基于携带盐腐蚀介质的再生骨料混凝土性能劣化研究.pdf

文章编号:():./.基于携带盐腐蚀介质的再生骨料混凝土性能劣化研究何 涛卜久生费 浩张亚光(.北京鼎瀚中航建设有限公司 北京市.内蒙古自治区民航机场集团有限责任公司 呼和浩特市)摘 要:为量化分析盐腐蚀再生混凝土骨料对再生混凝土性能的影响进行室内试验采用浓度为、和的盐溶液持续浸泡再生粗骨料并采用不同取代率的再生粗骨料分别替代天然骨料拌制再生混凝土借助抗压强度、劈裂强度试验和抗氯离子渗透试验获取不同再生混凝土的强度和耐久性演变规律 试验结果表明:携带盐腐蚀介质的再生粗骨料用于混凝土中可影响再生混凝土的力学强度混凝土的早期强度略微改善而后期力学强度遭到劣化 关键词:再生骨料盐腐蚀介质再生混凝土粗骨料中图分类号:文献标识码:引言再生混凝土可实现废物再利用减少废弃混凝土堆放造成的环境污染和坍塌、滑坡等安全隐患还可减少天然石料开采符合资源节约型、环境友好型社会发展理念 我国气候环境多样混凝土材料服役期间会遭受氯盐环境的腐蚀如冬季氯盐融雪剂、沿海地区海洋环境、西部盐渍土环境等加速混凝土性能的破坏缩短使用寿命 刘勇研究发现在氯化钠溶液长期浸泡下混凝土外观破损严重质量损失明显混凝土内部中、大孔隙和裂隙增大 段永灿认为服役期间使用氯盐融雪剂导致混凝土表面砂浆层变酥脱落内部粗集料逐渐裸露 对于遭受氯盐环境长期腐蚀的混凝土经破碎、加工制得的骨料会携带氯盐腐蚀介质采用该骨料拌制的混凝土含有氯盐腐蚀源可能在混凝土内部发生局部腐蚀现象影响再生混凝土的性能和工程质量 关于再生混凝土氯盐腐蚀方面的研究多关注外部氯盐侵蚀 申士军等对比了不同混凝土抗氯盐侵蚀的能力发现再生混凝土的抗氯离子侵蚀能力低于普通混凝土且前者混凝土内部钢筋锈蚀程度更严重 周金枝等认为在氯盐溶液长期浸泡作用下再生混凝土的抗压强度和劈裂强度均低于普通混凝土 氯盐环境下再生混凝土性能出现较严重的损伤一方面是因为再生混凝土密实度较差孔隙率较大骨料与水泥水化产物界面强度较弱另一方面则是因为再生骨料自身携带氯盐腐蚀介质会加剧再生混凝土的氯盐腐蚀破坏骨料在混凝土中约占总体积的 骨料性能对混凝土性能和使用寿命具有重要影响 基于此室内采用氯化钠配置不同浓度的溶液持续浸泡再生粗骨料并用其拌和相应的再生混凝土 养护不同龄期后通过抗压强度试验、劈裂抗拉试验和电通量试验探究再生骨料氯盐腐蚀对混凝土力学性能和耐久性的影响定量评价再生混凝土氯盐介质产生的内腐蚀作用 材料与方法.试验材料水泥选用.型普通硅酸盐水泥细骨料选用天然河砂(中砂)外加剂采用聚羧酸高效减水剂减水率为 拌和水选用饮用水 拌制混凝土的粗骨料分别使用再生粗骨料和天然粗骨料粒径大小为 再生粗骨料由某项目工程梁板破碎得到不同粗骨料关键技术指标见表 表 天然和再生粗骨料关键技术指标骨料类型表观密度/(/)吸水率/压碎值/天然粗骨料.再生粗骨料.采用食用盐配制浓度分别、和 的氯 年 第 期 北方交通化钠溶液并将再生粗骨料浸泡其中持续浸泡龄期以加速模拟不同氯盐腐蚀程度待达到浸泡时间后取出拌制再生混凝土 根据普通混凝土配合比设计规程()提供的方法确定分析对象普通混凝土各组分材料的用量并根据试验要求调整部分材料的用量具体见表 表 不同再生混凝土配合比编号再生骨料取代率/水胶比材料用量/(/)水泥天然粗骨料再生粗骨料砂减水剂.注:为普通混凝土粗骨料均为天然骨料 为再生混凝土粗骨料为再生粗骨料和天然粗骨料的混合料 表示粗骨料取代率 表示氯盐腐蚀程度如 表示经 溶液腐蚀的再生粗骨料取代 天然骨料拌制的混凝土.