煅烧硅藻土改性高性能再生混凝土的制备及性能.pdf

2 0 1 2 年 第 9 期 (总 第 2 7 5 期 ) Nu mb e r 9 i n 2 0 1 2 ( T o ml No 2 7 5 ) 混 凝 土 Con c r e t e 实用技术 P RACTI CAL TECHNOL OGY d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 2 0 9 0 4 2 煅烧硅藻土改性高性能再生混凝土的制备及性能 孙庆合 1 I2 。魏永起 a ，孟云芳 1 , 2 ( I 宁夏大学 土木与水利工程学院 ，甘肃 银川 7 5 0 0 2 1 ；2 旱 区现代农业水资源高效利用教育部 工程研究中心 ，甘肃 银川 7 5 0 0 2 1 ； 3 同济大学 先进土木工程材料教育部 重点实验室，上海 2 0 1 8 0 4 ) 摘要： 再生混凝土的力学和耐久性能表现不佳一直是影响其推广使用的重要原因； 究其根源可归结为所使用的再生骨料低品质、 高吸 水性及新旧界面过渡区的劣化。 通过改善再生骨料的品质和优化新旧界面过渡区来提高再生混凝土的力学和抗渗抗冻性能， 从而制备出 高强、 低渗和抗冻性能优异的高性能再生混凝土。 为此 ， 借鉴高性能天然骨料混凝土的制备方法， 利用低掺量高活性的煅烧硅藻土与大掺 量粉煤灰复掺技术、 再生骨料预吸水技术及改善拌和工艺的方法， 制备出了 C 6 0 的高性能再生混凝土， 并通过正交试验确定了高性能再 生混凝土 的最佳配合 比， 在此基础上研究和探讨煅 烧硅藻土对再 生混凝 土力学 和抗冻抗渗性能 的改性效果及机理。 关键词： 高性能再生 昆 凝土；煅烧硅藻土；力学性能； 抗渗性能；抗冻性能 中图分类号 ： T U5 2 8 0 4 1 文献标 志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 2 ) 0 9 0 1 2 9 0 5 P r e p a r a t i o n a n d p r o p e r t i e s o f h i g h p e r f o r ma n c e r e c y c l e d c on c r e t e( H P R C J a me l i o r a t e d b y c a l c i n e d d i a t omi t e S U NQ i n g - h e _- WE IY o n g - q i 3 , ME NGY u n f a n g ( I C o l l e g e o f C i v i l a n dHy d r a u l i c E n g i n e e r i n g ， Ni n g x i aU n i v e r s i ty， Y i n c h u a n 7 5 0 0 2 1 ， Ch i n a ； 2 E n g i n e e r Re s e a r c hC e n t e r f u n d e db yMi n i s t r yo f E d u c a t i o n f o r e f f e c t i v e u t i l i z a t i o n o f wa t e r r e s o u r c e o f mo d e r n a g n c u l t u r e i n dro u g h ty a r e a ， Yi n c h u a n 7 5 0 0 2 1 ， C h i n a ； 3 K e yl a b o r a t o r y o f Ad v anc e dCi v i l E n g i n e e ri n gMa t e ri a l s o f t h e Mi n i s t r yo f E d u c a t i o n， T o n i Un i v e r s i t y， S h a n gha i 2 0 1 8 0 4， C h i n a ) Ab s t r a c