寒冷地区再生混凝土抗冻性能试验研究.pdf

2 0 1 2年 第 1 0期 (总 第 2 7 6 期 ) Nu mb e r 1 0 i n 2 0 1 2 ( T o t a l No 2 7 6 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THE0RETI CAL RES EARCH d o i ： 1 0 3 9 6 9 0 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 2 1 0 0 0 8 寒冷地区再生混凝土抗冻性能试验研究 王文仲 ，郑秀梅 。李广军 ，王静 ( 佳木斯 大学 建筑工程学院 ，黑龙江 佳木斯 1 5 4 0 0 2 ) 摘要： 再生混凝土的研究意义重大， 其抗冻性则是影响其应用的重要指标。 主要通过冻融循环试验研究了不同粗骨料取代率的再生混 凝土的抗冻性 ， 从冻融循环过程中混凝土试件的表面现象、 质量损失及相对动弹模量 3 个方面进行阐述。 关键词： 再生粗骨料；再生混凝土；抗冻性 中图分类号 ： T U5 2 8 0 1 文献标 志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 2 ) 1 0 0 0 3 0 0 2 E Xpe r i m e nt a l s t ud y on t he f r os t r e s i s t a nc e of r e c y cl e d agg r ega t e c onc r e t e i n c ol d ar e a s WANGWc n - z h o n g ， Z H E NGXi u - me i ， L I G u a n g -j u n ， WANGJ i n g ( I n s t i t u t e o f C i v i l E n g i n e e r i n g J i a mu s i Un i v e r s i t y ， J i a mu s i 1 5 4 0 0 7 ， C h i n a ) Abs t r a c t ：T h e r e s e a r c h o fr e c y c l e d c o n c r e t e a l e g r e a t s i g n i fi c a n c e a n d i t S fro s t r e s i s t an c e i s an i mp o ant i n d i c a t o r t h a t a ffe c t s t h e a p pl i c a t i o n Th r o u g h the fr e e z i n g - t h a wi n g c y c l e t e s t ， t h e fro s t r e s i s t a n c e o f t h e diffe r e n t r e p l a c e me n t r a t e o f r e c y c l e d c o ar s e a g gre ga t e i s s t u d i e dEl a b o r a t i n g fro m t h r e e a s p e c t s o ft h e fre e z i ng tha wi n g c y c l e Th e s u r f a c e o fthe c o n c r e t e s p e c i me n s p h e n o me n o n the ma s s l o s s a n d r e l a t i v e the d y na mi c e l a s t i c mo d u l us Th e t e s t r e s u l t s s h o we d tha t the f r o s t r e s i s t a n c e o fr e c y c l e d a g gr e g a t e c o n c r e t e a c c o r d t h e r e q u i r e me n t s o f t h e c o n c r e t e s p e c i fic a t i o n i n c o l dare a s Ke yw or ds： r e c y c l e d c o a r s e a g g r e g a t e ； r e c y c l e d a g gre g a t e c o n c r e t e； fro s t r e s i s t an c e O 引 言 目前， 随着基础建设力度的加大， 混凝土的消耗量越来越大， 在不 同程度上出现 了骨料短缺的情况 ， 这就更突显了建筑业 的可 持续发展与资源浪费的矛盾性。 