用用煤矸石石作原原料，采采用擠擠出法或或半于于法成型型，生生產(chǎn)實心心或空空心磚。蘇蘇聯(lián)聯(lián)建工研研究所所介紹，利利用用煤矸石石制磚磚，燃料料消耗耗可以減減少880%，產(chǎn)品成成本本降低l99%～20%。近年來來，許許多國家家大力力發(fā)展煤煤矸石石輕骨料料。生生產(chǎn)工藝藝主要要有兩種種：一一是利用用含碳碳量較高高的煤煤矸石，采采用用燒結機機生產(chǎn)產(chǎn)輕骨料料，原原蘇聯(lián)、波波蘭蘭、英國國等國國家都采采用這這種方法法；另另一種是是采用用回轉窯窯生產(chǎn)產(chǎn)燒脹陶陶粒．．法國、比比刺刺時等國國家采采用這種種生產(chǎn)產(chǎn)工藝。煤煤矸矸石的含含碳量量對輕骨骨料的的質量影影響很很大，采采用燒燒結機工工藝，含含碳量在在100%左右．可可以以大大降降低燃燃料消耗耗；采采用回轉轉窯工工藝，對對含碳碳量有較較嚴格格的要求求，以以2%為宜。法法國國、比利利時采采用含碳碳量44%～10%的煤矸石石，膨膨脹前在在脫碳碳窯中除除去多多余的碳碳。1.2.2國內內內煤矸石石混凝凝土研究究現(xiàn)狀狀目前，我國煤矸矸矸石建筑筑材料料和用有有以下下幾方面面：(1)煤矸石制制制磚利用煤矸石制磚磚磚包括用用煤矸矸石生產(chǎn)產(chǎn)燒結結磚和作作燒磚磚內燃料料。煤矸石磚:以煤煤煤矸石為為主要要原料，一一般般占坯料料重量量的80%上，有的的全全部以煤煤矸石石為原料料，有有的外摻摻少量量粘土。煤煤矸矸石經(jīng)過過破碎碎、粉磨磨、攪攪拌、壓壓制、成成型、干干燥、培培燒而戚戚，焙焙燒時基基本上上無需再再外加加燃料。煤煤矸矸石磚規(guī)規(guī)格與與性能和和普通通粘土磚磚相同同。作燒磚內燃料：：：用煤矸矸石作作燒磚內內燃料料，在我我國已已經(jīng)有較較長的的歷史，應應用用非常廣廣泛，生生產(chǎn)技術術成熟熟，節(jié)能能效果果顯著。用用煤煤矸石作作燒磚磚內燃料料制磚磚生產(chǎn)工工藝與與用煤作作燃料料基本相相同，只只是增加加了煤煤矸石的的粉碎碎工序。(2)煤矸石生生生產(chǎn)輕骨料料輕骨料和用輕骨骨骨料配制制的混混凝土是是一種種輕質、保保溫溫性能較較好的的新型建建筑材材料，可可用于于建造大大跨度度橋梁和和高層層建筑。用用煤煤矸石燒燒制輕輕骨料有有兩種種方法，即即成成球法和和非成成球法。成成球球法是將將煤矸矸石破碎碎和粉粉磨后制制成球球狀顆粒粒，然然后送入入窯爐爐中焙燒燒；非非成球法法是把把煤矸石石破碎碎到一定定粒度度直接焙焙燒。煤矸石輕骨料的的的質量主主要取取決于煤煤矸石石的性質質和成成分。適適宜燒燒制輕骨骨料的的煤矸石石主要要是碳質質頁巖巖和選煤煤廠排排出的洗洗矸，矸矸石中的的含碳碳量不要要過大大，以低低于13%為宜。(3)煤矸石生生生產(chǎn)空心砌砌塊塊煤矸石空心砌塊塊塊是以自自燃或或人工煅煅燒煤煤矸石為為骨料料，以磨磨細生生石灰、石石膏膏作腔結結料，經(jīng)經(jīng)振動成成型、蒸蒸汽養(yǎng)護護而成成的一種種墻體體材料。產(chǎn)產(chǎn)品品標號可可以達達到2000號。煤煤矸石空空心砌砌塊生產(chǎn)產(chǎn)工藝藝茼單，技技術術成熟，產(chǎn)產(chǎn)品品性能穩(wěn)穩(wěn)定．．使用效效果良良好。(4)煤矸石作作作原燃料生生產(chǎn)產(chǎn)水泥煤矸石作原燃料料料生產(chǎn)水水泥，是是由于煤煤矸石石和粘土土的化化學成分分相近近，代替替牯土土提供硅硅質鋁鋁質成分分；煤煤矸石能能釋放放一定熱熱量，可可以代替替部分分燃料。目目前前采用煤煤矸石石配料生生產(chǎn)普普通水泥泥在技技術上巳巳經(jīng)成成熟。(5)煤矸石作作作水泥混和和材材料由于煤矸石經(jīng)自自自燃或人人工煅煅燒后具具有一一定活性性，可可摻入水水泥中中作活性性混合合材，與與熟料料和石膏膏按比比例配合合后入入水泥磨磨磨細細，然后后入水水泥庫包包裝或或散裝出出廠。煤矸石作混和材材材時，應應該控控制燒失失量≤5%，SO3≤3%，火山灰灰性性能試驗驗必須須合格，水水泥泥膠砂288天抗壓強強度比≥62%。煤矸石石摻摻入量的的多少少取決于于熟料料質量與與水泥泥標號與與品種種。一些些大中中型水泥泥廠在在水泥熟熟料中中摻人l55%的煤矸石石，可可以制得得3225～425號的的水水泥產(chǎn)量量超過過20%時，按照照國國家規(guī)定定，就就成了火火山灰灰硅酸鹽鹽水泥泥。國家家標準準規(guī)定，火火山山灰硅酸酸鹽水水泥可摻摻混合合材量200%～5O%。(6)煤矸石作作作筑路和填填充充材料煤矸石是很好的的的筑路材材料，它它具有很很好的的抗風雨雨侵蝕蝕性能。目目前前，國內內使用用煤矸石石作筑筑路材料料的不不多，有有待于于開拓煤煤矸石石作塌陪陪區(qū)復復地的充充填材材料，在在我國國部分煤煤礦已已經(jīng)積累累了很很好的經(jīng)經(jīng)驗。(7)煤矸石作作作混凝土摻摻合合料由于煤矸石具有有有較好的的活性性，若將將其作作為混凝凝土摻摻合料使使用．．必定有有梗好好的效果果。但但遺憾的的是，用用煤矸石石粉像像粉煤獲獲、礦礦渣等礦礦粉一一樣，直直接作作為混凝凝土摻摻舍料使使用的的工程實實例很很少，有有待于于加強這這方面面的研究究。1.2.3煤矸矸矸石水泥泥混凝凝土性能能華僑大學陳本沛沛沛、林雨雨生等等人對煤煤矸石石混凝土土的強強度和變變形性性能進行行了研研究，結結果表表明：(1)對于C2O～C30的煤矸矸石石混凝土，其其軸軸心抗壓壓強度度與立方方體抗抗壓強度度的關關系，與與普通通混凝土土接近近。(2)煤矸石石混混凝土的的軸心心抗拉強強度，略略低于普普通混混凝土，但但可可以滿足足規(guī)范范規(guī)定的的取值值要求。西南工學院的徐徐徐彬、張張?zhí)焓热藢Υ髶綋搅棵喉讽肥嗷炷恋牡哪途眯孕赃M行行了研究究，結結果表明明：((1)大摻量量煤煤矸石水水泥混混凝土與與普通通混凝土土相比比，具有有較好好的抗凍凍、抗抗碳化、抗抗硫硫酸鹽侵侵蝕和和護筋性性能。其其原因在在于大大摻量煤煤矸石石混凝土土的結結構較為為致密密，空隙隙率低低且有害害孔所所占的比比例小小，水泥泥水化化產(chǎn)物中中氫氧氧化鈣的的含量量較低。