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基于界面的再生混凝土力学性能及耐久性能提升机理研究

王俊杰

  混凝土中的界面是影响其性能的薄弱环节,为了改善再生混凝土的界面,提高材料的基本性能,本文提出了一种改进的‘W3T4 搅拌工艺,将混凝土材料制备过程中的拌合水分三次添加(包括预湿阶段),搅拌分四步完成。从力学性能、抗氯离子侵蚀性能及细微观界面的扫描电子显微(SEM)形貌图和能谱图(EDX)的分析阐明了此种搅拌工艺和掺加矿物微粉对再生骨料混凝土性能的有效提升和微观机理。不同再生骨料掺合率(25%,50%,100%)的再生混凝土与普通混凝土的强度、变形曲线及氯离子渗透系数的比较结果表明:28天时再生混凝土的强度低于普通混凝土,变形较大,但是90天时由于磷渣微粉的火山灰效应使得再生混凝土的强度有很大的提高,甚至超过普通混凝土的强度,即使是再生骨料掺合率为50%的掺有磷渣微粉的再生混凝土,其氯离子扩散系数也远低于普通混凝土。掺有磷渣微粉的砂浆与普通砂浆的稳态电迁移试验说明磷渣微粉对再生混凝土内砂浆的性能提升很大,其90天时有效氯离子扩散系数仅为普通砂浆的1/5。不同应力水平作用下再生混凝土氯离子扩散的研究结果表明外加荷载可以改善或破坏再生混凝土的内部结构,从而影响氯离子的侵入,试验表明在相同的拉压应力水平下,拉应力产生的损伤更利于氯离子的侵入。在较低压应力作用下,由于再生混凝土内部分孔隙的闭合,氯离子渗透系数略有减小,当压应力水平达到35%以上时,氯离子渗透系数会随着应力的增大而迅速增加。然而在弯曲应力作用下,氯离子的侵入能力随着应力水平以及时间的增长迅速增加。理论分析结合试验验证对再生混凝土界面的渗透性进行了系统研究,得到了再生混凝土内新界面氯离子渗透系数的计算公式,结果表明:再生混凝土内新界面的氯离子渗透系数大概为1-4cm2/year;普通再生混凝土内的界面氯离子渗透系数比普通砂浆的渗透系数大10倍,当掺加磷渣微粉(PHS)和高效减水剂(FDN)对再生混凝土进行改性时,其界面氯离子渗透系数比普通砂浆只大3-7倍。磷渣微粉(PHS)可以改善再生混凝土中界面的材料结构,磷渣微粉(PHS)和高效减水剂(FDN)的掺加不仅可以减少界面的厚度而且减少了其氯离子渗透系数。采用场发射扫描电子显微镜分析了再生混凝土界面与普通混凝土界面的结构形貌和能谱图,结果表明磷渣微粉能够有效改善再生混凝土内空隙结构和排列,消耗氢氧化钙,生成C-S-H凝胶和钙矾石,提高密实性和强度。……   
[关键词]:耐久性;再生混凝土;工艺;应力水平;界面;氯离子;细微观机理;矿物超微粉
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江大学2011年