再生骨料对混凝土力学性能及耐久性影响的研究

针对再生骨料由于本身结构缺陷的原因,造成混凝土力学性能和耐久性不良的问题,采用再生骨料裹浆预处理和密实骨架堆积配合比设计方法,弥补再生骨料的结构缺陷,提高混凝土密实程度,使得再生骨料混凝土的抗压强度和抗碳化性能、抗氯离子渗透性能得到有效改善。     

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。     

再生骨料混凝土抗氯离子渗透性能研究进展

氯离子侵蚀是影响混凝土结构耐久性的主要因素之一,再生骨料要作结构性材料,须明确再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性能.从界面过渡区特征分析了再生混凝土中氯离子的渗透机理,综述了再生骨料取代率、水灰比、掺合料、施工工艺、应力水平等因素对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响,并阐述了再生骨料强化对再生混凝土抗氯离子渗透的改进效果.最后指出需进一步研究多因素耦合作用下再生混凝土的抗氯离子渗透性能.     

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。     

考虑骨料表面强化的再生混凝土内氯离子传输细观数值模拟

采用纳米强化再生骨料表面的措施来改善再生骨料性能,建立多相再生混凝土细观数值模型,进行氯离子在再生混凝土内部传输的模拟和试验验证,并预测了氯盐环境下再生骨料表面强化混凝土耐久性寿命。结果表明:数值模拟得到的氯离子在再生混凝土内的分布与试验结果吻合较好;同一深度处,越靠近骨料表面,氯离子浓度越大,其中未强化再生骨料表面的氯离子浓度要大于强化再生骨料表面的氯离子浓度;增加保护层厚度可以有效提高纳米强化再生混凝土在氯盐环境下的耐久性寿命;随纳米包裹层氯离子扩散系数的减小,再生混凝土的耐久性寿命有所增加。     

再生骨料取代率对再生混凝土耐久性的影响

再生骨料本身的随机性和变异性,使得再生混凝土微观结构和性能比普通混凝土更复杂。本研究系统研究了再生骨料替代率对再生混凝土抗碳化性能,收缩徐变以及耐高温性能的影响。结果表明,随着再生骨料替代率增加,再生混凝土的碳化深度增加,干缩变形增大。而随着温度增加,再生骨料替代率在50%以上时,再生混凝土经500~800℃高温后的抗压强度残余率显著提高。本研究揭示了再生混凝土结构与性能协同作用机制,为再生混凝土性能调控优化提供了理论指导与方法。     

再生骨料混凝土抗氯盐侵蚀性能研究

本文研究了再生骨料混凝土的抗氯盐侵蚀性能。相比传统骨料制备的混凝土,再生骨料混凝土在孔结构、孔隙液pH以及力学、耐久性方面均表现出较差的服役效果:再生骨料混凝土孔隙率是传统骨料混凝土的3.4倍,达到1.70%,孔径分布也更趋向于大孔危害孔;实测电通量和氯离子扩散系数分别是传统骨料混凝土的4.21倍和6.54倍;再生骨料混凝土28d抗压强度为传统骨料混凝土的62.00%;使用再生骨料制备的混凝土孔隙液pH整体低于传统骨料混凝土。同时研究发现,再生骨料替代传统骨料比例小于50%时,混凝土的抗氯离子渗透能力略微提高;采用自然浸泡法测得再生骨料混凝土的力学性能表现为先提高后降低。     

物理强化对再生混凝土碳化性能影响

研究3种品质物理强化再生粗骨料和不同取代率(Фz=0、50%、100%)取代天然骨料对再生混凝土的碳化性能的影响。结果显示:再生粗骨料混凝土碳化性能为:SA再生粗骨料混凝土FA再生粗骨料混凝土/普通混凝土SBA再生粗骨料混凝土,SBA再生粗骨料混凝土的碳化深度均随着Фz的增大而增大,FA和SA再生粗骨料混凝土的碳化深度均随着Фz的增大而减小。     