((2)大摻量量煤煤矸石水水泥混混凝土發(fā)發(fā)生堿堿集料反反應的的可能性性小于于硅酸鹽鹽水泥泥混凝土土。1.2.4煤矸矸矸石利用用的新新方向根據(jù)上述有關煤煤煤矸石的的成分分、礦物物組成成、國內內外利利用情況況以及及煤矸石石混凝凝土的性性能可可知，煤煤矸石石已經(jīng)在在世界界各國獲獲得了了廣泛的的應用用。但是是煤矸矸石的利利用率率與其產(chǎn)產(chǎn)量相相比還遠遠遠不不夠。睬睬了應應該繼續(xù)續(xù)加強強已有的的利用用途徑以以外，還還應該探探索其其新的利利用途途徑。根根據(jù)目目前的研研究可可以認為為，將將煤矸石石作混混凝土摻摻合料料使用一一定會會獲得良良好的的使用效效果。因因為煤矸矸石具具有較高高的活活性；煤煤矸石石水泥混混凝土土具有較較好的的抗凍、抗抗碳碳化、抗抗硫酸酸鹽侵蝕蝕和護護筋性能能煤矸矸石水泥泥混凝凝土發(fā)生生堿集集料反應應的可可能性小小于硅硅酸鹽水水泥混混凝土。但是在將煤矸石石石全面推推廣作作混凝土土摻合合料使用用，特特別是作作大體體積混凝凝土摻摻合料使使用前前，還應應該就就煤矸石石摻合合料對混混凝土土性能，如如水水化熱和和絕熱熱溫升性性能、抗抗裂性能能、氯氯離子滲滲透性性能、體體積穩(wěn)穩(wěn)定性能能、工工作性能能等等等，進行行深入入的研究究，以以作到有有的放放矢，少少走彎彎路。但但可以以肯定的的是，煤煤矸石是是一種種良好的的混凝凝土摻合合料，一一定會在在混凝凝土中得得到推推廣應用用?？傮w上，目前對對對于煤矸矸石混混凝土的的研究究多局限限于室室內分析析和試試驗，未未能夠夠結合生生產(chǎn)形形成包括括煤矸矸石骨料料的生生產(chǎn)工藝藝流程程和煤矸矸石混混凝土的的開發(fā)發(fā)應用的的整套套技術，阻阻礙礙了煤矸矸石混混凝土的的開發(fā)發(fā)應用。第二章煤矸石石石混凝土土骨料料基本特特性2.1煤矸石簡簡簡介2.1.1煤矸矸矸石的來來源與與分類煤矸石是采煤過過過程和洗洗煤過過程中排排放的的固體廢廢物，是是一種在在成煤煤過程中中與煤煤層伴生生的一一種含碳碳量較較低、比比煤堅堅硬的黑黑灰色色巖石。經(jīng)經(jīng)調調查煤矸矸石混混凝土的的主要要來源包包括以以下幾方方面：：（1）巷道掘進進過程程中的掘掘進矸石石；（2）采掘過程程中從從頂板、底底底板及夾夾層里里采出的的矸石石；（3）洗煤過程程中挑挑出的洗洗矸石。根據(jù)煤矸石以上上上來源及及最終終狀態(tài)，煤煤矸矸石可分分為掘掘進煤矸矸石、選選煤矸石石、自自然矸石石。煤矸石排放量根根根據(jù)煤層層條件件、開采采條件件和洗選選工藝藝的不同同有較較大差異異，一一般掘進進煤矸矸石占原原煤產(chǎn)產(chǎn)量的10%左右，選選煤煤矸石占占原煤煤量的12%~~118%。2.1.2煤煤煤矸石的組組成成與性質質通過對煤矸石進進進行化學學分析析可知，其其化化學組成成主要要是一些些氧化化物，如如二氧氧化硅、氧氧化化鋁、三氧化二鐵鐵、氧氧化鈣、氧氧化化鎂、氧氧化鉀鉀、氧化化鈉等等，其化化學成成分組成成的百百分率為為：SiO2為52%～65%；Al2O3為16%～36%；Fe2O3為2.2288%～14.6633%;CCaOO為0.422%～2.322%%;圖2-1煤矸石粗粗骨骨料圖示MgO為0.4444%～2.411%%;TiiO22為0.900%%4%;;P22O5為0.00077%～0.244%%;K2O+Naa22O為1.455%～3.9%；V2O5為0.00088%～0.033%%（見表2-1）。部分地地區(qū)區(qū)的煤矸矸石中中含Ge、Ga、U、Th等半導導體體元素或或放射射性元素素及其其他稀有有元素素，其礦礦物組組成中主主要是是高嶺石石、石石英、鉀鉀云母母、長石等。煤矸石屬劣質燃燃燃料，其其發(fā)熱熱量低，碳碳含含量低，硬硬度度大，礦礦物含含量高，有有機機質含量量低。掘掘進矸石石一般般含碳量量低，熱熱值也較較低；；選煤矸矸石含含碳量較較高，有有一定的的熱值值，常常常混有有煤及煤煤泥，其特點是是排排放集中中，粒粒度較小小，可利用性性較較高，但但硫、鐵鐵含量較較多；；自然矸矸石為為多年堆堆積引引起自然然后煤煤矸石，因因已已經(jīng)過一一定的的燃燒過過程，而而具有一一定的的火山灰灰活性性和化學學活性性，但其其熱值值不高。表2-1自燃燃燃煤矸石主主要要化學成成份（%）SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3燒失量60.1616.566.263.633.400.800.79表2-2自自自燃煤矸石石的的力學指指標樣品名稱壓縮性滲透性（壓實度度度）承載比CRB（擊擊數(shù)=30）抗剪強度壓縮系數(shù)（）壓縮模量（MPa）粘聚力（kPaaa）內摩擦角煤矸石0.05622.970.9415.10103.936.18煤矸石的壓縮性性性是指煤煤矸石石在壓力力下體體積變小小的性性質；壓壓實度度是指施施工現(xiàn)現(xiàn)場壓實實后取取樣測定定的密密度與取取原樣樣材料在在實驗驗室用擊擊實實實驗所得得的最最大干密密度的的比值，壓壓實實度越高高，密密實度越越大，材材料整體體性能能越好；；承載載能力以以材料料抵抗局局部荷荷載壓入入變形形的能力力表征征，并采采用標標準碎石石的承承載能力力為標標準，以以相對對值的百百分數(shù)數(shù)表示CBR值；粘聚力力是在在同種物物質內內部相鄰鄰各部部分之間間的相相互吸引引力，這這種相互互吸引引力是同同種物物質分子子之間間存在分分子力力的表現(xiàn)現(xiàn)。只只有在各各分子子十分接接近時時（小于10-6厘米）才才顯顯示出來來。粘粘聚力能能使物物質聚集集成液液體或固固體。特特別是在在與固固體接觸觸的液液體附著著層中中，由于于粘聚聚力與附附著力力相對大大小的的不同，致致使使液體浸浸潤固固體或不不浸潤潤固體；巖體在垂垂直直重力作作用下下發(fā)生剪剪切破破壞時錯錯動面面的傾角角，粘粘聚力和和內摩摩擦角是工工程程設計的的重要要參數(shù)。