t ： I t i s o n e o f i mp o r t a n t r e a s o n s f o r wh i c ht h e a p p l i c a t i o n a n d g e n e r a l i z a t i o n o f r e c y c l e d c o n c r e t e( R C) i s l i mi t e dt h a t R C d o e s a wf u l l y i n me c h a n i c a l a n d d u r a b l e p r o p e i e s T h e o rig i n wa s f r o m t h e l o w q u a l i ty， h i g h wa t e r a b s o r p t i o n a n d d e g r a d a t i o n o f n e w o r o l d i n t e r f a c i a l t r a n s i t i o n z o n e( I T Z) o f r e c y c l e d a g g r e g a t e( R A) T h e p u r p o s e wa s t o i mp r o v e t h e me c h a n i c a l p r o pe i e s a n d t h e r e s i s t a n c e t o f r e e z e t h a w and p e r me a b i l i t y o f r e c y c l e d c o nc r e t e t h r o u g h t h e a me l i o r a t i o n o f RAs q u a l i t y and I TZ i n RA i t s e l f and be t we e n i t a n d c e me n t p a s t e， and h e n c e t o p r e p are t h e h i g hp e r f o r ma n c e r e c y c l e d c o n c r e t e ( H P R C) T h e r e f o r e b a s e d o nt h e p r e p a r a t i o nme t h o do f h i g h p e rf o r manc e n a t u r a l a g gre g a t e c o n c r e t e p r e - pare d C6 0 h i g h pe r f o rm an c e r e c yc l e d c o n c r e t e b y t h e t e c h n i q ue o f c o mb i n a t i o n o f hi g hl y a c t i v e c a l c i n e d d i a t o mi t e a t l o w a d d i t i o n l e v e l and fl y a s h wi t h l a r g e c o n t e n t a d d e d， t h e me t ho d o fa d v a n c e wa t e r - a b s o r p t i o n and t h e i mp r o v e d mi x i n g t e c h ni c s As a r e s ul t ， the b e s t mi x p r o p o rti o n o f H P R C wa s s e l e c t e d b y t h e o r t h o g o n a l e x p e ri me n t Me a n wh i l e ， t h e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s an d r e s i