再生混凝土耐久性研究进展

再生混凝土的耐久性研究对于再生混凝土的广泛应用有着重要意义。文章通过对国内外再生混凝土耐久性相关研究的深入对比分析,阐述了再生混凝土抗冻性、抗碳化性、抗氯离子渗透性以及变形性;分析再生混凝土的耐久性劣化机理并总结出相应改善措施。     

磨细高炉矿渣对海工混凝土抗冻性和氯离子扩散性能的影响

以天然海水为介质研究了掺加磨细矿渣的海工混凝土抗冻性和氯离子扩散性能,通过研究水胶比、矿渣和引气剂掺量等因素对混凝土抗冻性和抗氯离子渗透性能的影响.并与普通混凝土进行对比.结果表明:矿渣虽然能提高混凝土的抗氯离子渗透性能但不能提高混凝土的抗冻性;随水胶比减小,矿渣混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性能同时得到提高;矿渣只有与引气剂共同使用,才能同时有效提高混凝土海水环境中的抗冻性和抗氯离子渗透性.以常用抗冻性和氯离子渗透性指标的比值(R)可以反映海工混凝土的耐久性优劣,电子显微镜分析结果与R的评价结果吻合较好.     

C50渡槽高性能混凝土耐久性研究

基于渡槽混凝土病害严重、耐老化性能差等问题,采用萘系和聚羧酸盐两种高效减水剂,根据不同水胶比、粉煤灰掺量、粉煤灰矿粉复掺配制出C50渡槽高性能混凝土,并测试混凝土的抗氯离子扩散系数、抗冻性和抗碳化性能等耐久性指标,分析水胶比、粉煤灰掺量、粉煤灰矿粉复掺对其耐久性的影响。结果显示:随着粉煤灰掺量增加,混凝土的抗氯离子渗透性能有所提高,但抗冻性能和抗碳化性能均呈下降趋势;粉煤灰矿粉复掺提高了混凝土的抗氯离子渗透性能和抗碳化性能,抗冻性略有降低。     

再生粗骨料混凝土的配制与性能研究

由于再生骨料自身缺陷导致其力学性能和耐久性较差,其严重制约了再生骨料混凝土在工程实践中的应用。本文在参阅大量相关研究文献的基础上,综述了再生骨料混凝土力学性能、抗冻性、抗氯离子渗透性、抗碳化等方面,有助于其他学者对再生骨料混凝土的技术研究和工程应用。     

再生混凝土的强度及耐久性能研究

基于基本的力学方法和耐久性方法研究了再生混凝土的抗压强度、抗碳化性能和抗冻性能。并采用压汞法对再生混凝土的孔结构进行研究。结果表明:再生混凝土的抗压强度比普通混凝土的抗压强度略有降低,孔隙率相比普通混凝土的孔隙率增加了49.5%;其抗碳化能力小于普通混凝土的抗碳化能力;再生混凝土的抗冻性远远小于普通混凝土的抗冻性,180次循环之后其质量损失率接近普通混凝土质量损失率的3倍。     

钢纤维再生粗集料混凝土的力学性能和抗冻性研究

为了研究钢纤维对再生混凝土抗冻性的影响,试验以钢纤维的体积掺量为1%,2%和3%,研究钢纤维再生混凝土的力学性能和抗冻性,并对再生混凝土的孔结构特征进行了分析。研究结果表明,钢纤维的掺入对再生混凝土抗压强度的提高不明显,对再生混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度提高比较显著。钢纤维的掺入改善了混凝土的抗冻性能,降低了再生混凝土的孔隙率。     

石粉对机制砂混凝土抗渗透性和抗冻融性能的影响

测试了石粉含量(质量分数)对不同强度等级机制砂混凝土强度、抗氯离子渗透性能和抗冻性能的影响.结果表明:随着机制砂中石粉含量的增加,低强度机制砂混凝土的抗氯离子渗透性能提高,而抗冻性能降低,尤其是当石粉含量高于10%(石粉与水泥体积比超过1:3.47)时,低强度机制砂混凝土抗冻性劣化明显;当石粉含量大于7%时,高强机制砂混凝土工作性劣化,而当石粉含量从3.5%提高到14%,高强机制砂混凝土的抗氯离子渗透性能和抗冻性能均未降低.     