以下為煤矸石的的的工藝物物理性性質：煤矸石的可塑性性性：煤矸矸石必必須經(jīng)過過細碎碎后才有有塑性性；煤矸石的粘性：：：隨著煤煤矸石石顆粒的的比表表面積增增大，矸矸石泥團團基本本可以塑塑性成成型；煤矸石的硬度：：：含砂巖巖煤矸矸石的比比重較較含頁巖巖煤矸矸石的大大，含含頁巖的的矸石石硬度在2~3，含砂巖巖在4%~55%之間；煤矸石的收縮性性性：煤矸矸石塑塑性比較較低，收收縮性也也比較較小，一一般線線收縮在2.5%%~~3.00%,,相應吸水水率率在17%~~119%之間。2.1.3煤煤煤矸石在工工程程中的應應用我國煤田分布廣廣廣，成煤煤時代代全，在在含煤煤巖層和和煤層層中，共共生有有豐富的的其他他礦產(chǎn)資資源。共共生資源主要是是指指煤矸石石。根根據(jù)每年年的煤煤炭產(chǎn)量量和洗洗精煤產(chǎn)產(chǎn)量的的不同，中中國國煤矸石石年排排放量大大約在在1.2～1.8×108t之間。預預測測全國煤煤矸石石累計堆堆存量量34×108t，是中國國工工業(yè)固體體廢氣氣物中產(chǎn)產(chǎn)量和和累積存存量最最大的固固體廢廢物。由由于一一般矸石石還可可能自然然，因因此這樣樣既浪浪費了寶寶貴的的礦產(chǎn)資資源，又又占用農(nóng)農(nóng)田，污污染環(huán)境境，成成為礦區(qū)區(qū)一害害。要高高度重重視與煤煤共生生的煤矸矸石資資源的利用用，開開辟多種種利用用途徑，因因地地制宜，因因矸矸制宜，確確定定煤矸石石的綜綜合加工工利用用方向。以煤矸石、矸石石石沸騰爐爐灰及及高灰煤煤泥為為原料或或填料料生產(chǎn)矸矸石磚磚、砌磚、水泥等等。開開發(fā)煤矸矸石生生產(chǎn)輕質質、高高強度及及具有有特殊性性能的的新型建建筑材材料。應用于建筑行業(yè)業(yè)業(yè)由于煤矸石所具具具有的物物理化化學性質質，煤煤矸石可可以作作為配制制高性性能混凝凝土和和輕質混混凝土土的骨料料。由由于煤矸矸石在在組成上上與黏黏土相近近，因因而煤矸矸石加加土生產(chǎn)產(chǎn)磚瓦瓦可以使使制磚磚不用土土或少少用土，燒燒磚磚不用煤煤或少少用煤，節(jié)節(jié)省省耕地，減減少少污染，創(chuàng)創(chuàng)造造利潤。煤煤矸矸石中SiO2、Al2O3、Fe2O3的含量較較高高，總量量在80%以上，是是一一種天然然黏土土質原料料，可可代替黏黏土配配料，作作水泥泥硅、鋁鋁質組組分的主主要來來源生產(chǎn)產(chǎn)水泥泥，例如如：利利用煤矸矸石可可生產(chǎn)煤煤矸石石普通硅硅酸鹽鹽水泥、煤煤矸矸石火山山灰水水泥、煤煤矸石石無熟料料水泥泥等。煤煤矸石石和生石石灰、石石膏等材材料混混合可制制造混混凝土空空心砌砌塊。由由于煤煤矸石化化學成成分與一一般陶陶瓷土相相近，因因而還可可作為為原料生生產(chǎn)陶陶管、釉釉面磚磚、衛(wèi)生生陶瓷瓷、日用用陶瓷瓷、包裝裝陶瓷瓷等。以以煤矸矸石為主主要原原料可生生產(chǎn)兩兩種類型型的輕輕骨料，一一種種是用燒燒結機機燒制的的燒結結型煤矸矸石多多孔燒結結料；；一種是是用回回轉窯生生產(chǎn)的的膨脹型型煤矸矸石陶粒粒。（2）煤矸石作作為為充填材材料及及用做筑筑路基基材矸石作為井下充充充填材料料。掘掘進和維維修巷巷道的矸矸石以以及選煤煤矸石石，可作作為井井下充填填材料料，解決決建筑筑物下的的煤柱柱回采、巷巷道道維護、復復雜雜頂板管管理及及自然煤煤層的的開采問問題。煤煤矸石作作為充充填塌陷陷坑和和填溝造造地的的材料?？煽蓪⑴彭返牡穆奋壾変佅蛩輩^(qū)區(qū)或山溝溝，用用小型架架線電電機車運運往塌塌陷區(qū)或或山溝溝直接傾傾卸，如如果是山山溝或或沒有水水的塌塌陷區(qū)，則分層層壓壓實，并并覆蓋蓋黃土使使之密密封。作作為筑筑路材料料。煤煤矸石作作為修修筑公路路、鐵鐵路路基基或其其他建筑筑物地地基等的的材料料是大量量處理理矸石的的一種種途徑。2.2煤矸矸矸石粗骨骨料的的基本特特性骨料又稱集料，是是充填材料的的主要組成材材料之一，約約占其體積80%，在混凝土土中起骨架作作用，同時有有著重要的技技術和經(jīng)濟作作用。粗骨料料是粒徑在5mm以上的巖石石顆粒，其特特征和性能直直接影響和決決定著混凝土土的性能。2.2.1顆粒最大大粒粒徑和顆顆粒級級配煤矸石的粒徑越越越大，其其相應應的比表表面積積減小，則則所所需的水水泥漿漿量減少少，在在一定的的和易易性和水水泥用用量條件件下，則則能減少少用水水量而提提高混混凝土強強度，從從這方面面來看看，粒徑徑應選選大一些些的，但但并不是是粒徑徑越大越越好，粒粒徑越大大則內內部出現(xiàn)現(xiàn)裂縫縫的概率率越大大，顆粒粒在混混凝土拌拌合下下沉速度度越快快，造成成混凝凝土內顆顆粒分分布不均均勻，降降低強度度。為為此，本本次試試驗中也也對粒粒徑進行行了限限制，不不超過過31.55mmm，符合國國家家規(guī)范。粗骨料的顆粒級級級配是表表示粗粗骨料大大小顆顆粒相互互搭配配的比例例關系系，如果果粗骨骨料級配配適當當，可以以減少少填充骨骨料空空隙的灰灰漿量量，相應應的減減少單位位體積積的用水水量和和膠凝材材料用用量，拌拌合物物也不易易離析析。級配配是使使用各種種大小小尺寸的的篩子子進行篩篩析，以以通過各各種規(guī)規(guī)定尺寸寸篩子子的顆粒粒重量量百分率率表示示。下圖圖為不不同地點點在標標準試驗驗條件件下的煤煤矸石石的級配配曲線線，表中中所示示為本實實驗的的級配，表表中中與圖中中級配配較符合合，級級配良好好，煤煤矸石顆顆粒滿滿足級配配要求求。圖2-2粗粗粗骨料的顆顆粒粒級配圖圖表2-3本實實實驗級配篩孔尺寸（毫米米米）2015105分計篩余（%）6.752.536.64.2累計篩余（%）6.759.295.81002.2.2基本本本物理性性能煤矸石骨料屬于于于一種輕輕質骨骨料，其其性質質與普通通粗骨骨料有所所區(qū)別別見表2-4。表2-4天然粗粗粗骨料與煤煤矸矸石粗骨骨料的的物理性性能指指標類型堆積密度(kg/)表觀密度（g/）吸水率（%）含水率（%）天然粗骨料13402.861.20.40煤矸石粗骨料11502.5410.50.46由表比較天然粗粗粗骨料與與煤矸矸石粗骨骨料的的各種物物理性性能可知知，煤煤矸石粗粗骨料料的松散散堆積積密度與與表觀觀密度比比天然然粗骨料料的松松散堆積積密度度與表觀觀密度度小，而而相應應的吸水水率和和含水率率均比比天然粗粗骨料料大，煤煤矸石石粗骨料料與天天然粗骨骨料吸吸水率的的差距距約9倍。