再生混凝土中氯离子渗透性能试验研究.pdf
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1、铕1 4 卷第 3 期 2 0 1 1年 6月 建筑材料学报 J 0URNAL 0F B UI LDI NG MATERI AI S Vo1 1 4, No 3 J u n , 2 0 1 1 文 章 编 号 : 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 3 8 1 - 0 5 再 生混凝 土 中氯离子渗透性 能试验研究 吴相 豪, 岳鹏君 ( J c 海海事大学 海洋环境与工程学院,上海 2 0 1 3 0 6 ) 摘要 :通过 氯 离子 自然扩散 试 验 , 测定 再 生混 凝 土 试件 中的 氯 离子 浓度 , 分析 了再 生 骨料 、 粉 煤 灰 掺量 、 全
2、浸泡与干湿循环方式对再生混凝土 中氯 离子渗透性 能的影响 结果表 明: 再生混凝土抗氯 离子渗透能力比普通混凝土差 ; 掺入粉煤灰 能提 高再 生混凝土抗氯 离子渗透 能力, 粉 煤灰最佳掺 量为 2 O ( 质量分数) ; 干湿循环方式可加快再生混凝土中氯离子的渗透速度 关 键 词 :再 生混凝 土 ;氯 离子 ;渗透 ;干 湿循 环 ; 粉 煤 灰 中图 分类 号 : TU5 2 8 0 1 文献 标 志码 : A d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 1 0 3 0 1 8 Ex p e r i me nt a l S
3、t u d y o n Ch l o r i d e I o n Pe n e t r a t i o n i n t o Re c y c l e d Ag g r e g a t e Co nc r e t e Xi a n g h a o, YUE Pe n g - j u n ( S c h o o l o f M a r i n e E n v i r o n me n t a n d E n g i n e e r i n g ,S h a n g h a i M a r i t i me Un i v e r s i t y,S h a n g h a i 2 0 1 3 0 6
4、,Ch i n a ) Ab s t r a c t :I n o r de r t o i n v e s t i ga t e t he e f f e c t s o f r e c yc l e d c on c r e t e a g gr e g a t e,we t a n d d r y c y c l e s,f l y as h r e pl a c e me nt o n c hl o r i de i o n pe ne t r a t i on o f r e c y c l e d a g gr e g a t e c o nc r e t e,t he c hl
5、or i d e i on c o nc e nt r a t i on i n r e c yc l e d a gg r e ga t e c on c r e t e wa s me a s u r e d du r i ng c hl o r i de na t u r a l di f f u s i o n t e s t The r e s u l t s s ho w t ha t t h e a b i l i t y t o r e s i s t c h l o r i d e i o n p e n e t r a t e i n t o r e c y c l e d
6、 a g g r e g a t e c o n c r e t e i s we a k e r t h a n t h a t f o r n a t u r a l a g g r e g a t e c onc r e t e;t he r e s i s t a nc e t o c hl o r i de i o n pe ne t r a t i o n i n t o r e c y c l e d a g g r e ga t e c on c r e t e c a n be i mpr o ve d b y r e p l a c i n g c e me n t wi
7、t h f l y a s h,2 0 ( b y ma s s )r e p l a c e me n t o f c e me n t wi t h f l y a s h i s o p t i mu m;t h e r a t e o f c h l o r i d e i o n p e n e t r a t i o n i n t o r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e u n d e r we t a n d d r y c y c l e s i s h i g h e r t h a n t h a t i n