粒化高炉矿渣粉在海工高性能混凝土中的应用研究

研究了粒化高炉矿渣粉在海工高性能混凝土中的应用,重点研究了反映抗氯盐侵蚀的电量和扩散系数两项指标.随着水灰比的降低,基准混凝土的抗氯离子渗透性不断降低,但仍不能满足海工高性能混凝土的要求.选用水胶比0.35采用大掺量粒化高炉矿渣粉的高性能混凝土的电量和扩散系数显著减小,满足海工高混凝土的抗氯离子渗透性的要求,其掺量约70%.     

水胶比对大掺量矿物掺合料混凝土耐久性的影响

本文从抗碳化性能、抗冻性能、抗氯离子扩散渗透性能和抗气体渗透性能四个方面系统研究了大掺量矿物掺合料混凝土在不同水胶比情况下的耐久性能变化规律。结果表明大掺量矿物掺合料混凝土的抗碳化性能、抗冻性能、抗氯离子扩散渗透性能和抗气体渗透性能均随水胶比增大而降低,但其抗气体渗透性系数在早期受水胶比影响较显著,养护90 d的大掺量矿物掺合料混凝土气体渗透性系数基本不受水胶比影响。     

高性能贝利特硫铝酸盐水泥混凝土性能研究

为了推进新型低碳低能耗的高性能贝利特硫铝酸盐水泥在工程中的应用,对比研究了高性能贝利特硫铝酸盐水泥和硅酸盐水泥制备的不同强度等级的混凝土的各项性能。结果表明:较之硅酸盐水泥混凝土,高性能贝利特硫铝酸盐水泥混凝土的工作性能优良,C30和C50混凝土各龄期的抗压强度分别平均提高4MPa和9MPa,高性能贝利特硫铝酸盐水泥混凝土的抗水和氯离子渗透性、抗硫酸盐侵蚀性、抗冻性、干燥收缩性能均好于硅酸盐水泥混凝土,抗碳化性能相对较弱,抗钢筋锈蚀能力两种水泥混凝土差别不大。     

冻融循环下再生混凝土孔隙分布变化及其对抗冻性能的影响

为研究冻融循环下再生混凝土孔隙分布变化对抗冻性能的影响,选取再生骨料取代率为0%、50%、100%的三组混凝土进行冻融循环试验,基于核磁共振(NMR)技术,监测混凝土冻融破坏过程中内部孔隙结构的分布和变化情况.结果表明:冻融循环试验中,普通混凝土和50%取代率的再生混凝土抗冻性能相近,孔隙扩展不明显,而全取代再生混凝土内部孔隙扩展情况显著,混凝土抗冻性能明显降低;核磁共振测得的混凝土内部孔隙分布变化和孔隙体积变化率参数,能够很好的反映混凝土的抗冻性能,可以作为评判混凝土结构抗冻性的重要指标之一.     

石粉含量对硫铝酸盐水泥基高性能混凝土耐久性能的影响

在天然砂资源有限和环保大环境下，机制砂高性能混凝土已经普遍应用。笔者就机制砂中石粉含量对硫铝酸盐水泥基高性能混凝土耐久性能影响进行研究，主要研究不同石粉含量对硫铝酸盐水泥基混凝土耐久性能（抗冻性和抗渗性等性能）的影响。研究表明：随着机制砂中石粉含量的增加，其硫铝酸盐水泥基高性能混凝土抗冻性能逐渐增强，且掺量越高增强越明显；其硫铝酸盐水泥基高性能混凝土抗渗性能逐渐提高，且掺量越高提高越明显。     

Frost resistance of recycled aggregate concrete

The research presented in this paper deals with concrete containing building waste recycled as aggregates. The frost resistance is used as a durability indicator. The characteristics of recycled aggregates (RAs) and their impact on the characteristics of RA concrete are presented. Some basic factors concerning the frost resistance of RA concrete as RA content and degree of water saturation are considered. The RA concrete is compared with a control concrete made with natural aggregates. The pertinence of different criteria for the assessment of the frost resistance is also discussed.     