再生骨料混凝土抗氯离子侵蚀的多相数值研究

为定量分析再生骨料混凝土各组成相对其抗氯离子侵蚀性能的影响,研究建立可实现任意体积分数再生粗骨料随机分布的再生混凝土五相细微观数值模型,包括新砂浆、新界面过渡区、旧砂浆、旧界面过渡区和核心区原始天然骨料.根据各相氯离子扩散性能和几何性质的不同,探究再生粗骨料体积分数、旧砂浆附着率及新、旧界面过渡区厚度等关键几何参数对再生混凝土抗氯离子侵蚀性能及离子时空分布的影响.结果 表明:作为再生骨料混凝土的重要组成部分,附着旧砂浆和核心区天然骨料的性质与含量对其抗氯离子侵蚀性能起着相互博弈的效应,导致再生骨料混凝土有效氯离子扩散系数随着骨料体积分数的增大而产生明显波动,尤其是当旧砂浆附着率较小时,此现象尤为明显;当骨料体积分数一定时,再生骨料混凝土氯离子扩散性能随着旧砂浆附着率的增大而增强,且增幅随着骨料体积分数的增大而增大;再生骨料混凝土抗氯离子侵蚀性能与新、旧界面过渡区的厚度呈负相关关系.     

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。     

不同高分子防腐材料表面涂层粘附性能变化规律研究

为提高高性能混凝土的耐久性,通过分别在混凝土表面涂一层约3 mm的水性环氧树脂类防腐涂料、聚氨酯类防腐涂料和丙烯酸树脂类防腐涂料,来对比分析有防腐涂料和无防腐涂料的混凝土的抗氯离子性能、抗硫酸根离子性能和抗碳化性能等3种耐久性。试验结果表明,相比较于无涂料混凝土,含有防腐涂料的混凝土抗氯离子侵蚀性能、抗硫酸根离子侵蚀性能和抗碳化性能要好;聚氨酯防腐涂料对混凝土抗氯离子侵蚀性能、抗硫酸根离子侵蚀性能和抗碳化性能等耐久性最强,水性环氧树脂防腐涂料次之,丙烯酸树脂防腐涂料最弱。     

再生混凝土抗碳化性能试验研究

通过9种不同再生粗骨料、再生细骨料取代率下再生混凝土快速碳化试验,系统研究了再生骨料类型及其取代率对再生混凝土抗碳化性能的影响规律.基于试验,分析了分别经受3d、7d、14d和28d碳化试验后再生混凝土碳化深度和立方体抗压强度变化率;提出了再生混凝土28 d碳化深度预测模型;研究了28 d碳化作用后不同取代率下钢筋再生混凝土抗压承载力.试验结果表明,碳化作用导致混凝土立方体抗压强度升高,且提高幅度随再生骨料取代率的增加而增大;再生混凝土抗碳化性能与普通混凝土相比有所降低,各阶段碳化深度较大,且发展较快;再生骨料的掺入对混凝土碳化后抗压承载力具有不利影响;基于本文提出的再生混凝土碳化深度预测值与试验结果符合较好.     

再生骨料混凝土耐久性能的试验研究

在实验室浇筑C20普通混凝土,经28d养护后用破碎机将其破碎、筛选调配制成再生粗骨料与细骨料,以此再生骨料100%替代天然碎石和砂子制备出再生骨料混凝土,探讨了再生骨料混凝土的耐久性能之一,抵抗冻融循环的能力以及抗碳化(中性化)能力.结果表明,100%再生骨料混凝土(简称RR混凝土)试件的冻融循环抵抗性与粗,细骨料置换率为0%的普通混凝土(简称NN混凝土)试件相比,水灰比分别为0.45、0.55时耐久性指数分别降低6%和9%,而且抵抗碳化能力差,碳化速度几乎快三倍.     

氯离子侵蚀程度与再生细骨料取代率对混凝土碳化的影响探讨

在高浓度氯离子环境作用下,研究不同氯离子侵蚀程度与不同再生细骨料取代率的再生细骨料混凝土的碳化行为。研究表明,碳化深度随着氯离子侵蚀时间的增加而减小;碳化速率随着氯离子侵蚀时间的增加而降低;碳化深度随着再生细骨料取代率的增加先增大后减小,取代率为30%时达到最低值;氯离子渗透系数越大,碳化深度越深;随着氯离子侵蚀时间的增加,氯离子渗透系数减小,而碳化发展逐渐减缓;碳化深度与单掺再生细骨料取代率呈现一元二次函数关系。     

