冻融与硫酸盐作用下铁尾矿混凝土损伤性能研究

摘要

为明晰铁尾矿混凝土在复杂环境下的耐久性能，在冻融循环和硫酸盐侵蚀耦合作用下，研究了铁尾矿混凝土的损伤特性。将制备的铁尾矿混凝土在5%（质量分数，下同）的Na₂SO₄溶液中进行冻融循环试验，分析质量损失、相对动弹性模量和抗压强度损失的变化规律；结合损伤力学，以超声波波速为损伤变量，研究耦合作用下铁尾矿混凝土的劣化过程，并通过分析超声波速、弹性模量与孔隙率的关系，构建了铁尾矿混凝土密实度模型。结果表明：铁尾矿混凝土的质量在循环20次时出现阶段性增长，随后呈递减趋势，相对动弹性模量和抗压强度的下降速率呈先快、后慢、再快的现象；抗压强度损失与混凝土损伤度呈正相关，超声波速、弹性模量与孔隙率呈反比；在冻融循环和硫酸盐侵蚀耦合作用下，铁尾矿混凝土的劣化速率最快。研究结果可为铁尾矿混凝土在复杂寒冷环境下的应用提供参考价值。

关键词

非金属建筑材料 / 铁尾矿混凝土 / 冻融循环 / 硫酸盐侵蚀 / 耐久性能 / 密实度模型