试验方法试件养护龄期分别为、和 达到龄期后测试不同混凝土试件的抗压强度具体方法参照公路工程水泥及水泥混凝土试验规程()中 执行 加载设备选用万能试验机试件尺寸大小为 普通混凝土和再生混凝土试件劈裂抗拉强度测试参照上述规程中的 方法执行加载设备为万能试验机 劈裂钢垫条顶面为半径 的弧形长度不小于 根据公路工程水泥及水泥混凝土试验规程()中 节规定开展混凝土电通量试验测试试件尺寸为()()选择养护龄期为 的试件进行测试测试温度保持在 试验结果分析.再生混凝土抗压强度评价不同再生混凝土抗压强度试验结果如图 所示 从图 可知:()混凝土中部分天然骨料替代为再生粗骨料则成型制得的混凝土抗压强度出现不同程度的衰减说明再生粗骨料降低了混凝土抵抗压力破坏的能力一方面是由于再生粗骨料存在内部损伤和微小裂缝高压碎指标降低了混凝土抵抗破坏的能力另一方面是由于再生粗骨料的吸收率相对较高会诱使内部局部水泥水化不均匀造成骨料与水泥水化产物之间的黏结强度降低从而损害混凝土的力学性能()采用携带氯盐腐蚀介质的再生粗骨料配置混凝土试件的抗压强度会受到不同程度的影响其中养护龄期 的试件相比再生混凝土()试件抗压强度值略有提升而随着养护龄期的增加携带氯盐腐蚀介质再生粗骨料的混凝土抗压强度值出现下降表明携带 腐蚀介质的再生骨料对抗压强度有腐蚀影响 相比 再生混凝土养护 后的再生混凝土 、和 的抗压强度分别降低约.、.和.说明氯盐腐蚀再生粗骨料的程度越高则再生混凝土的后期强度越小()当再生粗骨料携带的氯盐腐蚀介质含量较低时再生混凝土的抗压强度劣化相对不明显 当采用 氯化钠溶液浸泡的再生粗骨料拌制混凝土相比其他龄期的 再生混凝土养护、和 的 再生混凝土对应的抗压强度分别降低约.、.和.图 再生混凝土抗压强度.再生混凝土劈裂抗拉强度分析再生混凝土养护不同龄期后的劈裂抗拉强度试验结果如图 所示由图 可知:()相比普通混凝土试样使用再生粗骨料或携带氯盐腐蚀介质的再生粗骨料拌制的混凝土其劈裂抗拉强度均有不同程度的劣化再生粗骨料自身的缺陷导致混凝土抗裂缝能力下降诱使其他介质加剧破坏()使用携带氯盐腐蚀介质北方交通 年 第 期图 再生混凝土劈裂抗拉强度的再生粗骨料替代部分天然骨料拌制的混凝土相比 再生混凝土其他再生混凝土的早期抗拉强度值略有提高 、和 再生混凝土对应的 抗拉强度分别提高约.、.和.原因在于再生粗骨料携带的氯离子早期可加快再生粗骨料周围胶结料水泥的水化反应促进生成更多的水化产物提高了该类型混凝土的早期抗拉强度()、和 再生混凝土后期强度则呈现下降相比 再生混凝土上述三种再生混凝土养护 的劈裂抗拉强度分别下降约.、.和.且强度劣化程度与再生粗骨料盐腐蚀程度呈正相关从而加剧混凝土的耐久性破坏再生粗骨料携带较低含量的氯盐腐蚀介质对再生混凝土劈裂抗拉强度影响较小.再生粗骨料取代率对混凝土力学强度的影响再生混凝土力学性能的劣化与再生粗骨料携带的氯盐腐蚀介质含量密切相关 选取在 氯化钠溶液中浸泡的再生粗骨料分别以、和的取代率置换部分天然粗骨料并拌制再生混凝土探究混凝土中再生粗骨料取代率对混凝土力学强度的衰减影响不同再生混凝土力学强度测试结果如表 所示由表 可知混凝土中再生粗骨料的含量越高拌制的混凝土力学强度越低衰减更明显增强了再生粗骨料携带氯盐腐蚀介质对混凝土力学强度不利影响 相比普通混凝土 、和 再生混凝土的抗压强度分别降表 不同再生混凝土 龄期的力学性能编号再生粗骨料取代率/抗压强度/劈裂抗拉强度/.低约.、.和.抗拉强度分别降低约.、.和.