再生粗骨料混凝土抗冻性能研究进展

将再生粗骨料应用于混凝土制备可有效减少原材料生产对生态环境的破坏,还可实现建筑废弃物的再生利用。但由于存在老旧砂浆包裹、原始缺陷较多等问题,再生粗骨料混凝土吸水率较高且薄弱界面较多,抗冻性能较差,对寒冷环境下的混凝土结构产生了极为不利的影响。本文综合分析国内外对再生粗骨料混凝土抗冻性能的研究现状,发现复杂脆弱的界面过渡区是再生粗骨料混凝土承受冻害时的薄弱环节,微裂缝和孔隙的发育使其在冻融循环过程中的性能不断降低。再生混凝土的抗冻性能随着再生粗骨料掺量的增加而加速劣化,再生粗骨料质量掺量应控制在50%以内。质量损失、相对动弹性模量和抗压强度是评价再生混凝土冻融损伤水平的常用指标,质量损失在试验初期会出现负增长情况,相对动弹性模量在有限冻融循环次数下的反应较不敏感,相比之下抗压强度能更好地体现再生粗骨料混凝土的冻融损伤水平。未来,还应对再生混凝土冻融损伤机理进行更加系统深入的研究,探究效果良好的非破坏性试验指标,以及在标准冻融试验的基础上结合特定工程环境对再生混凝土抗冻性能进行具体评价,推动再生粗骨料混凝土更加广泛的应用。     

再生粗骨料附着砂浆含量对再生混凝土抗冻耐久性的影响

选取五种不同附着砂浆含量的商用再生粗骨料在全取代天然粗骨料条件下制备C40再生混凝土,探讨了30%极限拉应力水平下,再生粗骨料附着砂浆含量对再生混凝土抗冻耐久性的影响规律,通过数学拟合确定了基于相对动弹性模量和抗冻耐久性指数要求的砂浆界限含量。结果表明:冻融循环后,再生混凝土抗压强度损失率与附着砂浆含量存在较强线性关系;再生混凝土质量损失率、相对动弹性模量、抗冻耐久性指数均与再生粗骨料附着砂浆含量呈二次函数关系;以冻融循环300次后再生混凝土相对动弹性模量降至60%为限值,获得对应的砂浆界限含量为49.52%(质量分数);以不同设计使用年限及不同冻融工况所规定的抗冻耐久性指数作为界定条件,得到了再生混凝土在拉应力条件下满足相应抗冻耐久性指数的砂浆界限含量。最后,通过搜集文献数据验证了本研究结果的合理性。     

超细粉煤灰高性能混凝土耐久性试验研究

研究了由电收尘气流分选工艺收集的超细粉煤灰(UFA)对高性能混凝土耐久性能的影响。结果表明:超细粉煤灰提高了高性能混凝土的抗冻性和抗渗性,掺UFAI(适用于C50～C70的高温性能混凝土工程的超细粉煤灰)的高性能混凝土其单位面积磨损量均有不同程度的降低并具有优良的护筋性,掺粉煤灰可以改善高性能混凝土的抗硫酸盐侵蚀性,尤其是对混凝土的早期强度和干缩性能具有显著的改善效果。     

利用砖混建筑废弃物制备再生混凝土的性能研究

由砖混建筑废弃物制备的再生粗骨料通常含有部分碎砖粗骨料。为研究碎砖含量对混凝土性能的影响,将再生混凝土粗骨料和碎砖粗骨料按不同比例(体积分数)混合制备混合型再生粗骨料,并以30%的取代率取代天然骨料浇筑混凝土试块进行试验研究。研究结果表明:混凝土破坏时,天然粗骨料沿粗骨料与砂浆之间的界面过渡区断裂失效,而碎砖粗骨料则是贯穿粗骨料内部断裂失效;当碎砖含量不超过18%时,对混凝土抗压强度和抗氯离子渗透性能没有明显影响,碎砖含量超过18%时,抗压强度和抗氯离子渗透性明显下降;碎砖含量越大,混凝土抗盐冻能力越差;当砖含量不变时,水灰比越高,再生碎砖粗骨料对混凝土抗压强度的不利影响越小。     

