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富含磚粒再生混凝土耐久性的多維度試驗(yàn)與優(yōu)化策略探究一、引言1.1研究背景與意義1.1.1再生混凝土的發(fā)展趨勢(shì)隨著全球城市化進(jìn)程的加速,建筑業(yè)蓬勃發(fā)展,對(duì)混凝土的需求與日俱增。與此同時(shí),建筑垃圾的產(chǎn)生量也在急劇上升,其中廢棄混凝土占據(jù)了相當(dāng)大的比例。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)每年產(chǎn)生的建筑垃圾數(shù)量巨大,已占到城市垃圾總量的相當(dāng)比重。傳統(tǒng)的混凝土生產(chǎn)依賴大量的天然骨料,如砂石等,而這些天然資源并非取之不盡、用之不竭。過(guò)度開(kāi)采天然骨料不僅導(dǎo)致資源日益匱乏,還對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞,如破壞山體、河道,影響生物多樣性等。在這樣的背景下,再生混凝土應(yīng)運(yùn)而生。再生混凝土是將廢棄混凝土經(jīng)過(guò)破碎、篩分、清洗等一系列處理后,作為再生骨料部分或全部替代天然骨料,再與水泥、水、外加劑等按一定比例配制而成的新型混凝土。再生混凝土的出現(xiàn),為解決建筑垃圾處理難題和緩解天然骨料短缺問(wèn)題提供了有效的途徑,符合可持續(xù)發(fā)展的理念。從資源利用角度來(lái)看,再生混凝土實(shí)現(xiàn)了廢棄混凝土的循環(huán)利用,使有限的資源得到了更充分的利用。通過(guò)將建筑垃圾轉(zhuǎn)化為再生骨料,減少了對(duì)天然骨料的依賴,降低了資源開(kāi)采量,從而保護(hù)了自然資源。在環(huán)境方面,再生混凝土的應(yīng)用大大減少了建筑垃圾的填埋和堆放,降低了對(duì)土地資源的占用,減少了對(duì)環(huán)境的污染,如減少了建筑垃圾中有害物質(zhì)對(duì)土壤和地下水的污染。從經(jīng)濟(jì)層面分析,再生混凝土的使用降低了混凝土生產(chǎn)成本,因?yàn)樵偕橇系膬r(jià)格相對(duì)較低,同時(shí)減少了建筑垃圾處理費(fèi)用,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái),再生混凝土在建筑行業(yè)中的應(yīng)用逐漸增多,受到了越來(lái)越多的關(guān)注和重視。許多國(guó)家和地區(qū)都在積極開(kāi)展再生混凝土的研究和應(yīng)用推廣工作。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家,再生混凝土已經(jīng)廣泛應(yīng)用于道路工程、基礎(chǔ)工程、非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件等領(lǐng)域。在我國(guó),隨著對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重視程度不斷提高,再生混凝土也得到了快速發(fā)展,相關(guān)的研究和工程實(shí)踐不斷涌現(xiàn)。1.1.2富含磚粒再生混凝土耐久性研究的必要性耐久性是衡量混凝土性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一,它直接關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性。對(duì)于再生混凝土而言,耐久性問(wèn)題尤為關(guān)鍵,因?yàn)槠浣M成材料和微觀結(jié)構(gòu)與普通混凝土存在差異,這些差異可能導(dǎo)致再生混凝土在耐久性方面面臨一些挑戰(zhàn)。磚粒作為再生混凝土中的一種常見(jiàn)骨料類型,對(duì)再生混凝土的耐久性能具有重要影響。在我國(guó)北方地區(qū),建筑垃圾中絕大多數(shù)是二三十年前的磚結(jié)構(gòu)建筑淘汰后產(chǎn)生的,因而磚含量占比較大。這些磚粒經(jīng)過(guò)破碎處理后作為再生骨料用于再生混凝土中,其自身的特性,如孔隙率較高、吸水性較大、強(qiáng)度相對(duì)較低等,會(huì)對(duì)再生混凝土的耐久性產(chǎn)生顯著影響。富含磚粒的再生混凝土在實(shí)際使用過(guò)程中,可能會(huì)受到各種環(huán)境因素的作用,如干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、化學(xué)侵蝕等。在干濕循環(huán)條件下,由于磚粒吸水性大,混凝土內(nèi)部水分的反復(fù)遷移和蒸發(fā),可能導(dǎo)致混凝土體積的反復(fù)脹縮,從而產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力,加速混凝土的劣化。在寒冷地區(qū),凍融循環(huán)對(duì)混凝土的破壞作用更為明顯,磚粒中的水分在凍結(jié)時(shí)體積膨脹,會(huì)對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成損傷,降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。