再生粗集料影响混凝土抗氯离子渗透性能试验研究.pdf

文章编 号 ：1 0 0 7 0 4 6 X ( 2 0 1 4 ) 0 3 - 0 0 1 8 0 2 固废利用 再生粗集料影响混凝土抗氯离子渗透性能试验研究 E x p e r i m e n t a l S t u d y o f E f f e c t o f R e c y c l e d C o a r s e A g g r e g a t e o n R e s i s I a n c e 1 0 C h l o r i d e I o n P e r m e a b $ o f C o n c r e t e 饶志明，吴相豪 ，花丽君 ( 上海海事大学海洋科学与工程学院，in 2 0 1 3 0 6 ) 摘 要 ： 采 用AS TM C1 2 0 2法测 定混凝 土 6 h总导 电量 ，研 究再 生 粗集 料取代 率、压碎 指 标和 含 水率 对再 生 混凝 土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明，再生粗集料取代率越大，混凝土的抗氯离子渗透性越差；随着再 生粗集料压碎指标的增大，混凝土的抗氯 离子渗透性减弱；再 生粗集料含水率越 大，混凝土抗氯 离渗透性 能 明显提 高 。 关键词 ：再生粗集料；混凝土；氯离子渗透性 中 图分 类 号 ：YU 5 2 8 0 4 1 T U5 2 8 3 3 文 献标 志码 ：A 0 前 言 再生混凝土抗氯离子渗透性能的研究相对较少。本文 通过试验研究再生粗集料取代率、压碎指标和含水率对再 生混凝土抗氯离子渗透性能的影响，为再生混凝土在海洋 工程中的应用提供参考。 l 试 验 1 1 原材料及配合比 水泥 ：P 0 4 2 5 海螺牌水泥。粗集料 ：天然粗集料为 连续级配辉绿岩碎石，粒径为 5 2 0 m m；再生粗集料选用 废弃混凝土，经人工破碎、清洗、筛选出5 2 0 m m粒径的 颗粒，得到连续级配再生粗集料。细集料：选用细度模数 为 2 - 8 2的河砂。水：自来水。 试验水胶比为0 5 5 ， 单位用水量为 1 8 5 k g ，胶凝材料 用量为3 3 7 k g ，砂率为3 0 ，细集料用量为5 3 8 k g ，粗集 料用量为 1 2 5 5 k g 。 根据拟定的混凝土配合比制作 西1 0 0 m m圆柱体试 件，在标准条件下养护 2 8 d后切割成 西1 0 0 X 5 0 m m圆 柱体标准试件。 1 2 氯离子渗透试验 本次试验采用美国材料试验协会 A S T M C 1 2 0 2 法，即 将切割好的西1 0 0 5 0 m m改革圆柱体制试件安装到两端 装有铜网的有机玻璃试验箱上， 在连接直流电源的正、负 极的试块两端试验箱内分别注入 0 3 m o l L的 N a O H溶液 1 8 COAL ASH 3 2 01 4 和3 的N a C 1 溶液，两端施加并保持 6 O V的直流电压， 每隔 3 0 ra i n 记录一次电流，持续试验 6 h ，计算得到 6 h 通过的总电量。试验装置见图 1 。根据式 ( 1 ) 计算氯离子 扩散系数，据此评价混凝土抗氯离子渗透性能。 图 1 A S T M C 1 2 0 2测试装置简图 y=2 5 7 7 6 5+0 0 0 4 9 2 X ( 1) 式中： y -_一c l 一 扩散系数 ( 1 0 9 c m s )； 一一 6 h 总导电量 ( C)。 2 试验结果及分析 2 1 再生粗集料取代率 对混凝土 抗氯离子渗透性能的影响 再生粗集料取代率分别为 0 、3 0 、6 0 、1 0 0 的混 凝土试块的氯离子渗透性试验数据见表 1 。 表 1 再生粗集料不同取代率时氯离子渗透试验数据 由表 1 可知，随着再生粗集料取代率的增长，混凝土 的氯离子扩散系数呈增大的趋势。再生粗集料取代率为 3 0 时，再生混凝土的氯离子扩散系数比天然混凝土增长 了约为7 6 9 ；再生粗集料取代率为 6 0 时，再生混凝土 的氯离子扩散系数比天然混凝土增长了约为 9 2 1 ；再生 粗集料取代率为 1 0 0 时，氯离子扩散系数比天然混凝土增 长了约为 2 1 5 3 。