搅拌顺序对低强度再生混凝土干燥收缩性能的影响研究.pdf

2 0 1 6年 第 1期 (总 第 3 1 5 期) N u mb e r 1 i n 2 0 1 6 ( T o t a l N o 3 1 5 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THEoRET I CAL RES EARCH d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 6 0 1 0 1 1 搅拌顺序对低强度再生混凝土干燥收缩 性 能 的影响研 究 赵阳豪 ， 麻凤海 ， 路沙沙 ( 1 大连大学 建筑工程学院， 辽宁 大连 1 1 6 6 2 2 ； 2 辽宁工程技术大学， 辽宁 阜新 1 2 3 0 0 0 ) 摘要： 为研究搅拌顺序对再生混凝土干燥收缩性 的影响 ， 通过改进传统的搅拌顺序 ， 分别配制 C 1 5 、 C 2 0 、 C 3 0再生混凝土试 块 ， 测试其在改进后的新搅拌顺序和普通搅拌顺序下的干燥收缩性能。 并对试验结果进行对比分析 。 试验结果表明： ( 1 ) 新搅拌顺 序下再生混凝土前 6 0 d的干燥收缩率低于传统搅拌J顷序下的； ( 2 ) 随着再生混凝土强度等级的提高 ， 其干燥收缩改善性也随之提高。 关键词： 搅拌顺序 ； 再生混凝土；干燥收缩性 中图分类号： T U 5 2 8 0 6 2 _文献标志码： A 文章编号： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 6 ) 0 1 0 0 4 3 04 S t u d y f o r t h e I n f l u e n c e o f mi x i n g or d e r on dr y i n g s h r i n k a g e o f l o w i n t e n s i t y r e c y c l e d c o n c r e t e ZHAO Ya n g h a o M A F e n g h l _ LU S ha s ha ， ( 1 C o l l e g e o f C i fi l E n g i n e e r i n g a n d A r c h i t e c t u r e ， D a l i a n U n i v e r s i t y ， D a l i a n 1 1 6 6 2 2 ， C h i n a ； 2 L i a o n i n g T e c h n i c a l U n i v e r s i t y ， F u x i n 1 2 3 0 0 0， C h i n a ) Abs t r ac t ： I n o r d e r t o s t u d y t h e i n flue n c e o f the mi x i n g pr o c e s s o n r e c y c l e d c o n c r e pe r f o r ma n c e， i t f o rm u l a t e d C1 5， C2 0， C3 0 r e c y c l e d c o nc r e an d t e s t e d i t s d r y i ng s h r i n k a g e p e r f o rm a nc e i n the n e w mi x i n g p r o c e s s an d the o r d i na r y mi x i n g pr o c e s s b y i mp r o v i n g the t r a d i fi o n a l mi x i n g p r o c e s s An di t a l s o c o mp a r a t i v e l y a n a l y s i s t h et e s t r e