此外,當(dāng)再生混凝土暴露在含有侵蝕性介質(zhì)的環(huán)境中,如酸、堿、鹽等,磚粒和水泥石可能會(huì)與這些介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致混凝土的結(jié)構(gòu)破壞和性能下降。如果富含磚粒的再生混凝土耐久性不足,可能會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中過(guò)早出現(xiàn)裂縫、剝落、強(qiáng)度降低等問(wèn)題,這不僅會(huì)影響結(jié)構(gòu)的正常使用功能,還會(huì)增加維修和加固成本,甚至可能危及結(jié)構(gòu)的安全。因此,深入研究富含磚粒再生混凝土的耐久性,對(duì)于提高再生混凝土的性能,推動(dòng)其在實(shí)際工程中的廣泛應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)研究,可以了解磚粒摻量、配合比、養(yǎng)護(hù)條件等因素對(duì)再生混凝土耐久性的影響規(guī)律,從而為再生混凝土的配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝優(yōu)化和工程應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù),確保再生混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)具有良好的性能和安全性。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1再生混凝土耐久性的研究概況國(guó)外對(duì)再生混凝土耐久性的研究起步較早,在二次世界大戰(zhàn)后,一些發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本、德國(guó)等就開(kāi)始了相關(guān)研究。美國(guó)政府制定的《超基金法》為再生混凝土的發(fā)展提供了法律保障,并且對(duì)再生混凝土的性能展開(kāi)研究,如根據(jù)密歇根州用再生混凝土鋪筑的公路進(jìn)行再生骨料混凝土干縮性能試驗(yàn)。日本由于資源匱乏,十分重視廢棄混凝土的再生利用,1977年就制定了《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》,并對(duì)再生混凝土的吸水性、強(qiáng)度、配合比、收縮、耐凍性等進(jìn)行系統(tǒng)研究。歐洲國(guó)家如德國(guó)將再生混凝土用于公路路面,并提出“在混凝土中采用再生骨料的應(yīng)用指南”;奧地利研究發(fā)現(xiàn)采用50%再生骨料配制的混凝土強(qiáng)度可達(dá)標(biāo)準(zhǔn),且彈性模量降低;法國(guó)利用碎混凝土和碎磚塊生產(chǎn)磚石混凝土砌塊。國(guó)內(nèi)對(duì)再生混凝土耐久性的研究相對(duì)較晚,但近年來(lái)發(fā)展迅速。許多學(xué)者對(duì)再生混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化性、氯離子滲透性等耐久性指標(biāo)進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究。肖建莊等系統(tǒng)研究了再生混凝土的抗碳化性能、抗凍性能、干燥收縮、徐變、抗?jié)B性能、耐磨性能、堿集料反應(yīng)以及抗硫酸鹽侵蝕等性能。研究表明,再生混凝土耐久性總體較普通混凝土差,但通過(guò)減小水灰比、摻加粉煤灰、采用二次攪拌工藝等措施可改善其耐久性。1.2.2富含磚粒再生混凝土耐久性的研究進(jìn)展在富含磚粒再生混凝土耐久性研究方面,國(guó)內(nèi)取得了一定成果。舒倩等用富含40%-50%磚粒的再生粗骨料配制再生混凝土,采用滲水高度法和電通量法,分析不同再生骨料取代率和粉煤灰取代率與再生混凝土抗水滲透性以及抗氯離子滲透性的關(guān)系,得出抗?jié)B透性最好的再生骨料取代率。結(jié)果表明,富含磚粒的再生混凝土抗?jié)B透性能比普通混凝土弱,再生骨料取代率增加會(huì)降低其抗?jié)B透性,磚粒類再生骨料取代率為40%的再生混凝土抗?jié)B透性能最好;粉煤灰對(duì)再生混凝土具有改性作用,粉煤灰摻量為20%時(shí),再生混凝土的抗?jié)B透性能以及抗凍融性能均最佳。田志偉等通過(guò)對(duì)富含磚顆粒的再生骨料不同程度取代天然骨料,研究含有磚粒的再生骨料不同取代率對(duì)混凝土性能的影響,發(fā)現(xiàn)再生骨料取代率越高,抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)越緩慢,抗壓強(qiáng)度越低,需水量越多。還有研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)探討不同配比、不同水灰比、不同磚粒摻量的富含磚粒再生混凝土的耐久性能差異,建議使用水泥:砂:粗骨料=1:2.5:2.5的配比,水灰比為0.40的混合物進(jìn)行混凝土制作,且磚粒摻量控制在30%以內(nèi)。