再生混凝土抗凍性能的影響因素與提升措施,建筑材料論文

再生混凝土抗凍性能的影響因素與提升措施,建筑材料論文摘要：論文在廣泛查閱國內外文獻的基礎上，對再生混凝土抗凍性從研究方式方法和研究成果方面進行了分析和總結，旨在尋找提高再生混凝土抗凍性能的技術措施，以期促進再生混凝土在寒帶地區(qū)的應用，并對今后的相關研究提出建議。本文關鍵詞語:再生混凝土;抗凍性;凍融循環(huán);Abstract：Onthebasisofextensivelyconsultingdomesticandforeignliterature,thispaperanalyzesandsummarizesthefrostresistanceofrecycledconcretefromtheaspectsofresearchmethodsandresults,aimingtofindtechnicalmeasurestoimprovethefrostresistanceofrecycledconcrete,soastopromotetheapplicationofrecycledconcreteincoldregions,andputsforwardsomesuggestionsforfuturerelatedresearch.Keyword：recycledconcrete;frostresistance;freeze-thawcycle;1、引言隨著提倡并日益普及的垃圾分類新風氣，將廢舊建筑垃圾回收重新作為骨料生產的再生混凝土既可變廢為寶又能降低成本，這種再生混凝土若能廣泛使用則會大幅提升經(jīng)濟效益和社會效益[1]。與天然骨料相比，再生骨料存在孔隙率比擬大、微裂紋相對多的特點，導致再生混凝土的耐久性[2]與強度都與同條件下的普通混凝土具有一定差距。我們國家北方地區(qū)的建筑物基本上都面臨著遭受凍害的問題，抗凍性是混凝土耐久性中最重要的問題之一。2、再生混凝土抗凍性能的試驗評價方式方法當前，對于混凝土抗凍性能的檢測，國內外的相關部門都制定了相關的檢驗標準，例如，美國的ASTMC666-86和ASTMC666-86，蘇聯(lián)的FOCTL006標準，歐洲地區(qū)則以RILEMTC4-CDCI-77為代表[3]。我們國家的基礎設施建設部門，如水利水電、建筑工程等行業(yè)制定的測量混凝土抗凍性的相關規(guī)范主要有快凍法和慢凍法這2種方式方法。國內主要根據(jù)(普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方式方法標準〕的相關規(guī)定進行混凝土的抗凍性試驗。慢凍法是對混凝土立方體試件進行氣凍水融試驗，以試件經(jīng)受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來表示混凝土的抗凍性能的好壞。快凍法是將混凝土棱柱體試件進行水凍水融的凍融循環(huán)試驗，一次凍融循環(huán)應在2～4h完成，在屢次凍融循環(huán)后，當混凝土試件的相對彈性模量下降為初始值的60%且質量損失率小于5%時，用最大的快速凍融循環(huán)次數(shù)表示混凝土的抗凍性。由于混凝土在凍融循環(huán)的環(huán)境中產生的開裂毀壞是混凝土內部遭到拉力才產生的開裂，所以混凝土在凍融環(huán)境中對抗拉強度比抗壓強度愈加敏感，而在慢凍法中卻采用抗壓強度來評價混凝土的抗凍性，顯然是不合理的。而快凍法在測量混凝土試件抗凍性時，由于試件的降溫速度要比實際施工環(huán)境中快得多，得出的試驗結果往往不能直接推廣到實際工況中。當前，學者的研究以快凍法為主，但是想得到能夠指導實際工況的試驗結果，應該尋求愈加合適評價混凝土抗凍性能的試驗方式方法。3、再生混凝土抗凍性能的影響因素3.1、再生粗骨料取代率及品質的影響高翔使用快凍法分別對再生粗骨料取代率為0、12.5%、25%、37.5%、50%的再生粗骨料混凝土進行了抗凍性能測試試驗。圖1廢棄粗骨料不同取代率條件下再生混凝土質量損失率隨凍融循環(huán)的變化曲線不同再生粗骨料取代率的再生混凝土在經(jīng)過最大120次凍融循環(huán)后，圖1顯示隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，再生混凝土的質量損失率越來越大，而由于再生粗骨料的空隙率較天然骨料要大得多，所以再生粗骨料的取代率越大，抗凍性能越差。由圖2可知，相對彈性模量隨再生骨料的增大也呈下降趨勢。在經(jīng)過120次最大凍融循環(huán)后，再生骨料取代率為12.5%的再生混凝土的相對彈性模量與天然骨料混凝土的相對彈性模量接近，可見在較低的再生骨料取代率下，再生混凝土的抗凍性能和天然骨料混凝土相差無幾。但粗骨料取代率為50%時，再生混凝土的抗凍性能明顯變差。