s u l t s I t s h o wstha t ： ( 1 ) T h e r e c y c l e d c o n c r e d r y i n g s h r i nk a g e r a t ei n the fi r s t 6 0 d a y s i s s ma l l e r than the o r d i n a r y mi x i n g p r o c e s s c o n c r e t e ( 2) E x p e ri me n t a l r e s u l t s s h o w t h at the l o w i n t e n s i t y r e c y c l e d c o n c r e t e dr yi n g s h r i n k a g e i s i mp r o v e d wi th s t r e n g th g r a d e i n c r e a s i n g b y t h e u n i q ue mi x i n g s e q ue n c e Key wor ds： mi x i n g p r o c e s s ； r e c y c l e d c o n c r e t e； d r y i n g s h r i nk a g e 0 引言 混凝土收缩 是指在 混凝土凝结初 期或硬化 过程 中 出现 的体积缩小现象。 一般分为塑性收缩 ( 又称沉缩 ) ， 化 学收缩 ( 又称 自身收缩) ， 干燥收缩和碳化 收缩 。 混凝土在 干燥条件下会引起体积缩小， 在潮湿条件( 或在水中) 下体 积会膨胀 ， 较大 的收缩则会引起混凝土开裂 。 骨料不仅构成了混凝土的骨架 ， 而且在很大程度上决 定着混凝土拌合物的工作性、 硬化混凝土 的力学性能 以及 其耐久性 ， 而再生骨料具有孔隙率高 、 吸水性大 、 强度低等 特征 ， 这与天然骨料 的性质相差较 大 J 。 再 生混凝 土骨 料的性能方 面的研 究 以及再生 混凝土耐久 性能方 面 的研究 国外 已有不少研究。 如 ： 再生混 凝土抗冻性能 的 研究 ， 再生混凝土强度方 面的研究 等 。 再生混凝土干燥 收缩性能是再生混 凝土耐 久性 的一 个重要指标 ， 现有 的研究多针对制备工艺对再生混凝土耐 久性 的影响 ， 却少有针对 再生粗 骨料混凝 土试块 的干 燥收缩性能的研究 “ ， 通过搅 拌顺序来 改善再 生混凝 土干缩性能方面 的研究几乎没有 。 鉴于此 ， 本试 验特通过 收稿 日期 ： 2 0 1 5 一 o 4 一 l 8 基 金项 目 ： 国家 自然科 学基金 ( 5 1 4 7 4 0 4 5 ) ； 国家 自然科学基金 ( 5 1 1 7 4 0 3 8 ) 对再生混凝土进行干燥收缩试验 ， 研究搅拌顺序对再生混 凝土干燥 收缩性能的影 响。 同时 ， 与普通搅拌顺序下再 生 混凝土干燥收缩性能进行 了对 比分析。 1 试验材料 准备 试验用 的再生粗骨料采用试验室废弃混凝土试块 ， 使 用撞击式破碎 机对其进 行二 次破碎 ， 再经筛 分组 配后制 得 。 经筛分组配后的再生粗骨料最小粒径尺寸为 5 mm， 最 大粒径尺寸为 2 5 n l l T l 。 细骨料选取天然砂 。 表 1 粗细骨料物理性能 本次试验用水泥选取锦州复合硅 酸盐水泥 ， 水泥等级 为 4 2 5 MP a ( 密度 ： 3 0 9 g c m 。 ， 比表面积 ： 3 2 5 m E k g ) ， 其 43 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 5 试验 结果分析 将上述计算所得干燥 收缩数 据绘制点 状图对 比分 析 新搅拌顺序和普通搅拌顺序下再生混凝土的干燥收缩性 能。 本研究综合使用纵 向比较 和横 向 比较 ， 对试验结果作 出分析。 