8、 t o s a t u r a t e d r e c y c l e d a gg r e ga t e c o nc r e t e Ke y wo r d s :r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e ;c h l o r i d e i o n;p e n e t r a t e ;we t a n d d r y c y c l e ;f l y a s h 再 生混 凝 土是 用再 生骨 料部 分或 全部 替 代 天然 骨料 拌 制 的一种 新 型生态 混凝 土 , 与 天然 骨料 相 比 , 再生骨料的孔隙率大, 导致
9、再 生混凝土抗氯离子渗 透能力 比普 通 混 凝 土差 文 献 1 2 通 过 AS TM C 1 2 0 2法测定 发 现 , 再 生 混 凝 土 氯 离 子 扩 散 系 数 随 着再生 细骨 料掺量 的增加 而增 大 An n等L 3 采 用 AS TM C 1 2 0 2法研究 了粉煤灰和粒 化高炉矿 渣对 再生混凝土抗氯离子渗透性的影响, 结果表 明, 掺粉 煤灰和粒化高炉矿渣能够有效提高再生混凝土抗氯 离子渗透能力 陈爱玖等 通过 NE L法测定发现 , 经过冻融循环后再生混凝土的氯离子扩散系数明显 增大 张健等 采用 R C M 氯离子扩散 系数试 验方 法研究 了水灰 比、 再生
10、粗细骨料取代量和矿物掺合 料对再生混凝土氯离子渗透性 的影 响, 结果显示 , 高 品质再 生 细骨料 混凝 土抗 氯 离子渗 透性 能优 于天然 骨料混凝土, 高品质再生粗 骨料混凝土 的抗氯离子 渗透性能接近天然粗骨料混凝土 , 掺超细矿粉或硅 灰可提高再生混凝土抗氯离子渗透能力 雷霆等 6 通过 AC MT法测定发现, 采用掺合料裹骨料工艺可 大幅度提高再生 混凝土抗氯离子渗透性能 , 对其后 期抗氯离子渗透性能也有提高 , 但幅度较小 在实际 工程 中, 扩散作用和毛细孑 L 吸附作用是氯离子迁移 收稿 日期 : 2 0 1 0 0 2 一 O 1 ;修 订 日期 : 2 0 1 0
11、1 1 - 0 1 基金项 目: 上海海事大学科研基金项 目( 2 0 1 0 0 0 7 3 ) ; 上海市本科教育高地建设项 目( B 2 1 0 0 0 8 G) ; 上海海事大学重点学科建设项 目( A2 0 1 0 0 3 0 ) 第 一作者 : 吴相豪 ( 1 9 6 5 一 ) , 男 , 江西 泰和人 , 上海海事大学教授 , 博士 E ma i l : x h wu s h mt u e d u c n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 8 2 建筑材料学报 第 1 4卷 的主要 驱动 力 , 采 用氯 离 子 电 迁 移快 速 试 验方 法
12、 研 究再生混凝土中氯离子渗透性能与实际情况 尚有较 大差异 因此 , 本 文采用 自然 扩散 法 系统 研究 再 生骨 料、 粉煤灰掺量、 全浸泡与干湿循环方式对再生混凝 土中氯离子渗透性能 的影响, 以期 为再生混凝 土在 工程 中 的推 广应 用提供 理论 依据 1 试 验 煤灰为上海外高桥 电厂排放的 级粉煤灰, 其 4 5 I T I 筛筛余为 1 4 8 ( 质量分数) , 需水量为 9 8 6 ( 质 量分数) , 烧失量为 5 7 9 ( 质量分数) ; 天然骨料选 用 连续 级配辉 绿岩 碎 石 , 粒径 为 5 g o 1 1 1 1 1 1 ; 再 生 骨 料 由上海市浦
13、东大道路 面废弃混凝 土加工而成 , 粒 径 为 5 2 0 r n m; 细骨 料选 用 细 度模 数 为 2 8 2的 河 砂 ; 水采 用 自来水 由于现行 规范还 未 给 出再 生混凝 土 的配合 比设 1 1 试验材料及配合比 计标准 , 本试验再生混凝土配合比按文献 7 进行设 水泥为上海水泥厂生产 的 P S 4 2 5水泥 ; 粉 计 , 水灰 比为 0 5 8 ( 质量比) , 具体配合 比见表 1 表 1 再生混凝 配合 比 T a b l e 1 M i x p r o p o r t i o n o f c o n c r e t e 1 2试 验方 法 再生混凝土试件