天然巖石由于其其其孔隙率率很小小，一般般低于于3%，極少超超過10%，所以常常用用的天然然骨料料的吸水水率很很小。然然而對對于煤矸矸石粗粗骨料，其其表表面粗糙糙，顆顆粒棱角角多，在在采集過過程中中由于損損傷積積累，使使煤矸矸石骨料料內部部存在大大量的的微裂紋紋，這這些因素素都使使煤矸石石骨料料的吸水水率增增大。因此，在配制煤煤煤矸石骨骨料混混凝土時時，應應特別注注意煤煤矸石骨骨料的的高吸水水率問問題，否否則會會影響煤煤矸石石骨料混混凝土土的生產(chǎn)產(chǎn)、使使用及物物理力力學性能能。而而煤矸石石骨料料的表觀觀密度度和松散散堆積積密度均均小于于天然骨骨料，這這就意味味著配配置相同同量的的混凝土土，需需要更多多的煤煤矸石料料，也也就意味味著在在新配制制的混混凝土中中含有有的煤矸矸石骨骨料的硬硬化水水泥砂漿漿越多多，對于于強度度的提高高是不不利的。表2-5自燃燃燃煤矸石主主要要物理指指標密度等級（kggg/）筒壓強度（Mpppa）軟化系數(shù)煮沸質量損失（%）含泥量（%）有機物含量11006.00.942.30.64合格2.2.3煤矸石粗粗骨骨料對混混凝土土強度的的影響響煤矸石表面粗糙糙糙多孔,由于吸水水率率高而影影響強強度的提提高，但但是由于于其他他作用，煤煤矸矸石骨料料將也也會對混混凝土土強度有有所提提高。一一方面面,水泥水水化化產(chǎn)物能能夠部部分滲入入集料料表面孔孔中,,增加集集料料與界面面的嚙嚙合摩擦擦力,,這種機機械械作用,大大增加加兩者之之間的的粘附力力;第二方面面,煤矸石吸吸水水微泵作作用使使得煤矸矸石輕輕集料附附近處處于局部部低水水灰比狀狀態(tài),,因此減少少或或避免了了集料料下部由由于內內分層作作用而而形成的的水囊囊,避免了了界界面處的的富集集和定向向排列列,提高了了集集料與水水泥石石的界面面粘結結力;第三方面面,煤矸石經(jīng)經(jīng)過過表面具具一定定的活性性,且破碎過過程程中表面面粘附附有煤矸矸石粉粉,它們能與與水水泥砂漿漿中的的發(fā)生化學學反反應,活性結結合合作用達達到了了界面增增強的的效果;第四方面面,自燃煤煤矸矸石與基基體的的強度和和彈性性模量相相互匹匹配,變形協(xié)協(xié)調調作用對對混凝凝土強度度的提提高是有有利的的。2.3細骨料料料粒徑在O.1666～5mm之間的骨骨料料為細骨骨料，一一般采用用天然然砂，砂是是組組成HYPERLINK"/view/23579.htm"混凝土土和砂漿漿的主要要組成成材料之之一，是是土木工工程的的大宗材材料。砂一般分為為為天然砂砂和人人工砂兩兩類。由由自然條條件作作用（主主要是是巖石風風化）而而形成的的，粒粒徑在5mm以下的巖巖石石顆粒，稱稱為為天然砂砂。人人工砂是是由巖巖石軋碎碎而成成，由于于成本本高、片片狀及及粉狀物物多，一一般不用用。砂的粗細程度是是是指不同同粒徑徑的砂粒粒混合合在一起起的平平均粗細細程度度。通常常有粗粗砂、中中砂、細細砂之分分。砂砂的顆粒粒HYPERLINK"/view/143402.htm"級配配是指砂子子大大小顆粒粒的搭搭配比例例。如如果是同同樣粗粗細的砂砂，空空隙最大大，兩兩種粒徑徑的砂砂搭配起起來，空空隙有所所減小小，三種種粒徑徑的砂搭搭配，空空隙更小小。由由此可見見，砂砂子的空空隙率率取決于于砂料料各級粒粒徑的的搭配程程度。級級配好的的砂子子，不僅僅可以以節(jié)省水水泥，還還提高了了混凝凝土和砂砂漿的的密實度度及強強度。砂砂的粗粗細用細細度模模數(shù)Ｍx表示。細細度度模數(shù)越越大，表表示砂越越粗。根根據(jù)細度度模數(shù)數(shù)大小范范圍，把把砂劃分分為粗粗砂、中中砂、細細砂、特特細砂砂（本實驗驗采采用的砂砂為普普通砂）。第三章實驗材材材料與實實驗方方法3.1煤煤煤矸石混混凝土土實驗材材料3.1.1水水水泥水泥成粉末狀，是是一種良好的的無積水硬性性膠凝材料。它它與水混合后后成為可塑性性漿體，經(jīng)一一系列物理化化學作用凝結結硬化成堅硬硬石狀體，并并能夠將散粒粒狀材料凝結結成為整體。硅硅酸鹽水泥的的主要技術指指標（表3-1）如下：凝結時間凝結時間是指水水水泥從加加水開開始到失失去流流動性為為止，即即從可塑塑狀態(tài)態(tài)發(fā)展到到固體體狀態(tài)所所需的的時間，分分為為初凝和和終凝凝，其中中初凝凝時間為為水泥泥從開始始加水水拌合起起至水水泥砂漿漿開始始失去可可塑性性所需的的時間間;終凝時間間是是從水泥泥開始始加水拌拌合起起至水泥泥漿完完全失去去可塑塑性，并并開始始產(chǎn)生強強度所所需的時時間。本本實驗所所測得得水泥泥泥初凝凝時間為50miin，終凝時時間間為3.5h，符合國國家家標準。細度細度是是是指粉體體材料料的粗細細程度度。通常常用篩篩分分析析法或或比表面面積法法來測定定。水水泥顆粒粒越細細，其表表面積積越大，與與水水接觸越越充分分，水化化反應應進行的的越快快、越充充分，凝凝結硬化化越快快，強度度特別別是早強強越高高。但是是水泥泥越細，硬硬化化收縮也也越大大，儲存存過程程中也容容易受受潮。因因此應應適當控控制水水泥細度度。圖圖3-1水泥安定定性性體積安定性水泥的安定性是是是指水泥泥在凝凝結硬化化工程程中，體體積變變化的均均勻性性。如水水泥硬硬化后產(chǎn)產(chǎn)生不不均勻的的體積積變化，即即為為體積安安定性性不良。使使用用安定性性不良良的水泥泥，將將會導致致構件件產(chǎn)生膨膨脹性性裂縫，降降低低工程質質量，甚甚至引起起嚴重重事故。本本文文所用水水泥安安定性良良好（見見圖3-1）。本實驗所用水泥泥泥是巢湖湖海螺螺牌42.5級水泥，水水水泥膠砂砂實驗驗結果見見表3-2。表3-1水水水泥的性能能指指標標準稠度（%）安定性凝結時間（miiin）初凝終凝28.5合格85205表3-2水泥泥泥膠砂實驗驗強強度指標抗壓強度抗折強度齡期328328實驗值20.2546.553.786.853.1.2拌合合合用水符合國家家家標準的的生活活飲用水水，可可拌制各各種混混凝土。本本實實驗采用用的是是合肥自自來水水。3.1.3細骨料細骨料即是砂子子子?？煞址譃樘焯烊簧昂秃腿斯すど皟煞N種。