不 同强度等级的再生混凝土干燥收缩对 比图如图 3 、 4、 5所示 ： 龄期 d 图3 C 1 5再生混凝土干燥收缩对 比图 龄期， d 图4 C 2 0再生混凝土干燥收缩对 E 图 0 002 0 O 0l O 0 O l 0 001 鉴0 0 0 8 0 0 0 6 0 00 4 0 0 0 0 龄 期 ， d 图 5 C 3 0再生混凝土干燥收缩对 比图 2 5 1 纵 向比较 由图 3可以看出 ： NSC 1 5干燥收缩率 略低 于 C S C 1 5 ； 0 1 4 d ， 干燥收缩率增加迅速， 1 4 4 5 d ， 干燥收缩趋 于平稳 ， 增长非常缓慢 ， 4 5 d后 又略有增长 ； 6 0 d时的 C S 收缩率约为 0 1 3 ， N S收缩率约为 0 1 0 。 由图 4可以看 出 ： N SC 2 0干燥 收缩率 略低 于 C S C 2 0 ； 0 - 1 0 d ， 干燥 收缩率增加迅速 ， 1 0 2 1 d ， 增 长速度略 有降低 ， 2 1 4 5 d ， 干燥收缩趋于平稳 ， 增长非常缓慢 ， 4 5 d 后又略有增长 ； 6 0 d时 的 C S收缩率约为 0 1 5 ， N S收缩 率约为 0 1 1 。 由 图 5可 以看 出， N SC 3 0干 燥 收缩 率 明显 低 于 C S C 3 0 ； 0 1 0 d ， 干燥收缩率增加迅速 ， 1 0 4 5 d ， 干燥收 缩趋 于平稳 ( 略有起伏 ) ， 增 长非常缓慢， 4 5 d后又 略有增 长； 6 0 d时的 C S收缩率约为 0 1 9 ， N S收缩率约为 0 1 4 。 为便于观察试验 中再 生混凝土干燥 收缩性能 的改善 情况 ， 将不同搅拌顺序下不同强度 的再生混凝土干燥收缩 率绘成曲线图如图6所示( 也即将上述图3 、 4 、 5合并为一 个图 6 ) 。 槲 婚 蝼 U U l U 2U jU 40 ，U bU 龄期， d 图 6 再生混凝土的干燥收缩 由图 6可 以看出 ， 干燥收缩 曲线 整体上呈增长 趋势 ： N S和 C S在前 1 4 d增 长量很 大 ， 达 到总收缩量 的 9 0 ； 1 4 4 5 d时收缩 率变化较小 ； 4 5 6 0 d时， 收缩 较缓慢。 此 结论和曹勇 等再生混凝土干燥 收缩率 的研究 结论 ( 再 生混凝土的收缩机理 同普通混凝 土基本一致 ) 是一致 的。 但这些论文 中， 并没有把搅拌顺序做为一种变量因素进行 研究 ， 这正是本试验研究 的出发点 。 在 图 6中， 我们还 可以 看 出， 在新搅拌顺 序下 ， 再 生混凝土 的干燥 收缩 率都 比普 通搅拌顺序略低 。 再将表 4试验数据用来计算 同一强度 等级的再生混 凝土在 同一试 验期、 不同搅拌顺序下 的干燥 收缩率差值 ， 计算结果见表 5 。 表5干燥收缩率差值表 由表 5不难看 出， C 1 5再生混凝 土的干燥收缩率差值 多分 布 在 0 0 1 0 0 2 ， 在 6 0 d时 ， 相 差 量 大 约 为 0 0 3 1 ； C 2 0再 生 混 凝 土 的干 燥 收 缩 率 差 值 多分 布在 0 0 1 0 0 2 5 ， 在 6 0 d时， 相差量大约为 0 0 3 8 ； C 1 5再 生混凝土的干燥收缩率差值多分布在 0 0 6 0 0 7 5 ， 在 6 0 d时 ， 相差量大约为 0 0 4 8 。 综上所述 ， 再生混凝土在新搅拌顺序下的干燥收缩性 能低于普通搅拌顺序下的。 2 5 2 横 向比较 根据纵 向比较的结果 ， 结合 图 3 、 4 、 5和表 5相 关数 据， 横向对比分析可以看出， 由于再生混凝土强度等级的 不同 ， 干燥收缩性能的改善效果亦有所不 同： C 3 0 C 2 0 C1 5。 