s t a n c e t o fr e e z e t h a w and p e r me a b i l i ty o f H P R C s e l e c t e d o p t i ma l l y wa s s t ud i e d F i na l l y， t he m e c han i s m be h i n d t h e t e s t r e s u l t s t h a t c a l c i n e d d i a t o m i t e i mp r o v e d t h e p r o p e rti e s o f r e c y c l e d c o n c r e t e wa s d i s c u s s e d K e ywo r d s ： h i 曲 p e r f o rm anc e r e c y c l e dc o n c r e t e ； c a l c i n e d d i a t o mi t e ； me c h ani c a l p r o p e r t i e ； r e s i s t a n c e t of r e e z e t h a w； r e s i s t a n c e t o p e rme a b i l i ty 0 引言 全世界每年混凝土使用量大约为 7 0亿 ms ， 所用天然砂石 料用量大约为 1 2 0 1 4 0亿 t ， 造成天然砂石料 日益枯竭； 于此 同时全球每年又有超过 I O 亿 t 的废弃混凝土| l1 。 这一矛l盾使 得我们必须考虑将废弃混凝土重新循环利用 ， 而再生骨料混凝 土可有效缓解这一矛盾。 但由于其力学和耐久性能表现不佳 2 1 ， 所以在实际工程尤其是水工结构工程中的应用受到限制 ； 因 此研究如何提高再生混凝土的力学和耐久性能， 进而配制出 高强高性能的再生混凝土就显得颇有意义。 影响再生混凝土 性能的根本原因来源于再生骨料的低品质、 高吸水和新 旧界 面过渡区得劣化【3 。 限制再生骨料的最大粒径， 同时提高砂率， 可有效 降低单位体积再生混凝土中再生骨料宏观缺陷的概 率 ； 采用再生骨料预吸水技术 ， 使的旧浆体继续水化 ， 从而实 现再生骨料次生裂缝的部分 自愈合4 1 ， 同时也为再生骨料周围 收稿 日期 ：2 0 1 2 - 0 3 1 2 的胶凝材料提供后期水化水 ， 因而可改善界面过渡区的黏结 强度 ； 采用高活性低掺量的煅烧硅藻土5 _ 1 改善再生混凝土水 泥浆基体及界面过渡区性能等方法为高性能再生混凝土的制 备提供理论依据。 本文的目的就是在再生骨料预吸水和改善 拌和工艺的基础上 ， 采用正交试验设计 ， 确定出高性能再生混 凝土的最佳配合比， 并在此基础上研究了其力学、 抗渗和抗冻 性能及煅烧硅藻土对其以上各种性能的影响及作用机理。 其 方法和结果可为高性能再生混凝土的制备与推广使用提供实 践参考和机理依据。 1 试 验 概 况 1 1 原材料 煅烧硅藻土为云南某一家材料改性公司提供 ， 其物化性能 指标见表 1 ； 粉煤灰为宁夏银欣源热电工贸有限公司产 I 级粉煤 灰。 水泥为赛马 P O 4 2 5 R级水泥 ， 经检测各项指标均满足国家 1 2 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 标准； 超塑化剂为北京幕湖厂生产的 S M 型三聚氰胺系水溶性 减水剂， 具有非引气、 低碱、 高减水、 有效控制混凝土泌水及增强性 能等特点 ； 再生粗骨料为实验室近五年废旧素混凝土块经颚式 破碎机破碎后人工筛分级配而得， 原始混凝土强度为 2 0 - - -4 0 MP a 不等 ， 骨料物理性能指标见表 2 ； 天然粗骨料为宁夏镇北堡产的 人工碎石 ， 粒径为 5 2 5 I n iT l 连续级配， 与再生粗骨料级配相同， 检测方法按照 G B T 1 4 6 8 5 -2 0 0 1 ( 普通混凝土用碎石或卵石质 量标准与检验方法 进行 ， 物理性能指标及评价见表 3 ； 天然细 骨料为宁夏镇北堡产人工水洗山砂 ， 按照 GB T 1 4 6 8 4 -2 0 0 1 普通 昆 凝土用碎石或卵石质量标准与检验方法 检测其各项物 理性能指标， 结果均符合国家标准， 含泥量符合国家 I 类用砂标 准， 级配良好， 中砂偏粗； 拌和水为自来水。 