細骨料的主要技技技術要求求包括括：砂的的粗細細和顆粒粒級配配，砂的的堅固固程度，含含泥泥量和泥泥塊含含量，沙沙中有有害物質質含量量。本試驗所用細骨骨骨料為天天然河河砂，系系合肥肥市市政政攪拌拌站提供供，經(jīng)經(jīng)檢驗其其細度度模數(shù)為2.7，含泥量量為0.9%，泥塊含含量量為0.2%，符合國國家家標準《建建筑筑用砂》(GBB//TI446885—20011)的要求，檢檢檢驗結果果為2區(qū)中砂，見見見表3-3砂的顆粒粒級級配。3.1.4粗骨料本實驗采用的粗粗粗骨料是是煤矸矸石，其其備至至和詳細細性能能見第二二章。表3-3砂的的的顆粒級配配級配區(qū)1區(qū)2區(qū)3區(qū)試驗結果細度模數(shù)篩孔尺寸（mmmm）9.500002.37砂4.7510-010-010-09.6顆2．3635-525-515-522.6粒1.1866-3550-1025-030.8級0.685-7170-4140-1646配0.395-8092-7085-5578.40.15100-90100-90100-90減減減水劑減水劑就是在混混混凝土坍坍落度度基本相相同的的情況下下，能能減少拌拌合水水量的外外加劑劑。減水水劑種種類很多多，按按減水率率的大大小可分分為普普通減水水劑和和高效減減水劑劑。減水劑的減水作作作用主要要是混混凝土對對減水水劑的吸吸附和和分散作作用。適適當?shù)臏p減水劑劑可以有有效地地增加混混凝土土的流動動性，提提高混凝凝土的的強度、密密實實度，降降低混混凝土的的透水水性，節(jié)節(jié)約水水泥，提提高混混凝土的的耐久久性。本試驗在混凝土土土中摻入入一定定量的減減水劑劑目的是是在保保持水膠膠比不不變的情情況下下增加煤煤矸石石混凝土土的流流動性，提提高高煤矸石石混凝凝土的工工作性性能，從從而更更好的符符合工工程實際際情況況。本文文所使使用的減減水劑劑為聚羧羧酸高高效減水水劑，減減水率為19%，符合國國家家標準?？伎紤]慮工程中中經(jīng)濟濟因素，減減水水劑摻量量為1%。3.2煤矸矸矸石混凝凝土的的設計理理念3.2.1配合比設設計計前的準準備資資料（1）設計要求求的的混凝土強強強度等級級；（2）工程所處處環(huán)環(huán)境對混凝凝凝土的耐耐久性性要求；；（3）設計要求求的的混凝土拌拌拌合物坍坍落度度；（4）結構截面面尺尺寸，以確確確定粗骨骨料的的最大粒粒徑；；（5）各種原材材料料的品種和和和技術指指標。3.2.2配合比設設計計的要求求配合比設計的任任任務，就就是根根據(jù)原材材料的的技術性性能及及施工條條件，確確定能滿滿足工工程所要要求的的技術經(jīng)經(jīng)濟指指標的各各項組組成材料料的用用量。配配合比比設計的的基本本要求包包括：：(1).滿足足足結構設設計所所要求的的混凝凝土強度度等級級；(2).滿足足足混凝土土施工工所要求求的和和易性；；(3).滿足足足工程所所處環(huán)環(huán)境和使使用條條件要求求；(4).在滿滿滿足上述述要求求的前提提下，盡盡可能節(jié)節(jié)約水水泥，降降低成成本，符符合經(jīng)經(jīng)濟性原原則。3.2.3基于自由由水水灰比的的煤矸矸石混凝凝土配配合比設設計（1）煤矸石混混凝凝土強度的的的離散性性配合合合比設計計中，采采用如下下的混混凝土的的試配配強度公公式：：fc.o=fu.k+1.645（31）（2）煤矸石骨骨料料對煤矸石石石混凝土土配合合比設計計的影影響骨料的含水狀態(tài)態(tài)態(tài)通常分分為四四種：干干燥狀狀態(tài)、氣氣干狀狀態(tài)、飽飽和面面干狀態(tài)態(tài)和濕濕潤狀態(tài)態(tài)。在在計算混混凝土土各組成成材料料配比時時，若若以飽和和面干干狀態(tài)的的骨料料為基準準，則則不會影影響混混凝土的的用水水量和骨骨料的的用量，因因為為飽和面面干狀狀態(tài)的骨骨料既既不從混混凝土土中吸收收水分分，也不不向混混凝土中中釋放放水分。對對于于煤矸石石混凝凝土，煤煤矸石石骨料較較大的的吸試驗確定吸附用水量試驗確定吸附用水量參照同級普通混凝土的用水量確定初步拌和用水量根據(jù)混凝土的和易性和坍落度調整用水量按水灰比、砂率的變動后各種配合比進行強度驗證最終確定實驗室配合比擬定試配配合比圖2-3設設設計流程圖圖水率和粗糙的表表表面導致致煤矸矸石混凝凝土隨隨著時間間的推推移。水水分不不斷的減減少，這這樣將難難以保保證混凝凝土正正常的凝凝結硬硬化。而而且由由于煤矸矸石骨骨料的表表面不不如普通通骨料料平整，骨骨料料間粘結結應力力會有所所降低低，因此此砂率率也要相相應的的提高。（3）基于自由由水水灰比的配配配合比設設計方方法水灰比是混凝土土土的重要要指標標，對混混凝土土的性能能影響響很大，煤煤矸矸石混凝凝土的的拌和用用水量量分成兩兩部分分：一部部分為為骨料所所吸附附的水分分，這這部分完完全被被骨料所所吸收收，在拌和物中不能能能起到潤潤滑和和提高流流動性性的作用用，把把它稱為為吸附附水，吸吸附水水為骨料料吸水水吸至飽飽和面面干狀態(tài)態(tài)時的的用水量量；另另一部分分為拌拌和用水水量，這這部分水水分布布在水泥泥砂漿漿中，提提高拌拌和物的的流動動性，并并且在在混凝土土凝結結硬化時時，這這部分自自由水水除有一一部分分蒸發(fā)外外，其其余的要要參與與水泥的的水化化反應，稱稱為為自由水水。其其中，自自由水水預水泥泥用量量之比稱稱為自自由水灰灰比。配配合比設設計時時，煤矸矸石混混凝土的的強度度主要取取決于于自由水水灰比比。具體體設計計流程如如圖3-2。(4)由水灰比比比的配合合比設設計方法法的優(yōu)優(yōu)點水灰比比比的配合合比設設計方法法，可可大幅度度降低低標準差σ,節(jié)約水泥泥用用量。同同時吸吸附水存存儲在在骨料內內部，起起到蓄水水池作作用，為為水泥泥的水化化和凝凝結硬化化提供供充足的的水分分，這對對混凝凝土強度度的發(fā)發(fā)展是有有利的的。隨著著水化化的進一一步進進行，當當周圍圍環(huán)境較較干燥燥和自由由水分分蒸發(fā)時時，骨骨料可以以釋放放出內部部的水水分，保保證混混凝土在在較長長的時間間內保保持一定定濕度度，促進進混凝凝土強度度的發(fā)發(fā)展。