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再生骨料碳化处理对再生混凝土渗透性和界面的影响

王吉云  
【摘要】:废弃混凝土经破碎筛分后可用于生产再生骨料,但与天然骨料相比,再生骨料具有压碎指标高、孔隙率较高、密度较小、吸水性较强、粘结能力弱和骨料强度较低的特点,因此导致再生混凝土力学强度低及耐久性差。许多研究者围绕提高再生骨料性能提出了不同的方法,这些强化再生骨料主要有去除和强化附着砂浆两大类。去除砂浆主要有机械研磨、微波法、酸液处理法。强化砂浆包括聚合物乳液法、火山灰浆液法、碳酸钙沉积法及二氧化碳养护法。在这些方法中,酸处理可能带来耐久性问题,机械研磨需要人力财力,都有一定的局限性,而二氧化碳养护法,是一种最经济以及环保的方法。因此本文主要围绕再生骨料碳化后的性能、再生骨料碳化处理对再生骨料混凝土渗透性、新旧界面过渡区的影响展开。首先,我们将破碎好的再生骨料进行碳化处理,然后对骨料的物理性能进行了测试。结果表明,碳化处理后再生骨料的吸水率、压碎值都下降了,表观密度增加。再生混凝土抗压强度实验结果表明再生骨料碳化处理提高了再生混凝土抗压强度。此外,通过水吸收、Autoclam气体渗透、Autoclam水渗透、碳化、快速氯离子迁移实验来评价再生骨料碳化处理对再生骨料混凝土渗透性的影响。结果表明:再生骨料碳化处理可以有效降低再生骨料混凝土吸水率,提高再生骨料混凝土的抗气体渗透和抗水渗透能力;同时再生骨料碳化处理提高了再生骨料混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性能。对再生混凝土新旧界面过渡区的研究主要采用显微硬度、背散射图像分析等微观手段。显微硬度结果表明,再生骨料的碳化使再生骨料的旧界面过渡区和再生骨料混凝土新界面过渡区的显微硬度值显著提高。碳化处理对旧界面过渡区厚度没有影响,但新界面过渡区厚度由碳化前的50-70mm变为碳化后的40-60mm。背散射图像结果也表明再生骨料的碳化处理使得再生骨料混凝土界面过渡区的孔隙减少,结构更加致密。物相分析结果表明,再生骨料碳化处理使得再生骨料混凝土界面过渡区孔隙率和氢氧化钙的含量减少。此外,本文采用水泥净浆模拟再生骨料生产中产生的水泥粉末,研究了碳化水泥粉末碳化后的特性,并探讨了其作为辅助胶凝材料时对水泥水化的影响。研究表明:水泥粉末在碳化后生成硅胶和碳酸钙,生成的碳酸钙主要晶型为方解石;提取硅胶对水泥水化热的影响最大,其次为碳化水泥粉末。提取硅胶大大提高了水泥快速反应期水化速率,延缓了加速期的出现。碳化水泥粉末的加入同样加速了水泥快速反应期水化速率,但水化速率明显小于加入提取硅胶时的速率。未碳化粉末的加入使水泥浆体的强度降低,且掺量越高,强度越低。当掺量为0-10%时,碳化水泥粉末的加入使得水泥浆体的强度有所提高;当掺量大于10%时,随着掺量的提高水泥浆体的强度不断降低。


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