表 1 煅烧硅藻土化学组分及物理性 能指标 注： 以上关于再生骨料的评价标准及国家规定是参照天然骨料的规范G B T 1 4 6 8 5 -2 0 0 1 普通混凝土用碎石或卵石质量标准与检验方法 进行的。 表 3 天然粗骨料物理性 能指标 1 2 配合 比设 计和 试验 方法 本试验采用基于自由水灰比的再生混凝土配合比设计方 法啊 ， 即把饱和面干的再生骨料视为干燥状态的再生骨料， 然后 在按天然骨料混凝土的配合比设计方法进行设计 ， 由于饱和面 干的再生骨料不会再吸收骨料周围的拌和水而导致骨料周围 水灰比的减小， 因而称为基于自由水灰比的配合比设计方法。 由于本研究对象为高性能再生混凝土， 所以具体配合比设计在 以上基础上再参照吴中伟嗍 提出的高性能混凝土的配合比设计 方法进行 。 为了确定影响高性能再生 昆凝土强度性能的因素的显著 性 ， 同时确定最佳配合比， 本文采用五因素四水平正交表进行 正交试验设计( 见表 4 ) ， 并固定单位立方米混凝土胶凝材料用 量为 5 0 0 k g m3 ， 由此确定单位立方米再生混凝土材料量用量。 再生混凝土的拌和采用如图 l 所示拌和工艺 ， 其中吸附水为再 生骨料有干燥状态至饱和面干状态所需要的水； 强度试验按照 G B J 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 ( 普通混凝土力学性能试验方法 的规定 ， 采 用 1 0 0 n - n x l O 0 u n x l O 0 mm模型， 标准养护 2 8 d进行测试； 确 定最优配合 比后， 重新进行拌和、 成型并养护至 2 8 d 后进行耐 表 4 正交试验因素水平表 注 ： 矿物 细掺料 的掺量为胶凝材料总质量 的百分 比。 1 3 O 久性能试验， 其中抗渗试验按照 DL T 5 1 5 O 一2 0 0 1 水工混凝土 试验规程 推荐的混凝土相对渗透性试验方法进行抗渗性试验 ( 考虑到高性能再生混凝土的密实性， 本试验将水压一次加压 到 3 5 MP a ， 并持续 2 4 h ) ； 抗冻试验采用 S D 1 O 5 8 2 水工混 凝土试验规程 中推荐的混凝土抗冻性试验( 慢冻法) 的标准进 行 1 5 0次冻融循环的抗冻试验。 1 3拌和 工 艺 再生混凝土的拌和过程， 如图 1 所示。 图 1 再生混凝土的拌和 过程 2 试验 结果 与讨论 2 1 正交试验结果及极差、 方差分析和最佳配合 比的 确 定 再生混凝土的正交试验结果汇总于表 5 ， 并根据表 5 对再生 混凝土2 8 d 力学性能做极差和方差分析， 结果分别见表 6 、 7 。 ( 1 ) 各因素影响显著性分析。 由表 6 可知， 按极差的大小排 列出各因素对再生混凝土 2 8 d 抗压强度和劈裂抗拉强度影响 的主测I哽 序： A( 水胶比) 一B( 硅藻土) 一D( 粉煤灰) 一c ( 砂率) ； 对 2 8 d拉压比的影响主次顺序为 ： D( 粉煤灰) 一A( 水胶比) 一B ( 硅藻土) 一c( 砂率) 。 以上极差分析的影响因素主次顺序与表7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 5 再 生混凝土正交试验结果 表 6 再 生混凝 土 2 8 d力学性能极差分析结果 方差分析的显著性大小顺序和都基本一致， 空白列的偏差平方 和值都很小， 说明由试验引起的误差很小 ， 试验结果能真实反 映各因素及其不同水平对再生混凝土 2 8 d各项考核指标的影 响。 同时也可得知， 水胶比对再生混凝土 2 8 d的三项指标影响均 特别显著； 煅烧硅藻土对再生混凝土 2 8 d的劈裂抗拉强度影响 特别显著， 对其抗压强度和拉压 比影响显著 ； 粉煤灰对再生混 凝土 2 8 d的拉压比影响特别显著 ， 对其抗压和劈裂抗拉强度影 响显著； 砂率仅对再生混凝土 2 8 d的抗压强度影响显著。 ( 2 ) 最佳配合比的确定。 在配制高强高性能再生混凝土( C 6 0 ) 时， 应尽可能满足低脆( 即高拉压比) 和抗裂性能良好( 即劈裂抗拉 强度良好) 的要求； 根据以上极差和方差分析， 首先考虑水胶比的 影响， 其次要着重考虑煅烧硅藻土和粉煤灰的掺量水平和相互搭 配， 砂率可视具体情况而定； 在满足以上要求时， 要进行经济性的 权衡， 最后确定出最优化方案。 根据图 2可以确定 ： 本试验绿色高 性能再生 昆 凝土的最佳水平组合可以考虑为： B C 4 D ， 即水胶比 0 3 6 ， 硅藻土掺量 4 ， 砂率 5 0 ， 粉煤灰掺量2 0 0 。 表 7 再生混凝土 2 8 d力学性能方差分析结果 注： ( 1 ) F 值 为某一因素的偏差均方和与空白列的偏差均方和之比， 统计学上把某一因素的F 值与某一临界值进行比较 ， 作为判断因素显著性 的标准， 这种检验称为 F 检验。 当F F o o 认为因素的影响特别显著， 记为“ 书 ； 当F o 。 。 IF F o o s，认为 因素的影 响显著 ， 记为“ ； 当 F o o s F F o 认为因素有一定影响， 记为“ ； 当 F F o 。 。 ， 认为因素的影响不显著， 记为“ ” 。 ( 2 ) 空白列的偏差平方和为所有空白列的偏差平方和之和， 它是 由误差所引起的 ， 反映了试验误 差引起 的数据 波动 ； 而非 空白列偏差平方 和是组 内平均值与总 的离差平方和 ， 它在一定程度 上反映了因素水平 的改变引起的数据波动和试验误差引起的数据波动。 观察表 5 ， 发现 Z 1 0的配合比除了硅藻土的掺量为 2 ， 其 他水平与最佳水平组合均一致； Z 1 0 同时其各项力学性能指标， 即抗压强度 6 5 2 MP a 、 劈裂抗拉强度 4 6 MP a 、 拉压 比7 0 6 在 各组试件中均表现优异。 另外 Z1 0在 0 2 超塑化剂掺量下 ， 坍 落度为 2 3 0 m l T l ， 无泌水和离析， 黏聚性和保水性优异， 获得了 相当好的工作性。 尽管根据极差分析 4 的硅藻土掺量可获得 各方面最好的力学性能， 但考虑经济性和硅藻土的吸水性， 过多 的掺量会导致工作性变差， 因而 2 的掺量更具实际意义。 所以 本研究确定的高强再生混凝土的最佳配合比为： 水胶比 0 3 6 ， 硅 藻土掺量 2 ， 砂率 5 0 ， 粉煤灰掺量 2 0 ， S M掺量为 0 2 。 2 2 煅烧硅藻土改性 高性 能再生混凝土力学性能测 试结 果与 讨论 将 2 1 节确定的最佳配合比， 重新制备再生混凝土， 并制备 对比参照混凝土， 以研究煅烧硅藻土对其力学和耐久性能的影响， 其配合比及力学性能试验结果见表 8 。 由表 8 ， 对比NC + F A和 R C + F A， 可知再生骨料替代天然骨 料对混凝土的 2 8 d抗压、 抗劈裂强度及拉压比都有降低作用， 但 并不明显 ， 分别为 2 8 ， 5 3 和 3 。 1 ， 其原因有三： 第一， 高性 能再生混凝土需要较大的砂率 ， 因而减少了再生骨料在混凝土 中的体积含量， 自然降低了再生骨料 自身宏观缺陷在单位混凝 】 31 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8O 7O 善 6 0 5 0 4 0 A B C D E 影 响因紊 ( a ) 抗压 强度 影 响 因素 f b ) 劈 裂抗拉强 度 薹 7 羞 迥 辖 6 5 A B C D E 影响因素 ( c ) 抗拉 比 图 2 各 因素不 同水平对再生混凝 土 2 8 d各项考核指标 的影响 表 8 优选组( W B = O 3 6) 试验 单位立方米材料用量及 2 8 d力学性能指标 注： N C + F A ： 天然粗骨料 + 水泥 + 粉煤灰； R c + F A： 再生粗骨料 十粉煤灰 +水泥 ； R C + F A 十 D： 再生粗骨料 + 煅烧硅藻土 + 粉煤灰 + 水泥。 