14、采用 1 0 0 m mX 1 0 0 m mX i 0 0 i l l I n 立方体 , 标准养护 2 8 d 氯盐溶液由江西盐矿有限公 司生产 的工 业盐 和 自来 水配 置而成 , 质量 分数 为 5 氯盐溶液侵蚀时间为 3 O , 6 O , 9 0 , l g O d 浸泡方式 有 2种: ( 1 ) 直接将试件全浸泡在氯盐溶液 中; ( 2 ) 先 将试件在氯盐溶液 中浸泡 1 6 h , 然后取 出自然风干 8 h , 干湿循环 浸泡箱中的氯盐溶液每周更换 1 次 当试件浸泡至规定时间后取 出, 自然风干 I d , 用直径 为 6 mm 的钻头从 侧面分层 钻孔取 样 , 每
15、层 的 钻取深度分别 为 : 0 5 , 6 i o , 1 l 1 5 , 1 6 2 0 m m, 收 集钻取 的试件粉末 , 并用孑 L 径为 0 6 3 mI n的标准筛 过筛 , 然后将过筛后的试件粉末置于( 1 0 5 5 )烘 箱中烘 2 h , 取出放人干燥器 中冷却至室温备用 1 3 测 试方 法 将试样分成 2份 , 根据 J T J 2 7 0 9 8 水运工程 混凝土试验规程 规定的水溶性氯离子滴定方法测 定试样中的氯离子浓度 ( 以占混凝土质量分数计) , 取 2份试样的平均值为试验结果 再生混凝土孔隙率采用“ 可蒸发水含量法” l 8 测定 , 其气孔及粗 毛细孔孔
16、隙率 由饱水试件 在相对 湿度 9 O 条件下的失水量求得 , 总孔隙率 由饱水试 件在 1 0 5下烘干至恒重时的失水量求得 , 细毛细 孔孔隙率等于总孔隙率与气孑 L 及 粗毛细孔 隙率之 差 该方法所 得 的气 孔及 粗 毛 细 孔孔 隙率 与 试 件 中 孔径 大 于 3 O n m 的孑 L 隙相 对 应 假定 饱 水 再 生 混凝 土试 件 质量 为 小。 , 失水 后 试件 质 量为 m , 则再 生 混 凝 土对应 的体 积孔 隙率 可 由下 式计算 : 一 L ( too 一7 T i ) p 10 mo j 1 O 0 ( 1 ) 式 中 : 10 为再 生混凝 土 密度
17、, g c m。 ; |0 为水 的密度 , g c m。 2 试验结果及分析 2 1再生 混凝 土强度 和孔 结构 骨料种类 和 粉煤 灰 掺 量 对 g 8 d龄 期 再 生 混 凝 土立方 体抗 压 强 度 和孔 结 构 参 数 的影 响 见 表 2 由 表 2可见, 再生混凝土立方体抗压强度 比普通混凝 土低 l 4 , 其孔 隙率 和大 孔 隙 占总 孔 隙 的 比例均 大 于普 通混凝 土 这 是 因为 本 试 验 中 的再 生 骨料 是 由 废弃混凝土经过破碎 、 清洗、 分级制成 , 它们的表 面 大都附着旧砂浆 , 这些旧砂浆含有较多孔隙, 再加上 再生骨料在生产过程 中产生
18、的大量微细裂纹, 从 而 使孔隙率升高 、 大孑 L 隙增多、 抗压强度降低 另外 , 从表 2还可以看出, 低掺量粉煤灰能够提 高再生混凝土立方体抗压强度 , 但当粉煤灰掺量大 于 2 O ( 质 量分数 ) 时 , 其立 方 体抗 压 强 度低 于未 掺 粉煤灰再生混凝土 ; 随着粉煤灰掺量的增加, 再生混 凝土中的孔隙率逐渐减小 , 大孔 隙占总孔隙的比例 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3期 吴相豪 , 等 : 再 生混凝 土中氯离子渗透性能试验研究 3 8 3 表 2 再生混凝土立方体抗压强度和 L 结构参数 T a b l e 2 Cu b e
19、c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a nd p o r e s t r u c t u r a l p a r a m e t e r s o f c o n c r e t e 先降后升, 粉煤灰掺 量为 2 O 时 , 大孑 L 隙 占总孑 L 隙 的比例最小( 3 8 8 5 ) 研究表 明, 粉煤灰 由于填充 作用及二次水化反应 , 可以提高再生混凝土密实度 , 使其总孔隙率和大孑 L 隙占总孔隙的 比例 明显下降 但是 当粉煤灰掺量超过一定 值时, 大孔孑 L 隙率降低 的速率没有总孔 隙率下降快 , 导致大孔 隙占总孔隙 率的比例升高 另外
20、, 由于早期再生混凝土中总水化 产物相对较少 , 而且二次水化反应又 比较慢 , 其 中大 量未水化的粉煤灰颗粒导致大孔隙占总孔隙的比例 随粉煤灰掺量的增加而增大 2 2 再 生骨 料对 氯离 子渗 透性 能 的影响 再生 混凝 土氯 离子 渗透试 验 结果 见表 3 从 表 3 可以看出, 虽然试验结果离散性比较大 , 但总的变化 规律 比较明显 , 无论是干湿循环方式还是全浸泡方 式 , 普通混凝土抗氯离子渗透能力均优于再生混凝 土 这是因为在相同条件下 , 再生混凝土的总孔隙率 大于普通混 凝土 , 而 且大孔 隙 比例 也高 于普通 混 ;疑土 、 表 3 再 生混凝 土的氯离子浓 度
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