原因一方面在于再生粗骨料取代率越高携带的氯盐腐蚀介质含量越多会加剧氯盐与水泥熟料成分的反应致使混凝土中的微裂缝扩展使混凝土强度下降另一方面在于再生粗骨料自身存在压碎值高、砂浆层裹覆等缺陷导致混凝土中存在受力薄弱区域当再生粗骨料含量增加时内部会出现大量的受力薄弱区域从而导致混凝土整体强度下降.再生混凝土抗氯离子渗透性能评价试验选取混凝土的电通量试验测试结果见图 和图 图 不同混凝土电通量测试结果图 再生粗骨料取代量对混凝土电通量的影响 年 第 期 何 涛等:基于携带盐腐蚀介质的再生骨料混凝土性能劣化研究从图 和图 可知:()不同再生混凝土的电通量值均大于普通混凝土试件随着再生粗骨料取代率增加混凝土的电通量值增大表明混凝土中再生粗骨料含量越高混凝土的抗氯离子渗透性能越差 由于再生粗骨料表面缺陷和携带氯盐腐蚀介质的共同作用再生混凝土的耐久性弱于普通混凝土()混凝土中掺加携带氯盐腐蚀介质的再生粗骨料会影响混凝土后期抗氯离子渗透性能且再生粗骨料携带的氯盐介质含量越高相应混凝土的电通量值越低 相比 再生混凝土 、和 再生混凝土的电通量值分别增加约.、.和.再生粗骨料盐腐蚀程度越高则再生混凝土养护后期的抗氯离子渗透性能越差 原因在于再生粗骨料携带的氯盐腐蚀介质导致部分水泥水化产物的结构疏松孔隙率增大从而为外界环境中的氯离子渗入和迁移提供通道 结论()携带氯盐腐蚀介质的再生粗骨料取代部分天然骨料配置混凝土内含盐腐蚀介质的再生混凝土的早期、后期力学强度呈现不同的变化 内含盐腐蚀介质的再生混凝土早期力学强度略有增强而后期力学强度降低()再生混凝土后期力学强度劣化程度与再生粗骨料携带的氯离子含量密切相关 再生粗骨料携带的氯离子含量较高时再生混凝土后期力学强度劣化明显反之不明显 相比 再生混凝土养护 后的再生混凝土 、和 的抗压强度分别降低约.、.和.劈裂抗拉强度分别下降约.、.和.()混凝土中掺加的再生粗骨料含量越高则配置的再生混凝土力学强度越低 当再生粗骨料氯盐腐蚀程度相同时以再生粗骨料分别为、和 的比例取代天然粗骨料配置的混凝土抗压强度分别降低约.、.和.抗拉强度分别降低约.、.和.()再生混凝土的抗氯离子渗透性能较差且低于普通混凝土掺有再生粗骨料的混凝土的电通量值与再生粗骨料取代率和腐蚀程度呈正相关再生粗骨料的取代率和盐腐蚀程度越高再生混凝土的抗氯离子渗透性能相对越差参考文献 王春晖肖建庄.再生细骨料混凝土材料性能与结构行为研究评述.土木工程学报():.张少峰齐红军.再生混凝土耐久性能研究进展.混凝土():.金祖权孙伟张云升等.混凝土在硫酸盐、氯盐溶液中的损伤过程.硅酸盐学报():.周纲李少荣王掌军等.盐渍土地区混凝土腐蚀状况调查分析.建筑科学与工程学报():.杨绿峰周明陈正.海洋混凝土结构耐久性定量分析与设计.土木工程学报():.刘勇.氯盐侵蚀对混凝土微观结构损伤的影响研究.西安建筑科技大学学报(自然科学版)():.段永灿.融雪剂对不同水泥混凝土抗冻性能影响研究.公路工程():.申士军张智成邢锋等.氯盐侵蚀下再生混凝土氯离子侵蚀和钢筋锈蚀规律研究.混凝土():.周金枝付甜甜双子洋等.氯盐浸泡下再生混凝土力学性能试验研究.工业建筑():.(.).(下转第 页)北方交通 年 第 期图 隧道热拌沥青混合料施工图 温拌沥青混合料冬季施工图 温拌沥青混合料初压温度青混合料技术可以解决传统热拌沥青混合料技术存在的问题参考文献 左锋叶奋.国外温拌沥青混合料技术与性能评价.中外公路():.秦永春黄颂昌李峰.温拌沥青混合料节能减排效果的测试与分析.公路交通科技 ():.王志祥霍洋洋党合欢.温拌橡胶沥青混合料拌和和压实温度研究.武汉理工大学学报(交通科学与工程版)():.(.).(上接第 页).:.北方交通 年 第 期