【摘 要】
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铁尾矿砂是选矿过程中剩余下来的废弃物,其堆积占用了大量土地,还造成环境污染,研究者发现铁尾矿砂可以用作制作混凝土的细骨料,使其变废为宝。但铁尾矿砂混凝土在季冻区环境下受冻融循环温度荷载作用的相关研究尚鲜见报道,开展铁尾矿砂混凝土低温工作性能、冻融循环破坏机理等方面相关研究,其预期研究成果对于指导季冻区铁尾矿砂在混凝土中的有效和正确使用具有较大意义。本文获得如下结论。（1）以铁尾矿砂掺量为变量分别制
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铁尾矿砂是选矿过程中剩余下来的废弃物,其堆积占用了大量土地,还造成环境污染,研究者发现铁尾矿砂可以用作制作混凝土的细骨料,使其变废为宝。但铁尾矿砂混凝土在季冻区环境下受冻融循环温度荷载作用的相关研究尚鲜见报道,开展铁尾矿砂混凝土低温工作性能、冻融循环破坏机理等方面相关研究,其预期研究成果对于指导季冻区铁尾矿砂在混凝土中的有效和正确使用具有较大意义。本文获得如下结论。（1）以铁尾矿砂掺量为变量分别制作5种掺量的C20、C30铁尾矿砂混凝土试件进行冻融循环试验,测得相同循环次数后40%掺量的铁尾矿砂混凝土试块外观劣化程度最小、质量损失最少、动弹性模量最大、极限抗压强度最高。（2）采用BP神经网络技术建立不同掺量、冻融次数与铁尾矿砂混凝土质量损失之间关系的数学模型,通过该模型研究了铁尾矿砂掺量与水泥强度对抗冻性的影响趋势。以动弹性模量、极限抗压强度的Weibull冻融损伤模型,得到关于冻融次数n与铁尾矿砂掺量的冻融损伤方程D（n,m）,发现20%、40%掺量的铁尾矿砂能减少混凝土的冻融损伤,延长冻融条件下混凝土的使用寿命。（3）采用电子扫描显微镜与Image Pro-Plus软件观察不同掺量的铁尾矿砂混凝土冻融后的微观结构,发现40%掺量的铁尾矿砂混凝土内部结构最为致密,综合分析铁尾矿砂混凝土冻融循环破坏机制为:表面大孔隙吸水饱和→孔隙内水结冰体积膨胀→冻胀力作用于孔隙周围→孔隙数量增多宽度变大→表面微裂纹萌生→试件掉渣、表皮剥落、边角缺失→孔隙中进入更多的水→微裂纹扩展、贯通→结构损坏。（4）使用热力学方程分析混凝土冻融时的温度应力、孔隙力、使用EDS分析铁尾矿砂混凝土组分并结合铁尾矿砂掺量、微观结构的构造,得出结论:冻融时混凝土孔隙水结冰产生的孔隙应力以及铁尾矿砂的线性热膨胀数值不同造成的温度应力是造成铁尾矿砂混凝土冻融循环破坏的原因。
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