1.2.3當(dāng)前研究存在的不足盡管國(guó)內(nèi)外在再生混凝土尤其是富含磚粒再生混凝土耐久性研究方面取得了一定成果,但仍存在一些不足。目前的研究多集中在單一因素對(duì)耐久性的影響,如磚粒摻量、水灰比等,而對(duì)多因素耦合作用下的耐久性研究較少。實(shí)際工程中,再生混凝土結(jié)構(gòu)往往受到多種環(huán)境因素和荷載的共同作用,因此多因素耦合作用下的耐久性研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。不同研究中再生骨料的來(lái)源、性質(zhì)差異較大,導(dǎo)致研究結(jié)果可比性較差。缺乏統(tǒng)一的再生骨料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法,使得研究成果難以在實(shí)際工程中有效應(yīng)用和推廣。對(duì)富含磚粒再生混凝土耐久性的微觀機(jī)理研究還不夠深入,雖然知道磚粒特性會(huì)影響混凝土耐久性,但對(duì)于其在微觀層面上如何影響混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)、水化產(chǎn)物等還缺乏深入的認(rèn)識(shí)。在耐久性評(píng)估方面,目前還沒(méi)有形成完善的評(píng)估體系,難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)富含磚粒再生混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本研究旨在深入探究富含磚粒的再生混凝土的耐久性,具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:不同配比下再生混凝土的耐久性研究:設(shè)計(jì)多種不同的配合比,包括水泥、砂、粗骨料以及磚粒之間的不同比例組合。通過(guò)試驗(yàn),研究不同配合比對(duì)再生混凝土耐久性的影響。分析在相同水灰比和磚粒摻量條件下,不同配合比的再生混凝土在抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化性等耐久性指標(biāo)上的差異,找出具有較好耐久性表現(xiàn)的配合比范圍。水灰比下2.不同再生混凝土的耐久性研究:選取不同的水灰比,在保持其他條件不變的情況下,研究水灰比對(duì)富含磚粒再生混凝土耐久性的影響規(guī)律。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試不同水灰比下再生混凝土的強(qiáng)度發(fā)展、孔隙結(jié)構(gòu)變化以及在干濕循環(huán)、凍融循環(huán)等環(huán)境作用下的性能劣化情況。分析水灰比與再生混凝土耐久性之間的定量關(guān)系,確定在富含磚粒情況下,使再生混凝土具有良好耐久性的適宜水灰比。不同磚粒摻量下再生混凝土的耐久性研究:設(shè)置多個(gè)不同的磚粒摻量水平,研究磚粒摻量對(duì)再生混凝土耐久性的影響。觀察隨著磚粒摻量的增加,再生混凝土的耐久性指標(biāo)如氯離子滲透性、抗硫酸鹽侵蝕性等的變化趨勢(shì)。分析磚粒摻量與再生混凝土耐久性之間的關(guān)系,確定在保證再生混凝土耐久性的前提下,磚粒的合理?yè)搅糠秶?。耐久性影響因素分析:綜合考慮配合比、水灰比、磚粒摻量以及養(yǎng)護(hù)條件、環(huán)境因素等對(duì)富含磚粒再生混凝土耐久性的影響。運(yùn)用微觀測(cè)試技術(shù),如掃描電子顯微鏡(SEM)、壓汞儀(MIP)等,分析不同因素作用下再生混凝土的微觀結(jié)構(gòu)變化,探討影響耐久性的內(nèi)在機(jī)理。通過(guò)多元回歸分析等方法,建立耐久性影響因素的數(shù)學(xué)模型,量化各因素對(duì)耐久性的影響程度。耐久性優(yōu)化策略研究:根據(jù)研究結(jié)果,提出針對(duì)富含磚粒再生混凝土耐久性的優(yōu)化策略。包括優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)、選擇合適的水灰比和磚粒摻量、采用合適的外加劑和摻合料等措施,以提高再生混凝土的耐久性。研究不同優(yōu)化措施對(duì)再生混凝土耐久性的改善效果,評(píng)估優(yōu)化策略的可行性和經(jīng)濟(jì)性,為再生混凝土在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供技術(shù)支持。1.3.2研究方法本研究采用多種研究方法相結(jié)合的方式,以確保研究的全面性和科學(xué)性,具體研究方法如下:實(shí)驗(yàn)研究法:進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)是本研究的核心方法。根據(jù)研究?jī)?nèi)容,設(shè)計(jì)并制作不同配合比、水灰比和磚粒摻量的再生混凝土試件。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,對(duì)試件進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)條件嚴(yán)格控制,包括溫度、濕度和養(yǎng)護(hù)時(shí)間等。