45 嘶 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m ( 1 ) 随着距混凝土腐蚀面距离 的增大 ， 氯离子扩散 系 数增大 ， 且呈线性增大趋势 ， 这跟扩散系数 的计算 式有关 ， 根据式( 4 ) ， 在其他参数不变 的情况下 ， 扩散系数的大小 随 深度 z 和该距离下 的氯离子浓度值 C( z ， t ) 有关 ， 且 随着 c ( f ， t ) 减 小而增大 ， 随着 x增大而增大 ， 因此该值 随深度 呈 增大趋势。 ( 2 ) 当载荷等级大于 5 0 0- 时， 随着加载等级 增大， 氯离子扩散系数增大 ( 在距腐蚀面相同距离处) 。 如， 腐蚀 3 0 d时， 对应于 5 0 0 - 6 5 0- 8 0 0- 三个载荷 等级 ， 在距离腐蚀面 0 5 m l T l 处的氯离子扩散系数分别 为 0 5 2 4 3 X 1 0 、 0 5 8 0 4 X 1 0 。 、0 6 1 2 3 X 1 0 m s ， 说 明 随着载荷 等级增大 ， 氯 离子更 容易进入混凝土 中。 这是 因 为当混凝土试件受到外部载荷时 ， 其 内部孑 L 隙结 构会发生 改变 ， 混凝土 的渗透性增强。 2 4 不同加载等级下氯 离子扩散 系数随腐蚀 时间 的 变化 规 律 表 5为不同加载等级和不 同腐蚀时间下 ， 距表层混凝 土 0 5 I l l T I 处氯离子扩散 系数 D。 根据表 5中的数据 ， 绘 制出不同加载等级下 ， 氯离子扩散系数 D 随腐蚀 时间 t 的 变化曲线 ， 如图 6所示 。 表 5氯离子扩散系数 D随侵蚀时间 t 的变化规律 加载 等级 童 墨墼 一 t=3 0 d t = 1 1 0 d t=1 9 0 d t =2 7 0 d i =吕 懈 衽 褪 时 f 司t d 图 6氯离 子扩 散 系数 D 随侵蚀 时 间 r 的变化 曲线 图 6为不 同加 载等级 和不 同腐 蚀 时间下 ， 混凝 土 中 0 5 mm层氯离子扩散系 D数随腐蚀时问 t 的变化规律 图。 对 图6分析可得 ： 该层混凝土( 0 - 5 m l T 1 ) 的氯离子扩散 系数随着腐蚀时间增加 而减小 。 分析其原 因 ， 主要 有 以下 几点 ： 随着氯离子从浓度较高 的混 凝土腐蚀 面向内部不断 扩散 ， 该距离 内的氯离子含量增大 ， 而浓度梯度减小 ； 氯离 上接第 4 6页 1 1 张学兵 ， 邓寿昌 ， 邓旭华 ， 等 影响再生混凝土强度几个主要因 素的试验研究 J 1 湘潭大学学报 ， 2 0 0 5 ， 2 7 ( 1 ) ： 1 2 9 1 3 3 1 2 3 王学兵， 方志， 匡成钢， 等 制备工艺对再生混凝土性能的影响 J 2 0 1 2 ， 4 2 ( 2 ) ： 1 0 1 1 0 5 1 3 崔正龙， 大芳贺羲喜， 北迁政文， 田中礼治 再生混凝土耐久性 的试验研究 I I I 再生混凝土的干燥收缩试验 J 科学技术与 工程， 2 0 0 6 ， 6 ( 2 3 ) ： 4 8 0 1 4 8 0 5 1 4 崔正龙 ， 庄宇 ， 汪振双 再 生骨料 混凝土干燥 收缩裂 缝试验 J 四川大学学报 ， 2 0 1 0 ， 4 2 ( 5 ) ： 1 6 0 1 6 3 子与混凝土 中的成分反应生成难以溶解 的大 晶体盐类 ， 填 充了孔隙结构 ； 混凝土缓慢水化作用使得混凝土的孔隙度 降低等。 这些都导致了氯离子的扩散速率降低， 即扩散系 数减小。 3 结 论 ( 1 ) 对于不 同载荷等级 和腐 蚀时间点下 的 C 6 0复 掺 高性能混凝土， 随着距腐蚀面的距离增大， 氯离子浓度值 减小 ， 且该值在 0 2 0 mm之间降低较快 ， 在 2 0 4 0 m m 之 间趋于稳定 ； 而氯离子扩散 系数 随之增 大 ， 且 呈线性增 大 趋势。 ( 2 ) 表层混凝土 中( 0 5 n l n 1 ) 氯 离子的浓度 随着腐蚀 时间增加而增大 ， 这是 由氯离子不 断积 累的结果 ； 而氯离 子扩散系数随之减小。 ( 3 ) 当载荷等级大于 5 0 0- 时， 随着 加载等级增 大 ， 在距腐蚀面相同距离处， 氯离子浓度增大， 氯离子扩散系 数增大。 