再生混凝土因其具有较大经济效 益与环保效益而得到大力推广， 国内外众多学者对再生混凝土进 行了大量研究， 取得了相应的进展m 。 但对我国寒冷地区的再生混 凝土的研究少之又少， 而混凝土结构抵抗冻融破坏的能力又是混 凝土耐久陛的重要指标 ， 故本研究内容尤显重要。 1 试 验 概 况 1 1 原材料 本试 验所用的再 生混凝 土粗骨料来 源于 1 9 8 6年建造 的佳 木斯市百花园住宅建筑的地基基础梁部分， 经人工破碎而成， 原 混凝土设计强度为C 3 0 ， 最大粒径为 3 1 5 m i l l 。 天然骨料选用连续 级配的碎石， 最大粒径为 3 1 5 rai n 。 细骨料为天然河砂， 过筛后取 粒径在 4 7 5 mi l l 以下的砂备用。 水泥选用浩良河水泥厂生产的 P 04 2 5 级水泥。 水为自来水。 原材料具体性能指标见表 1 3 。 表 1 水泥化学成分 S i O2 A1 2 03 Fe 2 03 M g O S O3 R2 0 Ca O L o s s 2 1 O 8 5 4 7 3 9 6 1 7 3 2 6 3 0 5 0 6 2 2 8 1 6 1 1 2 混 凝 土配合 比设计 为了与 C 3 0混凝土形成鲜明对比， 所以试块全部按照 C 3 0 混凝土的强度来配置， 且使用相同的配合比。 再生骨料取代率 0的 表 2 粗骨料的基本性质 细度模数撕 含泥量 粒径 m m 含水率 泥块含量 2 8 2 1 5 3 09 编号为 C 0 ， 取代率 3 0 的编号为 c 3 0 ， 取代率 5 0 的编号为 c 5 0 ， 取代率 1 0 0 的编号为 C 1 0 0 。 鉴于目前再生混凝土还没有 统一的配合比设计规范， 本试验采用天然骨料混凝土配合比设 计方法， 完全按照 J G J 5 5 2 o 0 O 普通混凝土配合 比设计规程 执行。 试验结果表明， 这样操作是可行的， 再生混凝土的强度能 达到设计强度值。 表4为本试验所采用的混凝土配合比。 表 4混凝 土配合 比 注 ： 此配合比中水 的质量不包括润湿再生骨料用水 。 1 3 试件 制作与 试验 方法 本试验制作 4种配合比试件共计 7 2块， 其中4 8 块尺寸为 收稿 日期 ：2 0 1 2 - 0 4 1 7 基金项 目：佳木斯大学科研项 目( L 2 0 1 0 1 4 3 ) ； 佳木斯 大学青年基金项 目( L q 2 0 1 2 3 9 ) 3 O 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 芝 抽 幅 膈 芝 咖1 缸 徊 匣 骣 琶 咖f 如 键 骣 1 3 5 7 9 l 1 1 3 1 5 1 7 1 9 深度 ram ( a ) l 3 5 7 9 1 l 1 3 1 5 l 7 l 9 深度 mm ( b ) 深度 mm ( c ) 图 5 扩散和对流各自长期影响下氯离子分布的对比图 散和吸水的氯离子分布曲线分别分布在未经自由扩散及吸水试件 的氯离子分布曲线两侧。 而在 6 rai n之后的更深部位， 经过相同时 间的自由扩散和吸水的氯离子分布曲线均不同程度的高于未经自 上接第 3 1页 3结 论 ( 1 ) 因再生骨料的吸水率高于天然骨料， 所以 1 0 0 取代率 的再生混凝土的质量损失出现负值， 天然骨料混凝土的质量损 失率为正值。 又由于天然骨料与再生骨料的冻胀系数不同， 故 3 0 与 5 0 粗骨料取代率的再生混凝土破坏较大， 冻融过程中 表面剥落现象严重 ， 其质量损失也为正值， 且随冻融次数增加， 损失值增大。 但均满足冻融循环指标。 ( 2 ) 再生粗骨料混凝土的相对动弹模均低于天然粗骨料混 凝土 ， 且其相对动弹模随着再生粗骨料取代率的增加而呈现下 降趋势， 但经 2 5 0 次冻融循环以后 ， 其相对动弹模系数仍然满 足冻融循环抵抗性指标。 ( 3 ) 此次试验研究了未添加掺合料的寒冷地区再生混凝土的 抗冻性， 试验证明， 在寒冷地区经过数次冻融的混凝土建筑， 仍然可 以 变废为宝， 制成再生混凝土 进行循环利用， 走可持续发展的道路。 由扩散及吸水试件的氯离子分布曲线。 这说明， 混凝土内部 6 1 1 1 1 1 1 区域是对流与扩散作用强弱的分界点， 在 0 - 6 n 范围内对流作 用较扩散作用强， 而在 6 n l n 1 以后的深度处扩散作用较为显著。 