土中出现的概率； 第二， 由于拌和时采用了预吸水技术 ， 这部分 水在低水胶比条件下可为高性能再生混凝土的后期水化提供 可利用水 ， 起到内养护作用； 第三， 再生骨料相对天然骨料有较 低针片状含量( 见表 2 ( 3 ) ； 这 3 个方面使得再生混凝土因为再生 骨料 自身的宏观缺陷带来的强度降低得以弥补。 对比R C + F A + D、 R C + F A和 NC + F A， 发现掺人的煅烧硅藻 土使得上述再生骨料带来的下降的力学性能得至 更为有效的 弥补和提高， 相对 R C + F A抗压强度提高 1 4 6 ， 抗劈裂强度提 高了3 0 6 、 拉压比提高了 1 4 1 ； 相对于NC + F A， 抗压强度提 高 1 1 5 ， 抗劈裂强度提高了 2 3 7 、 拉压比提高了 1 0 6 。 这 一 结果说明只要配料合理、 拌和工艺先进、 再生骨料处理得当， 再生混凝土的力学性能完全有可能高于天然骨料混凝土。 这一 提高左右应归功于煅烧硅藻土火山灰效应及微集料效应 ， 使得 水泥基体的强度得以提高， 同煅烧硅藻土极细的颗粒及其多孔 的形貌特点使得其更容易因其吸附作用进入再生骨料的宏观 裂缝并与裂缝内高碱性的 C a ( O H) ： 溶液生的低钙硅比的 C S H 凝胶 ， 从而修复愈合了这些裂缝； 同样吸附在再生骨料表面的 煅烧硅藻土也发生上述反应从而改善了界面过渡区。 2 3 煅烧硅藻土改性 高性 能再生混凝 土抗渗抗冻性 能的测试 结果与讨 论 对按表 8的配合比制备混凝土进行抗渗和抗冻试验， 试验 结果分别见图 3 、 4 。 根据图 3 ， 由于低水胶比混凝土的高密实性 ， 使得压力水很 难穿透试件底部的砂浆层 ， 在本试验中二者整体的渗水高度都 不大， 其轻微的差异源于再生骨料的宏观缺陷， 劈裂的试件断 裂面可以看到部分水沿着再生骨料中的裂缝或者再生骨料中 的旧浆体而向内发展， 因而使得再生混凝土的渗水高度显现一 个轻微的提高， 并表现在相对渗透的系数的增大。 而煅烧硅藻土 的加入 ， 则明显改善上述缺陷， 部分再生骨料中的裂缝得以修 复， 旧浆体表面由煅烧硅藻土的火山灰效应形成的CS H凝胶包 裹， 同时砂浆基体中的大孔因煅烧硅藻土的微集料效应得以细 化 ， 综合表现为渗水高度和相对渗透 系数的显著降低， 相对 R C + F A， R c + F A + D的渗透系数和渗水高度分别降低了 4 5 8 和 5 8 9 ， 可见煅烧硅藻土的改性效果相当明显。 】 32 口 渗水高度 mm 相对渗透系数 ( 1 0 1 0 mm h ) 相对值( 相对N C + F A ) f 3 1 0 0 0 3 1 O l 6 50 4 NC+ F A RC+ F A RC+ F A+ D 混凝 土种类 HP R C 2 8 d的渗水高度及相对渗透系数 - 5 4 1 NC+ F A RC+ F A RC+ F A4 - D 混凝 土种类 图 4 H P RC 1 5 0次冻融后质量损失和强度损失 根据图4 ， 可以看出无论是天然骨料混凝土还是再生骨料混 凝土其在经历 1 5 0次冻融循环后 ， 其质量损失微乎其微 ， 几乎 可以忽略， 微量的损失仅限于成型时试件顶面净浆层的剥落。 对 于标准强度损失， 再生骨料代替天然骨料使得混凝土的强度损 失增加的非常明显， 增幅达 2 9 7 ， 如此大的增幅主要归因于再 生骨料 自身缺陷： 一是再生骨料的服役时的原生裂缝和破碎时 产生的次生裂缝， 二是再生骨料中旧浆体 自身的多孔性和低抗 冻性 ， 三是再生骨料拌和时吸水饱和( 尽管 2 8 d后可能有所消 耗 ) ， 这些缺陷都为冻融破坏提供了有利条件。 而当煅烧硅藻土 加入后， 这些缺陷得到了极大的弥补， 其强度损失由 2 0 1 降低 到 1 1 6 ， 近乎一半 ， 同时相对天然骨料混凝土强度损失也大为 降低降幅为 2 5 2 。 