這這種“內養(yǎng)護”通常比外外部部養(yǎng)護作作用更更大、更更均勻勻、而且且更經(jīng)經(jīng)濟。而而且，基基于自由由水灰灰比的配配合比比設計，可可以以不考慮慮骨料料的吸水水率和和表面性性質的的差異。自自由由水灰比比均由由混凝土土的和和易性以以及強強度決定定，吸吸附水可可以在在拌和混混凝土土前，先先加入入到煤矸矸石骨骨料中。若若采采用不同同品質質的煤矸矸石骨骨料，應應依據(jù)據(jù)吸水率率的不不同分別別加入入各自所所需的的吸附水水，這這樣可以以使煤煤矸石混混凝土土的配合合比得得到簡化化?；谝陨蟽?yōu)點，本本實驗采用此此方法進行配配合比設計。3.2.4煤矸石混混凝凝土初步步配合合比設計計1)基本參參參數(shù)(1)水膠比水膠比比比為混凝凝上中中用水量量與膠膠凝材料料的比比值，是是影響響混凝土土強度度及耐久久性最最為重要要的因因素，水水膠比比較小時時，混混凝土的的強度度、密實實性及及耐久性性較高高，但耗耗用水水泥較多多，混混凝上發(fā)發(fā)熱量量也較大;水膠比較較大大時，混混凝土土強度低低，影影響了混混凝土土拌合物物的黏黏聚性及及保水水性等。（2）用水量用水量量量是決定定混凝凝土拌合合物流流動性的的基本本因素，確確定定混凝土土單位位用水量量應根根據(jù)施工要求的混混混凝土拌拌合物物流動性性、骨骨料的級級配以以及最大大粒徑徑、水泥泥用量量、使用用外加劑情況等條條條件確定定。（3）砂率砂率是是是指混凝凝土中中砂的用用量與與砂石總總量質質量比，合合理理的砂率率應根根據(jù)拌合合物的的坍落度、黏聚性性性和保水水性等等特征來來確定定，在保保證拌拌合物不不離析析，又能能很好好地澆灌灌、搗實的條件下，應應盡量選用較較小的砂率，可可節(jié)約水泥。2)初步配合合合比設計計本課題擬配C3330及C40強度等級級混混凝土.首先根據(jù)JGJJJ555-22000《普通混混凝凝土配合合比設設計規(guī)程程》按按照普通通混凝凝土配合合比設設計方法法設計計，然后后確定定吸附水水的用用量，該該部分分水根據(jù)據(jù)再生生粗骨料料的有有效吸水水率確確定。3)配合比試試試配與調調整為了使再生混凝凝凝土具備備符合合條件的的和易易性和適適宜的的坍落度度指標標，對經(jīng)經(jīng)過計計算的初初步配配合比進進行多多次調整整和試試配。調調整的的依據(jù)是是在不不改變水水灰比比的前提提下，微微量增加加或減減少單位位體積積內水泥泥漿的的用量。增增加加水泥漿漿（水水灰比不不變）時時，拌和和物的的流動性性增強強，坍落落度增增加；反反之，減減少水泥泥漿時時，拌和和物的的流動性性變差差，坍落落度減減少。4)配合比詳表表表3-4CCC30煤矸石混混凝凝土試驗驗配合合比編號水灰比砂率（%）單位體積骨料用用用量（kgg／m3）坍落度（mm）立方體軸心抗壓壓壓強度（28d）水水泥砂粗骨料減水劑10.480.38200396.8368511163.96037.420.450.4318039684211163.963036.530.480.43190395.83766.81016.53.9516733.440.450.43178.1395.83766.81016.53.9516037.1表3-5CCC40煤矸石混混凝凝土試驗驗配合合比型號水灰比砂率（%）單位體積骨料用用用量（kgg／m3）坍落度（mm）立方體軸心抗壓壓壓強度（28d）水水泥砂粗骨料減水劑10.320.35164.8515637.071183.13335.1515048.420.320.4164.8515637.07946.55.1521044.630.40.35230575593.251101.75555.7518546.65）最終使用混混混凝土配合合比比表3-6煤煤煤矸石混凝凝土土試驗最最終配配合比型號水灰比砂率（%）單位體積骨料用用用量（kgg／m3）坍落度（mm）立方體軸心抗壓壓壓強度（28d）水水泥砂粗骨料減水劑C300.450.43178.1395.83766.81016.53.9516037.1C400.40.35230575593.251101.75555.7518546.63.3凈凈凈漿裹石石工藝藝在煤矸矸石混混凝土的的應用用在試驗中，我們們們采用了了凈漿漿裹石的的攪拌拌工藝。煤煤矸矸石粗集集料混混凝土與與普通通混凝土土相比比，由于于組成成復雜，存存在在兩種漿漿體和和兩種界界面。因因而其力力學性性能受更更多種種因素的的影響響。盡管管如此此，努力力改善善煤矸石石集料料與新漿漿體之之間的界界面粘粘結仍不不失為為提高煤煤矸石石混凝土土強度度的一種種有效效措施。由由于于需要圖3-3測定坍落落度度配得的煤矸石混混混凝土強強度較較高，我們考慮了廢棄棄棄混凝土土在破破碎工藝藝過程程中，使使我們們得到的的廢棄棄混凝土土骨料料內部產(chǎn)產(chǎn)生了了細微裂裂縫，從從而對強強度產(chǎn)產(chǎn)生不利利影響響。采用用凈漿漿裹石工工藝可可以增強強骨料料界面的的機械械咬合作作用，改改善煤矸矸石混混凝土骨骨料之之間的界界面，從從而提高高混凝凝土強度度。3.3.1原理理理分析混凝土強度由骨骨骨料強度度、水水泥石強強度以以及水泥泥石和和骨料表表面間間的粘結結強度度決定，對對于于煤矸石石混凝凝土來說說，骨骨料強度度是足足夠的。結結構構中最主主要、最最薄弱的的環(huán)節(jié)節(jié)是各相相間界界面的粘粘結力力，其中中水泥泥石與石石子界界面的粘粘結力力對混凝凝土強強度起著著決定定性作用用，而而煤矸石石圖3-4強制性攪攪拌拌機混凝土在破碎過過過程中廢廢棄混混凝土內部會產(chǎn)生細細細小裂紋紋，從從而對煤煤矸石石混凝土土強度度產(chǎn)生不不利影影響。凈凈漿裹裹石工藝藝能夠夠提高混混凝土土整體強強度，提提高物料料顆粒粒的均勻勻分散度，增強水水水泥石與與石子子界面的的機械械咬合作作用，阻阻止部分分游離離水向石石子與與水泥漿漿界面面集中，增增強強水泥石石與石石子間的的界面面強度。3.3.2試驗設備備與與試驗方方法試驗設備：強制制制式攪拌拌機、150×150×150標準試模模、坍落度度筒、鐵鍬鍬、振動和和等。試驗方法：先投投投入煤矸矸石混混凝土骨骨料繼繼續(xù)攪拌拌600s，再將將一一部分水水、水水泥投入入攪拌拌機內攪攪拌660s，然后再再投投入砂子子，最最后加入入剩余余的水、水水泥泥，出料料、制制作試塊塊。