钢渣和超细粉煤灰在高强混凝土中的应用

通过在高强混凝土中加入不同掺量的钢渣和超细粉煤灰,研究了钢渣和超细粉煤灰对高强混凝土工作性能、抗压性能、绝热温升、自生收缩、抗碳化性能及氯离子渗透性能的影响.实验结果表明:掺入钢渣和超细粉煤灰会略降低高强混凝土流动性,对高强混凝土的抗碳化性能无明显影响,但能够降低其绝热温升和自生收缩,并能够提高其后期强度及抗氯离子渗透性能.     

再生骨料构成对混凝土性能的影响

通过测试混凝土力学性能和耐久性指标,分析再生骨料构成变化对混凝土性能的影响规律.结果表明:再生砂浆块混凝土28 d前抗压强度较高,长期强度则天然骨料混凝土最高.经过100次冻融循环后,再生骨料混凝土质量损失率均低于5%.天然骨料和再生砂浆块混凝土的抗压强度损失率低于25%,而由30%砖块与70%砂浆块组成的混合骨料混凝土及再生砖块混凝土均超过了限值.各类再生骨料混凝土均可满足P10的抗渗等级要求.其中,天然骨料混凝土抗渗能力最强,其次为再生砂浆块混凝土、再生混合骨料混凝土和再生砖块混凝土;各类混凝土抗氯离子渗透能力与抗渗能力排列顺序一致.以上研究表明,再生骨料中的砖块对混凝土力学性能影响较小,但对耐久性能的负面影响较为显著.     

钢纤维再生混凝土碳化的单因素试验*

碳化是混凝土耐久性的重要指标之一,采用室内试验方式对钢纤维再生混凝土碳化进行研究,利用单因素试验方法,结合方差分析,系统地研究了钢纤维体积率、水灰比及再生粗骨料取代率对混凝土碳化深度的影响程度和规律。结果表明,当再生粗骨料取代率为50%时,钢纤维体积率为1%时,钢纤维再生粗骨料混凝土的碳化深度最小;影响钢纤维再生粗骨料混凝土碳化深度的非常显著影响因素为水灰比,显著影响的因素为再生粗骨料取代率,而钢纤维体积率的影响不显著。     

粘附砂浆含量对再生骨料混凝土抗碳化性能的影响

以再生粗骨料粘附砂浆含量为变量,配制C40再生骨料混凝土进行碳化对比试验,结合碳化模型以碳化深度达到钢筋表面为准则,探究粘附砂浆含量对再生骨料混凝土抗碳化性能的影响.结果 表明,碳化深度与碳化速率均随粘附砂浆含量的增加而增大,且碳化深度增幅较大,粘附砂浆含量处于35％ ～45％(质量分数)时,其碳化深度可以满足一般环境下混凝土结构设计使用年限30 a、50 a和100 a的抗碳化性能要求.     

道路再生混凝土耐久性能研究进展

再生混凝土作为新型环保、可持续发展材料,已经受到广泛的关注与重视.将再生混凝土作为道路材料,其耐久性的好坏直接影响混凝土路面的使用寿命.通过研读国内外相关文献,对比与分析了再生混凝土耐久性(主要包括抗冻性、抗渗性、抗碳化以及耐磨性等)的主要影响因素,并总结出,通过降低水灰比、掺入外加剂和掺合料、控制再生骨料掺合量、改善施工工艺、使用改性骨料等措施,可以有效提高再生混凝土的耐久性,旨在对再生混凝土耐久性的深入研究与工程应用提供依据.     

等强度条件下石灰石粉对混凝土收缩和耐久性的影响

本文在等强度条件下,研究了石灰石粉对普通强度等级的混凝土和高强混凝土的收缩、抗氯离子渗透性和抗碳化性能的影响.研究表明:在等强度条件下,随着石灰石粉含量的增加,普通强度的混凝土的干燥收缩减小,高强混凝土的自生收缩减小;掺石灰石粉的混凝土与纯水泥混凝土的抗氯离子渗透性能相近;当标准养护时间达到7d时,石灰石粉对混凝土的抗碳化性能无不利的影响.