3结 论 ( 1 ) 干燥的混凝土接触海水， 在毛细吸收作用下， 溶液中的氯 离子向混凝土内部迁移， 在这种情况下， 氯离子的迁移速度是很快 的， 但这种作用效果只在混凝土浅层显著， 向混凝土内部更深部位 的迁移主要是靠扩散， 由 于毛细吸收作用的时间比较短， 所以氯离 子在长时间接触海水的混凝土试件中的迁移以扩散为主要方式。 ( 2 ) 将试件接触海水面的对立面接触蒸馏水， 在 4 周 内由 于对流作用导致的氯离子向吸盐面迁移的效果比较显著 ， 并在 浅层 3 耵 区域内出现累积效应， 但无峰值出现， 随着吸水时间 的增长 ， 累积效应开始不明显， 此时氯离子主要是在浓度梯度 作用下向混凝土内部扩散。 ( 3 ) 在接触海水相同的时间下， 将试件分别进行相同时间 的自由扩散和接触蒸馏水后， 在混凝土浅层 6 m m区域内， 由吸 水造成的对流作用对氯离子含量的影响高于自由扩散情况。 在 混凝士内部较深区域， 两者对氯离子含量的影响并无太大区别。 多j 鼍 文献： 【 1 1王军强 受氯侵蚀高性能混凝土结构耐久性模拟试验【 J 】 ， 建筑结构， 2 0 0 5 ( 4 ) ： 2 5 2 7 【 2 】AA B A B N E HL A， B E NB O U D J E MA F ， X I Y u n - p i n g C h l o r i d e p e n e t r a t i o n i r e n o n s a t u r a t e d c o n c r e t e ， j o u r n a l o f ma t e ri a l s i n c i v i l e n g i n e e r i n d J ! AS - C E MAR C I V AP R I L， 2 0 0 3 ： 1 8 3 - 1 9 1 【 3 】 薛文 ， 等干湿循环下氯离子在混凝土中的传输【 J 】 低温建筑技术， 2 0 1 0 ， 1 4 4 ( 6 ) 【 4 】 张奕 氯离子在混凝土中的输运机理研究【 D 】 浙江 ： 浙江大学 ， 2 0 0 8 【 5 】 王传坤 ， 高祥杰， 赵羽习， 等 混凝土表层氯离子含量峰值分布和对 流区深度 J 】 硅酸盐通报， 2 0 1 0 ， 2 9 ( 2 ) 6 6 潘子超。 陈艾荣 氯离子在非饱和混凝土中传输过程的数值模拟L 刀 同济大学学报： 自然科学版， 2 0 1 1 ， 3 9 ( 3 ) 【 7 】 崔玲 海洋环境下混凝土结构中氯离子的侵入机理与分布发展 D 】 青岛： 青岛理工大学， 2 0 1 0 8 8 彭智 干湿循环与荷载耦合作用下氯离子侵蚀混凝土模型研究【 D 】 浙 江： 浙江大学， 2 0 1 O 作者简 介： 联 系地址 ； 联系卓话； 张明敏( 1 9 8 6 一 ) ， 女， 硕士研究生， 主要研究方向： 混凝土结 构耐久性。 青岛市 顺 路 1 1 号 青岛理工大学土木工程学院( 2 6 6 0 3 3 ) 1 5 8 5 4 2 6 8 6 27 参考文献； 【 l 】1 王立久， 汪振双 ， 崔正龙， 等再生混凝土抗冻耐久性试验研究 J 】 1 氏 温建筑技术， 2 0 0 9 ， 3 1 ( 7 ) ： 1 - 2 2 毛添钿， 熊国繁 ， 肖慧莎 再生混凝土的耐久性能研究叨 山西建筑， 2 0 0 9 ， 3 5 ( 9 ) ： 1 6 4 1 6 5 【 3 】王军强， 陈年和， 蒲琪 再生混凝土强度和耐久性能试验忉 混凝土， 2 0 0 7 ( 5 ) ： 5 3 5 6 4 】 冯嘉， 李秋义， 宋菁， 等 再生粗骨料混凝土抗冻性试验研究叨 青岛 理工大学学报， 2 0 1 1 ， 3 2 ( 4 ) ： 4 4 4 8 5 】5 陈德玉， 刘来宝， 严云 ， 等 不同因素对再生骨料混凝土抗冻性的影 响 武汉理工大学学报， 2 0 1 1 ， 3 3 ( 5 ) ： 5 4 5 8 【 6 崔正龙， 大芳贺羲喜， 北迁政文， 等 再生混凝土耐久性的试验研究叨 科学技术与工程， 2 0 0 6 ， 3 2 ( 6 ) ： 4 8 0 1 - 4 8 0 5 作者简介： 王丈1中 ( 1 9 6 3 一 ) ， 男， 教授， 主要从事混凝土结掏耐 I生 研究。 联系地址： 黑龙江省佳木斯大学三区 A院建筑工程学院( 1 5 4 0 0 2 ) 联 系电话 ： 1 8 2 4 5 4 7 8 6 9 6 35 8 7 6 5 4 3 2 l O O O O 0 0 O O O 8 7 6 5 4 3 2 l O O 0 O O O O O O 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m