盐碱与冻融耦合作用下再生混凝土耐久性试验研究

通过再生混凝土在3.5%NaCl、3.5%Na2SO4、3.5%NaCl+3.5%Na2SO4和水四种溶液中的冻融循环试验,分析再生混凝土在同浓度不同种类盐碱溶液中经过不同冻融次数后(N)的质量变化(△m)和动弹性模量变化(△E) ,绘制N-△m和N-△E的曲线.同时,设置单掺10%、20%粉煤灰和2%、4%硅灰为对照组,研究粉煤灰和硅灰组分别在3.5%NaCl和3.5%Na2SO4环境下混凝土的抗冻性能规律.结果表明:氯盐环境中,随冻融次数的增加,混凝土表面剥削、开裂现象明显,质量和动弹性模量损失严重,而硫酸盐环境中,冻融前期混凝土内部生成水化产物使质量增加,表面膨胀开裂,后期质量和动弹性模量急剧下降,与浓度3.5%氯盐盐冻相比,硫酸盐盐冻动弹性模量损失更大.冻融破坏强度由强到弱排序为氯盐冻、硫酸盐冻、复合盐冻、水冻;掺入粉煤灰后,氯盐环境下的混凝土抗冻性反而下降,10%掺量优于20%掺量.掺入硅灰后,硫酸盐环境下再生混凝土抗冻性提高,破坏程度要比水冻小,4%掺量优于2%掺量;最后分析了混凝土腐蚀机理.     

同掺再生粗细骨料混凝土的力学与耐久性能研究

为了探讨同时掺入大掺量再生粗骨料和细骨料制备C40及以上强度等级再生混凝土的可行性,在C45天然骨料混凝土配合比的基础上,采用II类再生粗骨料、I类再生细骨料,以同掺再生粗细骨料质量替代率为25%、50%、75%、100%配制了4组再生混凝土,研究了再生粗细骨料替代率对再生混凝土基本力学性能和耐久性能的影响规律。结果表明:当同掺再生粗细骨料的替代率为25%时,混凝土的力学性能下降很小,替代率为50%、75%的混凝土的抗压强度分别达到C45、C40等级,替代率100%的全再生粗细骨料混凝土的28 d抗压、劈拉、轴压强度和弹性模量等力学性能指标较天然骨料混凝土降低12.0%~23.2%,并达到C35抗压强度等级。增加再生粗细骨料的替代率会降低混凝土的耐久性,但即使是全再生粗细骨料混凝土仍可获得高的耐久性,其抗碳化性能、抗氯离子渗透性、抗冻性能分别达到T-IV、RCM-IV和F300等级,说明在混凝土中同时掺用50%及以上再生粗细骨料配制C40及以上强度等级的再生混凝土是可行的。     

双掺粉煤灰及偏高岭土对混凝土性能的影响研究

通过测试混凝土抗压强度、劈拉强度、抗渗、抗碳化、抗冻性能,研究了粉煤灰和偏高岭土单掺、复掺时对混凝土性能的影响。同时分析了粉煤灰和偏高岭土对混凝土性能的作用机理。研究结果表明:当粉煤灰掺量为胶凝材料的15%、偏高岭土掺量为胶凝材料的12%,相比普通混凝土,复掺粉煤灰及偏高岭土混凝土28d抗压强度提高了15.8%、劈拉强度提高了20.4%、渗透系数降低了69.1%、碳化深度降低了29.3%,200次冻融循环后,相对动弹性模量提高了33.1%、混凝土质量损失降低了43.8%。复掺粉煤灰及偏高岭土适用于制备高性能混凝土。