摘要
煤矸石是煤炭生产过程中伴生的固体废弃物，我国目前累积存量超过50亿吨。由于缺乏有效利用途径致使煤矸石大量堆存，不仅占用土地引发环境问题，同时也是对煤矸石这种潜在性可利用资源的浪费。鉴于煤矸石与天然骨料具有物化组成的相似性，同时考虑工程建设中天然砂石短缺的现状，本文以榆神府矿区煤矸石利用为切入点，将矿产煤矸石作为粗骨料制备混凝土，开展煤矸石混凝土柱受压性能和受压承载力的试验研究。 对煤矸石的化学成分与矿物成分进行了实验研究，掌握了煤矸石的物化组成；之后将煤矸石破碎、筛分制成煤矸石粗骨料，对其主要物理性能指标进行了试验研究。通过对煤矸石有关特性的实验研究，表明榆神府矿区矿产煤矸石可作为混凝土粗骨料使用。 为了研究煤矸石混凝土的基本力学性能，本文以煤矸石取代率、水灰比及减水剂掺量为主要因素，开展了三因素三水平正交试验，设计了27组不同配合比的煤矸石混凝土，浇筑了405个煤矸石混凝土标准试块，分别对煤矸石混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度及弹性模量与泊松比进行了试验研究。试验结果表明：煤矸石取代率对混凝土强度影响最为显著，混凝土强度随煤矸石取代率的增加而不断降低。此外，通过回归分析得到了煤矸石混凝土各强度指标之间的换算关系。 将煤矸石取代率和初始偏心距作为主要影响因素，进行了12根煤矸石混凝土柱的力学性能试验，试验结果表明：煤矸石混凝土柱的破坏形态与普通混凝土柱基本相似；随煤矸石取代率的增加，柱承载能力不断降低，变形不断增大；将煤矸石混凝土柱承载能力试验值与计算值的对比，表明普通混凝土规范中正截面受压承载能力计算理论同样适用于煤矸石混凝土柱。 本文关于煤矸石混凝土基本力学性能与煤矸石混凝土柱受压性能的研究结果，对于煤矸石混凝土在实际工程中的应用具有重要参考价值。
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