这一结果说明煅烧硅藻土的再生混凝土的 5_ l 一 量 一 O O 0 0 O 3 0 0 0 图 ， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 抗冻性的提高同样效果明显。 不过需要注意的是， 三种7 昆 凝土的 标准强度损失仍然是比较大的， 这是由于强度损失的评价参照 对象是同条件养护的混凝土， 而三种混凝土都加入了粉煤灰 ， 而 粉煤灰的火山灰效应在 2 8 d 后效果逐渐明显， 强度有较大提高； 而同期冻融的试件的除了冻融产生的破坏作用 ， 其水化因低温 而受到抑制同样不可忽略。 当我们把评价参照对象设为 2 8 d抗 压强度时， 评价结果暂定为绝对强度损失， 见图 4 ， 可以发现， 冻 融 1 5 0次以后各混凝土的冻融损失为负值 ， 说明即便受到冻融 破坏， 被冻融试件由于间歇养护强度仍得到了不同程度的提高， 其趋势类似于标准强度损失， 在此不再赘述。 3 煅烧硅 藻土的 改性机理分析 硅藻土是由单细胞低等水生植物硅藻的遗骸堆积而成的， 本质是含水的无定型 S O 1 0 - 1 1 ， 即由硅氧四面体通过桥氧搭接 而成的向三维空间发展的无规则网络结构， 网络结构中硅氧四 面体的聚合程度越低 ， 则非晶体的稳定性越差 ， 反应活性越强。 经过煅烧和超细粉碎的煅烧硅藻土， 破坏了它的网络结构， 断裂 了骨架， 产生了大量断裂的化学键， 比表面积增加表面能增大， 可溶硅含量增加， 负电位 绝对值增大， 具有很强的火山灰性 ； 其极高的比表面积和极细的颗粒尺寸具有很强的吸附作用和 微填充或微集料效应 。 对再生混凝土水泥基体的改善作用 ： 当煅烧硅藻土与水泥 中水化析出的 C a ( OH) ： 发生反应， 并迅速吸附 C a ( O H) ： ， 电 位也迅速提高， 并由负电位转变为正电位， 生成 C S - H凝胶 ， 填 充混凝土水泥基体内部孔隙， 从而提高混凝土基体的密实度同 ； 同 时由于硅藻土的微集料效应进一步细化水泥石中存在的毛细 孔隙， 使其有害孔和多害孔进一步减少 ， 最可几孔径进一步降 低至少害孔或无害孔 1 。 其中密实度的提高有助于力学性能的 提高， 同时减少渗透， 提高基体抗渗抗冻性； 孔径的细化使得孔 内溶液的冰点急剧降低， 有助于抗冻性能的提高 。 对再生混凝土界面过渡区的改善作用： 由于煅烧硅藻土的 c a ( O H) ： 发生化学反应， 可使粗骨料与水泥石界面的C a ( O H) ： 颗粒尺寸减小， 取向度降低， 使得界面过渡区得以改善； 而吸附 在再生骨料周围的煅烧硅藻土与水泥中水化析出的 C a ( O H) 发生反应生成 C S H凝胶， 加强了骨料与水泥砂浆基体的连接， 从而改善了界面过渡区。 对再生骨料品质的改善作用 ： 进入再生骨料裂缝内的煅烧 硅藻土与周围的孔溶液的液相 C a ( O H) 或断裂面处旧浆体中固 相 C a ( O H) 发生火山灰反应生成低钙硅比的 C S H凝胶 ， 填充 并修复这些裂缝； 由于煅烧硅藻土的强吸附性和吸水性 ， 在与 饱和面干的再生骨料干混拌和( 见图 1 ) 时更容易吸附在再生骨 料表面尤其是表面孔隙处， 其产生的 C S H凝胶也沉积在此表 面 ， 其对孔隙的填充和对再生骨料表面的包裹 ， 改善了再生骨 料的品质， 减少了其渗透性， 同时也提高了其 自身的抗冻性。 4结论 由以上试验结果和分析 ， 可得出如下结论 上接第 1 1 4页 安： 长安大学 ， 2 0 0 8 【 7 】 李金玉， 彭小平 ， 邓正刚， 等 混凝土抗冻性的定量化设计 混凝土， 2 0 0 0 ( 9 )： 6 1 6 6 8 DI S C HI N GE R F D e r b a u i n g e n i e u r ， 5 3 9 5 6 2 9 付亚伟， 蔡良才， 王硕太， 等 道面混凝土抗冻耐久性设计研究 J 新 ( 1 ) 煅烧硅藻土对再生混凝土2 8 d的劈裂抗拉强度影响特 别显著 ， 对其抗压强度和拉压比影响显著； 综合考虑再生混凝 土各相力学指标， 同时兼顾经济性时， 本研究确定的高强再生 混凝土的最佳配合比为： 水胶比0 3 6 ， 硅藻土掺量2 ， 砂率5 0 ， 粉煤灰掺量 2 0 ， S M掺量为 0 2 。 ( 2 ) 煅烧硅藻土掺人再生混凝土， 显著降低了再生混凝土 的渗水高度和相对渗透系数， 分别降低了4 5 8 、 5 8 9 ， 改性 效果相当明显； 同时使得再生混凝土 1 5 0 次冻融循环后的强度 损失由2 0 1 降低到 1 1 6 ， 近乎一半， 说明煅烧硅藻土对再生 混凝土的抗冻性的提高同样效果明显。 ( 3 ) 高强高性能再生混凝土 ， 尤其是掺人矿物掺合料入煅 烧硅藻土和粉煤灰后 ， 虽经历冻融循环破坏， 但强度仍可得到 不 同程度 的增长。 ( 4 ) 本研究制备的高性能再生混凝土的基本满足了高强、 低渗透和高抗冻的要求 ， 达到了试验预期 目的。 参考文献 ： 1 杜婷 ， 李惠强， 等 再生混凝土未来发展的探讨J 混凝土 ， 2 0 0 2 ( 4 ) ： 4 9 5 2 2 】 叶孝恒 再生混凝士的基本力学性能 J 1 _ 西部探矿工程 ， 2 0 0 6 ( 1 ) ： 2 2 3 2 2 5 3 】 李占印 再生混凝土性能 D 】 西安： 西安建筑科技大学， 2 0 0 3 4 姚武 绿色混凝土 M E 京 ： 化学工业出版社， 2 0 0 6 【 5 于滟 ， 包亚芳 硅藻土作高性能混凝土掺合料的研究 J 建材工业信 息， 2 0 0 4 ( 9 ) ： 3 0 3 1 6 周忠义 煅烧硅藻土作高性能混凝土掺合料的研究 c J j令 发光， 张仁 瑜 混凝土标准规范及工程应用 E 京 ： 中国建材工业出版社， 2 0 0 5 ： 2 5 5 2 5 8 7 】白文辉， 张金龙基于自由水灰比的再生混凝土配合比设计研究 J 】 _ 绍兴文理学院学报， 2 0 0 7 ： 2 7 3 0 8 吴中伟 ， 廉慧珍 高性能混凝土【 M 】 北京： 铁道出版社， 1 9 9 9 9 】B E N S T E D J ， B A R N E S P S tr u c t u r e a n d P e rf o r ma n c e o f C e m e n t s M 2 n d e dLo n d o n a n d Ne w Yo r k： S p o n P r e s s ， 2 0 0 8 【 1 0 ME H T A P K， MO N T E R I O P J MC o n c r e t e Mi c r o s t r u c t i u r e ， P r o p e r t i e s a n d Ma t e r i a l s M 3 r d e d N e w Y o r k ， e t l ： Mc G r a w H i l l ， 2 0 0 6 1 1 M I N D E S S s ， Y O U N G J F ， D A R WI N D C o n c r e t e M 2 n d e d N e w J e r s e y ： Pe a r s o n e d u c a t i o n I n c ， 2 0 0 2 1 2 】 张士萍， 邓敏， 唐明述 昆 凝土冻融循环破坏研究进展 J 1 材料科学与 工程学报， 2 0 0 8 ( 6 ) ： 9 9 0 9 9 4 作者简介 联 系地址 ： 联 系电话 孙庆合( 1 9 5 6 一 ) ， 男， 副教授， 研究方向： 水工混凝土结构耐 久性研究 。 亍夏银川市西夏区贺兰山西路 4 8 9 号 宁夏大学土木与水 利工程学院( 7 5 0 0 2 1 ) 1 5 8 2 5 3 8 8 3 9 3 型建筑材料， 2 0 1 0 ( 9 ) 作者简介： 吴永根( 1 9 6 9 一 ) ， 男， 教授 ， 研究方向： 机场施工与材料。 联系地址： 西安市灞桥区灞陵路空 军工程学院建筑工程系( 7 1 0 0 3 8 ) 联系电话 ： 1 5 3 3 9 0 9 8 0 4 6 1 33 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m