3.3.3對煤矸石石混混凝土的的影響響與天然集料相比比比，煤矸矸石集集料不僅僅棱角角多，且且表面面往往包包裹著著一層(或部分)砂漿(或水泥漿)，這樣，煤煤煤矸石混混凝土土內部集集料-漿體結構構更更為復雜雜，界界面數(shù)量量更多多。因而而其力力學性能能受更更多種因因素的的影響，更更為為復雜。采用凈漿裹石工工工藝有效效地改改善了煤煤矸石石混凝土土骨料料界面，從從而而有效地地提高高了煤矸矸石混混凝土的的強度度。對提提高其其強度的的效果果十分顯顯著。第四章高性性性能煤矸矸石混混凝土的的試驗驗研究4.1煤矸石混混混凝土的的工作作性能4.1.1煤矸矸矸石混凝凝土的的和易性性和易性是指混凝凝凝土拌合合物能能保持其其組成成成分均均勻，不不發(fā)生分分層離離析、泌泌水等等現(xiàn)象，適適于于運輸、澆澆注注、搗實實成型型等施工工作業(yè)業(yè)，并能能獲得得質量均均勻、密密實的混混凝土土的性能能。和和易性為為一綜綜合技術術性能能，它包包括流流動性、粘粘聚聚性和保保水性性三方面面。（1）煤矸石混混凝凝土和易性性性的測定定經(jīng)常用坍落度試試試驗方法法（圖圖4-1）測定混混凝凝土拌合合物的的流動性性，再再輔以直直觀經(jīng)經(jīng)驗目測測評定定粘聚性性和保保水性。試試驗驗如圖。測測定定坍落度度的方方法是：：將混混凝土拌拌合物物按規(guī)定定方法法裝入坍坍落筒筒——標準截頭頭圓圓錐筒（無無底底）內，裝裝搗搗刮平后后，將將筒垂直直向上上提起，這這時時錐體混混凝土土拌合物物則因因自重而而產(chǎn)生生坍落，用用尺尺量出其其坍落落的高度度值，以mm計，即為為混凝土拌拌合物的坍坍落度。坍坍落度越大大，表示混混凝土拌合合物的流動動性越好。在在測定坍落落度的同時時，還應用用振搗棒敲敲擊已坍落落的混凝土土拌合物試試體，觀察察其受擊后后下沉、坍坍落情況及及四周泌水水情況，然然后再憑目目測判定混混凝土拌合合物粘聚性性和保水性性的優(yōu)劣。圖4-1坍落度實驗（2）測定結果果分分析煤矸石具有很強強強的吸水水性，并并且吸水水會直直接導致致煤矸矸石強度度的降降低。本本試驗驗在保證證煤矸矸石混凝凝土塌塌落度要要求的的同時，嚴嚴格格控制了了用水水量，減減水劑劑在試驗驗過程程中發(fā)揮揮了很很大的作作用。試試驗所配配得的的煤矸石石混凝凝土塌落落度保保持在100mmmm～200mmm的范圍內內，完完全可以以滿足足工程要要求。與與普通混混凝土土一樣，煤煤矸矸石混凝凝土的的和易性性與水水泥漿的的數(shù)量量、水泥泥漿的的稠度等等因素素關系密密切。在水水灰比不變變的情況下下，水泥漿漿的數(shù)量越越多，拌合合物的流動動性越大。水水泥漿的稠稠度取決于于水灰比。水水灰比小，水水泥漿稠，拌拌合物流動動性就小，水水灰比過大大，拌合物物產(chǎn)生流漿漿和離析，粘粘聚性和保保水性變差差。水泥漿漿的數(shù)量和和稠度取決決于用水量量和水灰比比。用水量量是影響混混凝土和易易性的最主主要因素。煤煤矸石混凝凝土的和易易性還與砂砂率有關。當當砂率過大大時，骨料料的總表面面積和空隙隙率均增大大，當混凝凝土中水泥泥漿量一定定的情況下下，拌合物物就顯得干干稠，流動動性就變小小，如要保保持流動性性不變，則則需增加水水泥漿，就就要多耗用用水泥。反反之，砂率率過小，易易使混凝土土產(chǎn)生粗骨骨料離析、水水泥漿流失失，甚至出出現(xiàn)潰散等等現(xiàn)象。砂砂率過大或或過小，混混凝土的流流動性都降降低。因此此，砂率應應選擇合理理砂率值。所謂合理砂率值是指在用水量及水泥用量一定的情況下，能使混凝土拌合物獲得最大的流動性，且能保持粘聚性及保水性良好的砂率值。當采用合理砂率值時，能在拌合物獲得所要求的流動性及良好的粘聚性與保水性的條件下，使水泥用量最小。4.1.2煤煤煤矸石混混凝土土的凝結結凝結是新拌混凝凝凝土的重重要性性能之一一，因因為凝結結的程程度可用用于確確定混凝凝土是是否易于于澆筑筑施工及及何時時可以承承受荷荷載。另另外，從從混凝土土攪拌拌到凝結結這一一段時間間內，各各種狀態(tài)態(tài)下的的混合料料都容容易受到到環(huán)境境的影響響。煤煤矸石對對凝結結的影響響可以以通過初初凝和和終凝時時間進進行評估估。經(jīng)經(jīng)試驗研研究表表明混凝凝土的的凝結時時間隨隨著煤矸矸石摻摻量的增增加而而延長。煤煤矸矸石摻量量從10%到30%時，初凝凝時時間變化化幅度度不明顯顯，說說明煤矸矸石摻摻量10%到30%時處于適適宜宜善良的的臨界界狀態(tài)，當當進進一步增增加摻摻量時，煤煤矸矸石對混混凝土土凝結時時間的的延緩作作用大大幅增加加。這這是因為為煤矸矸石代替替水泥泥后，水水泥漿漿體濃度度響度度相對降降低，有效水水灰灰比增大大，水水化速率率變慢慢，凝結結時間間延長。另另一一方面，低低水水灰比下下，煤煤矸石更更好地地填充于于水泥泥顆粒之之間，釋釋放出的的自由由水使水水泥膠膠體濃度度更為為降低，整整個個體系水水化速速率大大大降低低，混凝凝土凝凝結時間間大大大延長了了。因因此，煤煤矸石石混凝土土可以以通過對對煤矸矸石的用用量控控制以及及摻加加適量的的外加加劑，如如緩凝凝劑和促促凝劑劑，來調調節(jié)其其凝結時時間，使使之適用用于工工程應用用。4.2立方體抗抗抗壓強度度試驗驗4.2.1試驗驗驗設備和和測試試方法1）試件制備試塊的制作與養(yǎng)養(yǎng)養(yǎng)護均在在市政政混凝土土攪拌拌站進行。煤矸矸石石混凝土拌拌合合物采用350型立式高高效效攪拌機機攪拌拌。投料料順序序為:先攪拌砂砂和和煤矸石至均均勻勻，再加加入一一半水泥泥和水水，進行行凈漿漿裹石，繼繼續(xù)續(xù)攪拌至至混合合均勻，然然后后再加入入剩余余的水和和水泥泥，并在水中中摻摻入1%的高效減減水水劑。攪攪拌3~5mmiin后立即測量量坍坍落度然然后將將拌合物物注入入尺寸為為1550mmm×150mmmm×150mmmm的鋼模，振振振動臺振振搗密密實后用用刮刀刀插實周周邊、抹抹平表面(見圖4.2)，24小時后拆拆模模。將試試塊放放入養(yǎng)護護室，在在標準條條件下下(溫度20±2℃，相對濕濕度度低于95%)養(yǎng)護28天后測其其抗抗壓強度度。