再生混凝土综述

1、再生混凝土的耐久性及其改进措施再生混凝土的耐久性及其改进措施目录目录1.再生混凝土的概念3.改善再生混凝土耐久性的措施2.再生混凝土的耐久性4.结论1.1.再生混凝土的概念再生混凝土的概念 再生骨料混凝土简称再生混凝土。一般将废弃混凝土经过多道筛分、破碎、清洁工艺组合与分级后,并按一定比例混合后形成的骨料称为再生混凝土骨料简称再生骨料;部分或全部代替砂石等天然骨料(主要是粗骨料)再加水和水泥配制成新的混凝土。相对于再生混凝土而言,用以生产再生骨料的原始混凝土称为基体混凝土,有人也称之为原生混凝土。 再生骨料的强度较天然骨料强度较低,堆积密度和表观密度较低,杂质含量较高,并且含有大量微裂缝,导致

2、再生混凝土的空隙率增大,吸水率高。所有这些特性导致再生骨料混凝土与天然骨料混凝土的性能有所不同,尤其在混凝土耐久性方面。2.2.再生混凝土的耐久性再生混凝土的耐久性2.1再生混凝土的抗渗性 影响混凝土耐久性的各种破坏过程几乎均与水有密切的关系,因此混凝土的抗渗性被认为是评价混凝土耐久性的重要指标。一般来讲,混凝土的抗渗性取决于孔隙的孔径大小、分布、形状、弯曲程度以及连贯性。 B.C.S.J、Rasheeduzza-far和Khan、Mandal等人对再生混凝土的抗渗性做了相关性试验，结果表明再生混凝土的抗渗性较普通混凝土差,其主要原因是由于再生骨料孔隙率较高,吸水率较大。2.2.再生混凝土的耐

3、久性再生混凝土的耐久性2.2再生混凝土的抗冻融性 在寒冷地区,混凝土受冻融循环作用往往是导致混凝土劣化的主要因素。冻融循环还常和除冰盐共同作用,加剧混凝土劣化。混凝土的抗冻融性间接反映了混凝土抵抗环境水侵入和抵抗冰晶压力的能力,因此常作为混凝土耐久性的另一评价指标。混凝土的抗冻融性可以通过测量试件的抗冻耐久性指数DF(动弹性模量的变化)、重量损失率等加以反映。 Malhotrah、Buck、Coquil-lat、Rottler、Karaa等人试验发现再生混凝土的抗冻融性并不低于普通混凝土，但是Nishibayashi、Yamura、Salem、Oliveira和Vazquez等人试验发现再生混

4、凝土的抗冻融性较普通混凝土差，造成上述研究结果差别较大的原因可能来自于再生骨料性能的差异。2.2.再生混凝土的耐久性再生混凝土的耐久性2.3再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性 水化作用产物,如C3AH,Ca(OH)2和C-S-H凝胶与硫酸盐反应后,将生成膨胀性盐,从而引起膨胀并导致表层开裂或软化。裂缝又助长了含有硫酸盐和其他离子的侵蚀水的渗透,进一步加速了混凝土的破坏,而且也影响到水泥水化物的粘结性能,最终影响到强度。 试验对再生粗骨料取代率分别为0%、20%、30%、50%和100%的再生混凝土的抗冻融性。试验结果发现,当再生骨料取代率小于30%时,再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性与普通混凝土基本相同:随

5、着再生骨料取代率增加,再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性降低,但差别不大。2.2.再生混凝土的耐久性再生混凝土的耐久性2.4再生混凝土的碳化 空气中的CO2不断向混凝土内部扩散,导致混凝土孔溶液的pH值降低,这种现象称为碳化。当混凝土的pH10时,如果钢筋表面的孔溶液中氯离子浓度超过某一定值时,也能破坏钢筋表面的钝化膜,使钢筋局部酸化,加快其锈蚀率。因此,氯离子渗透性对于混凝土的耐久性至关重要。 Otsuki等人研究了相同水灰比的再生混凝土与普通混凝土的氯离子渗透性,试验发现再生混凝土的氯离子渗透深度较普通混凝土略大,表明再生混凝土的抗氯离子渗透性差,其主要原因是由于再生骨料孔隙率高。2.2.再生混凝

6、土的耐久再生混凝土的耐久2.5再生混凝土的耐磨性 混凝土的耐磨性取决于其强度和硬度,尤其是面层混凝土的强度和硬度。Dhir等人研究了水灰比相同而再生骨料取代率不同的混凝土的耐磨性。试验结果发现,再生骨料取代率低于50%时,再生混凝土的磨损深度与普通混凝土差别不大;再生骨料取代率超过50%时,再生混凝土的磨损深度随着再生骨料取代率的增加而增加。当再生骨料取代率为100%时,再生混凝土的磨损深度较普通混凝土增加34%。关于再生混凝土的碱-骨料反应、耐火性等未见研究报道,为了进一步推动再生混凝土的工程应用,关于这方面的研究亟待展开。3.3.改善再生混凝土耐久性的措施改善再生混凝土耐久性的措施3.1减

7、小水灰比 Rasheeduzzafar和Khan的研究表明,通过降低再生混凝土的水灰比可以提高再生混凝土的抗渗性能。他们的试验发现,当再生混凝土的水灰比降低至低于普通混凝土的0.05-0.10时,两者的吸水率相差不大。Dhir等人的试验也证实了这一点,同时还发现减小再生混凝土的水灰比可以提高其抗碳化性能。Otsuki等人的试验也有类似的结论。 Salem等的试验则发现减小再生混凝土的水灰比能够改善其抗冻融性。Dhir等人的试验表明减小再生混凝土的水灰比还可提高再生混凝土的耐磨性。3.3.改善再生混凝土耐久性的措施改善再生混凝土耐久性的措施3.2掺加粉煤灰 Mandal等的试验表明粉煤灰可以改善

8、再生混凝土的抗渗性和抗硫酸盐侵蚀性。在他们的试验中,粉煤灰的掺入量为10%,试验结果表明,与未掺加粉煤灰的混凝土相比,掺加粉煤灰的再生混凝土的渗透深度、吸水率和重量损失率分别降低了11%、30%和40%。Ryu的研究表明掺加粉煤灰还可以提高再生混凝土的抗氯离子渗透性,其试验表明掺加30%的粉煤灰后,再生混凝土的氯离子渗透深度降低了21%。3.3.改善再生混凝土耐久性的措施改善再生混凝土耐久性的措施3.5采用半饱和面干状态的再生骨料 Oliveira等研究了再生骨料的含水状态对再生混凝土性能的影响,试验采用的再生骨料的含水状态分别为完全干燥、饱和面干和半饱和面干(饱和度分别为89.5%和88.1%)。结果表明,采用半饱和面干状态的再生骨料后,再生混凝土的抗冻融性显著提高。3.3.改善再生混凝土耐久性的措施改善再生混凝土耐久性的措施3.4减小再生骨料最大粒径Rottler的试验发现,通过减小再生骨料的最大粒径可以提高再生混凝土的抗冻融性。基于这一原因,他建议再生骨料的最大粒径宜为16mm20mm。4.4.结论结论 总体来讲,再生混凝土的抗渗性、抗冻融性、抗硫酸盐侵蚀性、抗碳化能力、抗氯离子渗透性和耐磨性均较普通混凝土弱,主要是由于再生骨料的孔隙率和吸水率较高的缘故。再生混凝土的耐久