参 考文 献 ： 1 金伟 良， 赵羽习 混凝土结构耐久性研究的回顾与展望 J 浙 江大学学报( 工业版) ， 2 0 0 2 ， 3 6 ( 4 ) ： 3 7 1 - 3 7 9 1- 2 陈达， 东培华， 廖迎娣 海洋环境中受腐蚀混凝土的力学研究 现状和展望E J 防腐与防护， 2 0 0 7 ， 2 8 ( 1 2 ) ： 6 3 0 6 3 1 - 3 3金伟良， 薛文 ， 陈驹 海岸及近海混凝土材 料耐久性设计指标 的影响参数分析 J 建筑结构学报， 2 0 1 1 ， 3 2 ( 1 2 ) ： 8 6 8 7 1- 4 李云峰 ， 李瀛涛 ， 高新丽 海工混凝土在化学与力学耦合作用 下抗氯离子渗透性能研究I- J 混凝土 ， 2 0 1 3 ( 1 1 ) ： 4 3 5 B R O D E R S E N H A Z u r A b h a n g i g k i e t d e r T r a n s p o r t v o r g a n g e v e r s c h i e d e n e r I o n e n i mBe t o n v o n St mk r u r u n d Zu s a mme n s e t z u ng d e s Ze me n t s t e i n s ， Di s s e r t a t i o n RW TH Ac he n， 1 98 2 6 S MO L Z C Y K H G D u r a b i l t y a n d p o r e s t r u c t u r e o n v e r y o l d c o n c r e t e J ( D a u e r h a f t i g k e i t u n d P o r e n s t r u k t u r c o n s e h r a l t e n B e t o n e n ) ， B e t o n I n f o r ma t i o n e n ， 1 9 8 6 ， 2 6 ( 1 ) ： 3 1 0 r 7 - 1 T AKE MOT O K， UC HI K AWA H Hy d r a t a ti o n d e s c i me n t s p o u z z o l a - n i q u e s ， 7 t h I n t Co n g Ch e m Ce m P a ds ， 1 9 8 0， Vo 1 I， I V 1 22 2 1 8 金伟良， 袁迎曙， 卫军， 等 氯盐环境下混凝土结构耐久性理论 与设计方法 M 北京 ： 科学出版社 ， 2 0 1 1 ： 3 5 9 金伟 良， 延永东 ， 王海龙 氯离子在受载荷 混凝土内的传输研 究进展 J 硅酸盐学报 2 0 1 1 ， 3 8 ( 1 1 ) ： 2 2 1 7 2 2 2 2 第一作者： 李兵( 1 9 8 8一) ， 男， 在读博士生， 研究方向 ： 岩石及混 凝土材料。 联系地址： 江苏省徐州市中国矿业大学部岩土力学与 地下 工程 国家重点实验室( 2 2 1 0 0 8 ) 联 系 电话 ： 1 3 2 2 5 2 3 7 2 7 5 1 5 曹军， 柳炳康 ， 夏琴 再生混凝土的干燥收缩试验研究 J 工程 与建设 ， 2 0 0 9 ， 2 3 ( 1 ) ： 4 6 4 9 第一作者： 联系地址： 联系电话 ： 通讯作者 ： 联系电话 ： 赵阳豪( 1 9 8 9一) ， 男， 硕士生。 辽宁省大连市经济技术开发区学府大街 1 0号 大连大 学建筑工程学院( 1 1 6 6 2 2 ) 1 3 6 5 4 9 3 72 8 7 麻凤海( 1 9 6 5一) ， 男 ， 博士， 博导 ， 教授。 】 3 7 0 41 1 】 98 3 51 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m