共共制作混混凝土土試塊122塊。先試做3組9個試塊，分分分別以0.322,,0.44,00.48的水灰比比養(yǎng)養(yǎng)護7天，測其其抗抗壓強度度，并并挑出強強度最最好的一一組進進行研究究，再再做1組3個試塊，進進進行28天的標準準掩掩護測其抗抗壓壓強度（圖4-3）。圖42立方體抗抗壓壓試驗試圖4-33立方體抗抗壓壓試驗2）試驗驗驗方法混凝凝凝土立方方體抗抗壓強度度按式式（4-1）計算（4-1）式中：——混凝凝凝土立方方體抗抗壓強度度（MPa）；F——極限荷載載（NN）；A——受壓面積積（）。4.2.2試驗驗驗分析1）煤矸石混凝凝凝土破壞形形態(tài)態(tài)加載初期，煤矸矸矸石混凝土土試試塊表面面未發(fā)發(fā)現(xiàn)有裂裂縫出出現(xiàn)，隨隨著荷荷載的增增大試塊內的的應應力不斷斷增加加試塊中中開始始出現(xiàn)裂裂縫。起起初出現(xiàn)現(xiàn)的裂裂縫靠近近試塊塊的側表表層，在在試塊高高度中中央為垂垂直方方向，沿沿斜向向往上下下端發(fā)發(fā)展，至至加載載面處轉轉向試試塊角部部，形形成斜裂裂縫。隨著著荷載的繼繼續(xù)增加，新新的裂縫逐逐漸向里發(fā)發(fā)展，表面面混凝土開開始外鼓、剝剝落。最終終的破壞形形態(tài)為正倒倒相連的四四角錐。煤煤矸石混凝凝土試塊的的破壞斷面面主要是煤煤矸石界面面，未發(fā)現(xiàn)現(xiàn)煤矸石被劈劈開的情況況，表明煤煤矸石混凝凝土的破壞壞形態(tài)與普普通強度天天然混凝土土比較接近近。從破壞壞形態(tài)來看看，煤矸石石混凝土的的破壞基本本上均為煤煤矸石和水水泥凝膠體體面之間的的粘結破壞壞，但是試試驗中也發(fā)發(fā)現(xiàn)有一些些煤矸石混凝凝土試塊表表現(xiàn)出較大大的脆性。因此，煤矸石混凝土和普通混凝土破壞形態(tài)相差無幾。2）數(shù)據(jù)分析混凝土抗壓強度度度的統(tǒng)計計參數(shù)數(shù)(均值、標標準準差和變變異系系數(shù))和概率分分布布特征是是進行行混凝土土構件件和結構構可靠靠性分析析與設設計及安安全性性評價的的基礎礎。一般般認為為，由于于煤矸矸石粗骨骨料的的隨機性性與變變異性較較天然然粗骨料料大，因因此煤矸矸石混混凝土抗抗壓強強度的變變異系系數(shù)將大大于普普通混凝凝土。但但是，以以往針針對粗骨骨料全全部采用用煤矸矸石的粗粗骨料料混凝土土研究究則表明明，煤煤矸石混混凝土土抗壓強強度的的變異系系數(shù)與與普通混混凝土土差別不不大，這這可能是是由于于這些試試驗中中所用的的煤矸矸石粗骨骨料來來源單一一，其其質量較較為均均勻。本本節(jié)以以試配強強度為為C40((WW/C==0..32)的煤矸石石混混凝土為為研究究對象，研研究究了不同同來源源與單一一來源源煤矸石石混凝凝土抗壓壓強度度統(tǒng)計參參數(shù)與與概率分分布特特征之間間的區(qū)區(qū)別，工工程中中不同來來源煤煤矸石混混凝土土抗壓強強度標標準差的的取值值。經(jīng)過過試驗驗測定，測測得得C40混凝土立立方方體抗壓壓強度度值如表4-1所示。表4-1立立立方體抗壓壓強強度編號立方體抗壓強度度度（MPa）平均值（MPaaa）146.848.4248.2349.8試驗經(jīng)經(jīng)經(jīng)過28天標準養(yǎng)養(yǎng)護護測得強強度平平均值為48.44MMPa，與按要要求求配制的C40的普通混混凝凝土強度度相差差不多。由由于于煤矸石石混凝凝土的雜雜質多多，煤矸矸石混混凝土的的粗骨骨料表面面比較較復雜，等等多多種情況況對立立方體抗抗壓強強度的減減小會會有較大大的影影響，以以及在在我們自自己制制作試件件過程程中也沒沒有像像規(guī)范那那么標標準，導導致了了強度與C40強度相比比有有些減小小。但但通過試試驗結結果，基基本得得出了煤煤矸石石混凝土土的強強度可基基本達達到普通通混凝凝土的強強度狀狀態(tài)。4.3抗折強度度度試驗4.3.1.試試試驗設備備和測測試方法法1）試驗設備試驗機是能施加加加均勻、連連續(xù)續(xù)、速度度可控控的荷載載，并并帶有能能使二二個相等等荷載載同時作作用在在試件跨跨度3分點處的的抗抗折試驗驗裝置置，見圖4-4。試件的支支座座和加荷荷頭應應采用直直徑為為20～40mm、長度不不小小于10mmm的硬鋼圓圓柱柱，支座座立腳腳點固定定鉸支支，其他他應為為滾動支支點。圖4-4抗折試驗驗裝裝置圖4-55破壞壞形態(tài)2)抗折強度試試試驗步驟驟(1)))試件從養(yǎng)養(yǎng)護護地取出出后應應及時進進行試試驗，將將試件件表面擦擦干凈凈。(2)))裝置試件件，安安裝尺寸寸偏差差不得大大于1mm。試件的的承承壓面應應為試試件成型型時的的側面。支支座座及承壓壓面與與圓柱的的接觸觸面應平平穩(wěn)、均均勻，否否則應應墊平。(3)))施加荷載載應應保持均均勻、連連續(xù)。當當混凝凝土強度度等級級＜C30時，加荷荷速速度取每每秒0.02～0.055MMPa；當混凝凝土土強度等等級≥C30且＜C60時，取每每秒秒鐘0.005～0.088MMPa；當混凝凝土土強度等等級≥C60時，取每每秒秒鐘0.008～0.100MMPa，本試驗驗采采用第二二組，至至試件接接近破破壞時，應應停停止調整整試驗驗機油門門，直直至試件件破壞壞，破壞壞形態(tài)態(tài)如圖4-5，然后記錄錄破破壞荷載載。(4)記錄試件件破壞壞荷載的的試驗機機示值值（見表4-2）及試件下下邊邊緣斷裂裂位置置。表4-2抗折折折試驗破壞壞荷荷載序號破壞荷載(KNNN)抗折強度(MPPPa)理論抗折強度(((MPa))第一組40.805.444.30第二組35.654.754.30第三組04.3.2計算算算方法煤矸石混凝土抗抗抗折試驗驗試件件為1500mm×150mmm×550mmm棱柱體體，跨跨度l=4500mmm，采用用4分點加載載，并并按照《普普通通混凝土土力學學性能試試驗方方法》(GB／T5000081--20002))進行行試驗。煤煤矸矸石混凝凝土的的抗折強強度((MPa))按下下式計算（4-2）式中：F為試件件件的破壞壞荷載載，N；b，h分別為試試件件的截面面寬