硫酸盐侵蚀对再生粗混凝土强度影响研究.docx
硫酸盐侵蚀对再生粗混凝土强度影响研究作者：单位：摘要：本文通过对9种不同再生粗骨料(RCA)取代率的再生粗骨料混凝土(RCAC)物理力学性能，以及其在短期硫酸盐侵蚀下的物理力学性能的对比试验，对其动弹性模量、抗折强度、抗压强度等进行了分析研究。研窕结果表明：侵蚀前后，RCAC的动弹性模量均随RCA取代率的升高而减小：在侵蚀前后，RCAC强度随RCA取代率的提高，混凝土立方体抗压强度逐渐降低，适量的硫酸盐侵蚀对混凝土立方体抗压强度有促进作用：未侵蚀RCAC的RCA取代率由O增加到100%过程中,混凝土立方体抗压强度卜.降达45.4%,RCA取50%时对短期抗硫酸盐侵蚀比较有利;。研究结果对于探索RCAC在不同RCA取代率下的物理力学性能及其在短时间硫酸盐侵蚀下的力学性能具有重要意义，有利于寻找最优的RCA取代率，改善并推动RCAC的实际工程运用。关键词：再生粗骨料；硫酸盐侵蚀；弹性模量；抗压强度；抗折强度中图分类号：TU375.I文献标识码：A文章编号：Studyontheinfluenceofsulfateerosiononthestrengthofrecycledcoarseconcrete作者：单位：Abstract:Inthispaper,thedynamicelasticmodulus,flexuralstrengthandcompressivestrengthofrecycledcoarseaggregateconcrete(RCAC)with9differentreplacementratiosofrecycledcoarseaggregate(RCA)andtheirphysicalandmechanicalpropertiesundershort-termsulfateattackwerestudiedandcompared.TheresultsshowthatthedynamicelasticmodulusofRCACdecreaseswiththeincreaseofRCAsubstitutionratebeforeandaftererosion;theRCACstrengthdecreaseswiththeincreaseofRCAsubstitutionratebeforeandaftererosion,andthecompressivestrengthofconcretecubedecreasesgradually.Sulfateerosioncanpromotethecompressivestrengthofconcretecube;theRCACsubstitutionratewithouterosionincreasesfrom0%to100%duringtheprocessofconcretecubesubstitution.Thecompressivestrengthdecreasesby45.4%,and50%RCAisbeneficialtoshort-termsulfateresistance.TheresearchresultsareofgreatsignificanceforexploringthephysicalandmechanicalpropertiesofRCACunderdifferentRCAsubstitutionratesanditsmechanicalpropertiesundershort-timesulfateattack,andareconducivetofindingtheoptimalRCACsubstitutionrate,improvingandpromotingthepracticalengineeringapplicationofRCAC.Keywords:recycledcoarseaggregate;sulfateerosion;modulusofelasticity;compressivestrength;flexuralstrength1引言随着我国环保意识的增强，天然骨料开采越发困难，急需大力推动再生骨料的回收及再利用工作，目前各个地区己初见成效。而如何更加合理有效的普及废弃混凝土的回收及再利用还需努力。绝大多数废弃混凝土经填埋处理，造成大量耕地等资源浪费和环境污染。针对废弃混凝土制造而成的再生骨料，用于再生混凝土的制备，我国学者已进行了大量科研攻关。邢振贤等人的再生混凝土研究表明：在同等条件下，再生混凝土比普通混凝土的抗压强度降低了9%左右，且再生骨料制备的混凝土孔隙率相对较高。吴瑾等人则进行了不同类型的再生粗骨料混凝土的物理力学试验，对再生粗骨料吸水率和压碎指标进行系统分析，提出了再生粗骨料级配分级方法。刘克非网等人的研究表明，再生粗骨料掺量不宜超过粗骨料总量的50%o李康等人则对再生细骨料混凝土展开了系统研究，发现再生细骨料取代率在80%以下时，再生细骨料混凝土抗压强度较高；当取代率为100%时，抗压强度会急剧降低。2试验设计2.1试件原材料水泥(C)：由祁连山水泥有限公司生产，采用PO425水泥;表1水泥各项性能指标表观密度(kgm3)比表面积(m2kg)烧失量(%)初凝/终凝时间(min)抗折强度(MPa)抗压强度(MPa)3d28d3d28d30303621.16135/1905.88.42844砂(三)：河砂，细度模数2.65；石子(三)：花岗岩碎石，最大粒径20mm,表观密度2780kgm3,堆积密度1530kgm3,连续级配；再生粗骨料(RCA)：骨料粒径5mm-45mm,根据建筑用卵石、碎石(GB/T14685-2011)提供的方法对各项基本性能其进行测试。