圖2廢棄粗骨料不同取代率條件下再生混凝土相對彈性模量隨凍融循環(huán)的變化曲線謝靜靜等使用快速凍融法對再生粗骨料取代率分別為0%、30%、40%、50%、60%、70%的再生粗骨料混凝土進行凍融循環(huán)試驗，由于粗骨料中較多的微小空隙吸收了大量的游離水，所以在進行凍融循環(huán)時會彌補混凝土質量上的損失，但隨著凍融循環(huán)試驗次數(shù)的增加，膨脹應力不斷積累，導致混凝土表皮剝落，進而使質量驟減，50次凍融試驗后質量損失率增大。王欣等為研究再生骨料品質對再生混凝土抗凍性的影響，先是將再生骨料按品質好壞分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ這3個等級，再選取粒徑5.0～31.5mm的再生骨料制作成100mm100mm100mm的混凝土試件并測量了7d和28d的再生混凝土強度，得出再生骨料的添加使混凝土強度降低且骨料品質越差強度越低。之后對再生混凝土試件進行了凍融循環(huán)試驗，結果表示清楚，再生骨料質量對再生混凝土抗凍性影響顯著，質量等級越差抗凍性越差。除此之外，對于同種再生骨料，其粗骨料取代率越高，再生混凝土抗凍性越差。綜上，再生混凝土拌合加工時，再生粗骨料的外表有很多水泥固體雜質，這些雜質會與新的水泥漿構成大量的微裂縫和空隙，使再生混凝土產生缺陷。在進行凍融循環(huán)試驗時，空隙中的水結冰膨脹，再生混凝土的內部孔隙構造會因縫隙的擴大而毀壞，進而使再生混凝土的抗凍性降低。所以選用適宜取代率的高品質再生骨料會對再生混凝土的抗凍性有很大提高作用。3.2、水灰比及外加劑的影響覃銀輝研究發(fā)現(xiàn)，摻入適量的YJ-4型防凍劑能夠提高再生混凝土在凍融試驗后的抗壓強度，如表1所示。當防凍劑摻量為1%時，再生混凝土的抗壓強度最高，摻量再大，強度有所降低。但由于再生混凝土受凍后的強度受多方面因素影響，防凍劑摻量在1%下面時其摻量對再生混凝土抗壓強度的影響有待進一步研究。因而，考慮防凍劑摻量時需同時考慮其對再生混凝土強度的影響。表1再生混凝土抗凍融循環(huán)能力陳德玉、譚克鋒也通過試驗研究了水灰比和外加劑對再生混凝土抗凍性能的影響，當w/c低于0.28時，再生混凝土的抗凍性到達高強再生混凝土的標準。而當w/c為0.42～0.56時，需要參加外加劑來提高再生混凝土的強度。所以我們以為當w/c低于0.28時，再生混凝土的抗凍性能夠知足基本的施工要求。3.3、纖維的影響陳愛玖、王靜等采用正交分析的研究方式方法研究了摻入不同種纖維〔聚丙烯纖維、鋼纖維〕對再生混凝土抗凍性能的影響。在試驗經(jīng)過中采用快凍法進行試驗，并通過測量經(jīng)過最大150次凍融循環(huán)后試件的相對彈性模量和質量損失率作為評定混凝土抗凍性的指標。經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后，得到選用銑削波紋型鋼纖維時的再生混凝土的抗凍性要好于摻入聚丙烯纖維的再生混凝土。纖維能夠在混凝土中構成亂向構造，進而加強混凝土內部的約束力，抵消一部分膨脹應力，減小再生混凝土在凍融循環(huán)中的變形，抑制裂縫的進一步擴展，進而提升再生混凝土的強度和抗凍性能。4、提高再生混凝土抗凍性能的措施基于以上國內外關于再生混凝土抗凍性能的研究成果，歸納出下面再生混凝土施工時提高其抗凍性能的措施：(1)優(yōu)選原材料，選取質量和級配良好的再生骨料并合理控制再生骨料取代率。(2)控制水灰比。研究表示清楚，當w/c在0.28左右時，即便不添加任何外加劑，再生混凝土的抗凍性能也能知足要求。(3)摻入引氣型外加劑。(4)摻入性能良好的礦物摻合料。大量試驗研究表示清楚，參加陶粒、粉煤灰、硅灰等礦物摻合料可使再生混凝土的抗凍性能有很大提高。(5)加強對再生混凝土的養(yǎng)護。再生混凝土的抗凍性會隨水泥水化的程度而變化，養(yǎng)護的時間越長，水泥的水化程度越高，抗凍性能越好。5、結論及發(fā)展方向抗凍性是再生混凝土耐久性能評價的一個重要內容，是當前我們國家北方地區(qū)工程中急需解決的問題。本文根據(jù)當前國內外對再生混凝土抗凍性的研究和相關資料，通過比照其試驗方式方法和研究成果，總結得出如下結論和發(fā)展方向：(1)再生混凝土若想在寒區(qū)廣泛使用，必須提高其抗凍耐久性，需要仔細控制的因素主要有再生骨料的質量和摻量、水灰比、外加劑和礦物摻合料等。(2)已有的研究多是通過將再生混凝土的抗凍性與普通混凝土的抗凍性進行比照來評價。多數(shù)學者采用質量損失率和相對彈性模量變化率來評價其抗凍性，但由于試驗材料、方式方法和研究方式不同，得到的結果并不統(tǒng)一，有的結果間甚至差異很大，因而，需要將其評價標準統(tǒng)一化、試驗方式方法規(guī)范化。(3)對于凍融環(huán)境中再生混凝土構造構件的研究當前多數(shù)是對其進行靜荷載加載研