氯离子扩散系数的增加表明混凝土抵抗 氯离子渗透能力的减弱，数据表明再生粗集料取代率越大， 混凝土的抗氯离子渗透性越差，这与以往的研究结果相同_ l _ 。 这可能是由于再生粗集料表面纹理粗糙，孔隙多，不利于 混凝土的密实性，且再生粗集料的吸水性强，会吸收集料 与水泥砂浆界面处的水分，使得界面处水泥水化不充分， 另外界面处的氢氧化钙结晶体也大。 2 2 再生粗集料的压碎指标对混凝土抗氯离子渗透 性能的影响 再生粗集料压碎指标分别为 2 1 7 、1 9 2 、1 7 3 、 1 5 1 时的混凝土试块的抗氯离子渗透性试验数据见表2 。 表 2 再生粗集料不同压碎指标时氯离子渗透试验数据 由表 2 可知，随着再生粗集料压碎指标的增大，混凝 土的氯离子扩散系数呈增大的趋势。再生粗集料压碎指标为 1 5 1 时，再生混凝土的氯离子扩散系数最小，为 l 9 9 2 ； 再生粗集料压碎指标为 1 7 - 3 时比压碎指标为 1 5 1 时 增长了9 4 9 j生粗集料压碎指标为1 9 2 时比压碎指标 为 1 5 1 时增长了7 6 9 ；生粗集料压碎指标为2 1 7 时 比压碎指标为 1 5 1 时增长了 1 8 8 8 。数据表明，随着 再生粗集料压碎指标的增大，再生混凝土的抗氯离子渗透 性减弱，特别是压碎指标大于 2 0 时，抗氯离子渗透性减 弱明显。这可能是再生粗集料的压碎指标越大，粗集 料表面附着的原混凝土上的旧砂浆越多，孔隙也越多，吸 水性就越强，会吸收集料与水泥砂浆界面处的水分，使得 界面处水泥水化不充分。另外界面处的氢氧化钙结晶体也 对再生混凝土的抗氯离子渗透性能不利 1 1 。 2 3 再生粗集料的含水率对混凝土抗氯离子渗透性 能的影响 再生粗集料含水率分别为 2 、4 、6 、8 时的混 凝土试块的抗氯离子渗透性试验数据见表 3 。 表 3 再生粗集料不 同含水率时的抗氯离子试验数据 由表 3 可知，随着再生粗集料含水率的增大，混凝土 的氯离子扩散系数呈减小的趋势， 再生粗集料含水率为8 时，再生混凝土的氯离子扩散系数最小，为 1 6 3 8 ；再生 粗集料含水率为2 时比含水率为8 时增长了约为2 1 6 1 ； 再生粗集料压碎指标为4 时比压碎指标为 8 时增长了 约为 1 4 9 6 ；生粗集料含水率为 6 时比含水率为 8 时 增长了约为 1 0 6 2 。这可能是由于在一定范围内，再生 粗集料含水率较大的再生混凝土，吸收水泥浆体与再生集 料界面处的自由水的能力减弱，界面处的水泥得以水化充 分水化，水化产物增多，密实度好，孑 L 隙较少，从而使得 再生混凝土抗氯离子渗透能力明显提高i 2 - 3 。 3 结 论 ( 1 ) 再生粗集料取代率越大，混凝土的抗氯离子渗 透性越差。产生的原因可能是由于再生粗集料表面纹理粗 糙、孔隙多、吸水性强， 会吸收集料与水泥砂浆界面处的 水分，从而使得界面处水泥水化不充分。 ( 2 ) 再生粗集料压碎指标的增大， 使再生混凝土的抗氯 离子渗透性减弱。这可能是由于再生粗集料的压碎指标越 大，粗集料表面附着的原混凝土上的旧砂浆越多，孔隙也 越多，吸水性就越强，会吸收集料与水泥砂浆界面处的水 分，从而使得界面处水泥水化不充分。另外界面处的氢氧 化钙结晶体也对再生混凝土的抗渗性能不利。 ( 3 ) 再生粗集料含水率越大，扩散系数变小。这可能 是由于再生粗集料吸收水泥浆体与再生集料界面处的自由 水的能力减弱，界面处的水泥得以水化充分水化，水化产 物增多，密实度好，孔隙较少，从而使得再生混凝土抗氯 离子渗透能力明显提高。 参考文献 1 】胡波，柳炳康 ，张李黎再生混凝土氯离子渗透性能测试与分析 合肥工业大学学报， 2 0 0 8 ， 3 2 ( 8 ) ： 1 2 4 0 - 1 2 4 3 2 】沈海宁 再生混凝土力学性能试验研究 J _ 山西建筑，2 0 0 9 ( 2 7 ) ： 1 6 7 1 6 8 3 夏正武 不同取代率再生粗骨料混凝土的力学性能 J 】 混凝土，2 0 0 7 ) ： ，一 54 收稿日期： 2 0 1 3年 9月 2 3日 3 2 0 1 4 粉煤 灰 1 9