图1再生粗骨料示意图Fig.ISchematicdiagramofrecycledcoarseaggregate表2再生粗骨料材料性质Tab.2Propertiesofrecycledcoarseaggregatematerials含水率吸水率含泥量压碎指数表观密度老砂浆含量3%4.4%0.6%11.8%2711kgm133.1%水(W)：采用自来水，符合国家标准。混凝土配合比按照水胶比与用水量控制设计，设计原理根据普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2011规定进行设计,见表3。表3混凝土配合比及强度(kgP)Tab.3MixtureRCAtioofconcrete编号RCA取代率/%配合比水泥水河砂石子再生粗骨料28d立方体抗压强度C,000.454602077101123046.9Co.4520200.45530238.5610898.4224.644.7Co.45-30300.45530238.5610786.1336.941.9Co.45-40400.45530238.5610673.8449.233.9Co.45-50500.45530238.5610561.5561.531.1Co.<-60600.45530238.5610449.2673.829Co.57O700.45530238.5610336.9786.127.7C0.45-80800.45530238.5610224.6898.426.6CojsT001000.45530238.56100112325.62.2试验方案(1)制备100mm×100mm×100mm的试件18组，9组做28d抗压强度试验，另外9组做侵蚀7天后的抗压强度试验，强度换算系数取0.95。制备IOommXloOmmX40Omm的试件18组，先进行动弹模测试，在做抗折强度试验。根据混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准(GB/T50082-2009)，使用SRDT-60型混凝土动弹仪测定其初始动弹模及侵蚀后动弹模。根据普通混凝土力学性能试验方法标准(GB/T50081-2002)做强度试验。(2)试验采用硫酸钠质量分数为5%的硫酸钠溶液作为本实验的侵蚀溶液。将28d标准养护混凝土用于侵蚀试验，采用双面(相对面)侵蚀，其余四个面用石蜡密封。浸泡7d,浸泡过程中为保持溶液浓度不变，用塑料薄膜对溶液进行密封以防止挥发，并且定期更换溶液,侵蚀在室内进行，以保持温湿度相对稳定。(3)采用实验室1()()OkN压力试验机测混凝土试件强度，加载速度为1.0MPaso3结果与讨论3.1硫酸盐侵蚀前后动弹性模量变化硫酸盐侵蚀前后动弹性模量统计表见表4,由此绘制的曲线图见图2。由图2结果可以看出，侵蚀前后，再生骨料混凝土的动弹性模量均随RCA取代率的升高而下降。侵蚀前，CoeO-A的动弹模量最大，为37.1Gpa；Gms-100-A的动弹模量最大，为25.1Gpa,降低率为5.4%。动弹模量下降主要是由于，RCA取代率的提高，混凝土中密实度下降导致。侵蚀后，Co45-O-B的动弹模量最大，为37.5Gpa；C0145-100-B的动弹模量最大，为25.3Gpa,降低率为5.9%。这说明短期侵蚀后，相对侵蚀前再生骨料混凝土的动弹性模量均有所增加，主要是由于硫酸盐侵蚀初期侵蚀产物钙矶石等和硫酸盐结晶填充了混凝土内部的空隙和微裂缝，使得混凝土更密实造成的。表4硫酸盐侵蚀前后动弹性模量Tab.4Dynamicmodulusofelasticitybeforeandaftersulfateattack编号RCA取代率(%)AB变化量28d动弹模量(GPa)7d侵蚀后动弹模量(GPa)(MPa)0>15-0037.137.50.4Co.5-2O2037.037.30.3Co.45-3O3036.136.50.4Co.45-404033.433.90.5C.15-505032.232.80.6Co.4S606030.130.60.5Cos-7O7026.526.90.4Co.5-8O8026.026.30.3Co.45-1OO10025.125.30.2(Pd 9)sn3POUJ O-UJBUAa图2硫酸盐侵蚀前后动弹性模量曲线图Fig.2Dynamicmodulusofelasticitycurvebeforeandaftersulfateerosion3.2硫酸盐侵蚀前后混凝土抗压强度分析硫酸盐侵蚀前后混凝土立方体抗压强度统计表见表5,由此绘制的曲线图见图3。由表5可以看出，侵蚀前后立方体抗压强度随着RCA取代率的提高均呈下降趋势。侵蚀前，RCA取代率最低的Co.45O-A试件的28d立方体抗压强度最高，为46.9MPa;随着RCA取代率的增大,混凝土立方体抗压强度逐渐降低,Co.45-1OO-A的立方体抗压强度最低,为25.6MPa；RCA取代率由0增加到100%过程中，混凝土立方体抗压强度下降达45.4%。说明RCA取代率越大，试件密实度越低，越不利于抗压强度的发展。侵蚀后，其抗压强度变化规律与标准养护所测抗压强度变化类似，RCA取代率最低的Co45-O-B试件的28天立方体强度最高，为46