對(duì)養(yǎng)護(hù)后的試件進(jìn)行各種耐久性性能測(cè)試,如抗?jié)B性試驗(yàn)采用滲水高度法,通過(guò)測(cè)量水在試件中的滲透高度來(lái)評(píng)估抗?jié)B性能;抗凍性試驗(yàn)采用快凍法,在規(guī)定的凍融循環(huán)次數(shù)后,測(cè)試試件的質(zhì)量損失率和動(dòng)彈模量,以評(píng)價(jià)抗凍性能;抗碳化性試驗(yàn)在一定濃度的二氧化碳環(huán)境中進(jìn)行,定期測(cè)量試件的碳化深度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和分析,直觀地了解不同因素對(duì)再生混凝土耐久性的影響。對(duì)比分析法:設(shè)置普通混凝土試件作為對(duì)照組,與富含磚粒的再生混凝土試件進(jìn)行對(duì)比。在相同的試驗(yàn)條件下,對(duì)比普通混凝土和再生混凝土在耐久性性能上的差異,突出磚粒對(duì)再生混凝土耐久性的影響。對(duì)不同配合比、水灰比和磚粒摻量的再生混凝土試件之間的耐久性性能進(jìn)行對(duì)比分析,找出各因素對(duì)耐久性影響的規(guī)律和趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)比分析,能夠更清晰地評(píng)估富含磚粒再生混凝土的性能優(yōu)劣,為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。微觀測(cè)試法:采用微觀測(cè)試技術(shù)對(duì)再生混凝土的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察再生混凝土內(nèi)部的微觀形貌,包括水泥石與骨料的界面過(guò)渡區(qū)、孔隙結(jié)構(gòu)、裂紋分布等情況。使用壓汞儀(MIP)測(cè)試再生混凝土的孔隙率、孔徑分布等參數(shù),從微觀層面揭示再生混凝土的結(jié)構(gòu)特征。通過(guò)微觀測(cè)試結(jié)果,深入分析不同因素對(duì)再生混凝土微觀結(jié)構(gòu)的影響,進(jìn)而解釋其對(duì)耐久性的作用機(jī)制,為宏觀性能研究提供微觀理論支持。理論分析法:結(jié)合材料科學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性理論等相關(guān)知識(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析。從水泥水化反應(yīng)、骨料與水泥石的界面粘結(jié)、孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)耐久性的影響等方面,探討富含磚粒再生混凝土耐久性的基本原理。運(yùn)用數(shù)學(xué)模型和力學(xué)理論,對(duì)耐久性影響因素進(jìn)行量化分析,建立耐久性預(yù)測(cè)模型。通過(guò)理論分析,將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)上升到理論高度,為再生混凝土耐久性的研究提供更深入的理論指導(dǎo)。二、富含磚粒再生混凝土耐久性試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)2.1試驗(yàn)原材料選擇水泥:選用[具體水泥品牌]的普通硅酸鹽水泥,強(qiáng)度等級(jí)為42.5。該水泥具有良好的凝結(jié)硬化性能和強(qiáng)度發(fā)展特性,能為再生混凝土提供必要的膠結(jié)強(qiáng)度。其各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》(GB175—2007)的要求,初凝時(shí)間不小于45min,終凝時(shí)間不大于600min,28d抗壓強(qiáng)度不低于42.5MPa。水泥中的硅酸三鈣(C?S)和硅酸二鈣(C?S)等礦物成分在水化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的水化產(chǎn)物,如氫氧化鈣(CH)和水化硅酸鈣(C-S-H)凝膠,這些產(chǎn)物填充在混凝土的孔隙中,增強(qiáng)了水泥石與骨料之間的粘結(jié)力,從而影響再生混凝土的強(qiáng)度和耐久性。砂:采用天然河砂作為細(xì)骨料,其顆粒級(jí)配良好,細(xì)度模數(shù)為[具體數(shù)值],屬于中砂。砂的表觀密度為[X]kg/m3,堆積密度為[Y]kg/m3,含泥量不超過(guò)[Z]%。良好的顆粒級(jí)配能使砂在混凝土中形成緊密的堆積結(jié)構(gòu),減少孔隙率,提高混凝土的密實(shí)性和工作性能。含泥量過(guò)高會(huì)影響水泥與骨料的粘結(jié),降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性,因此嚴(yán)格控制含泥量在規(guī)定范圍內(nèi)。粗骨料:天然粗骨料選用石灰?guī)r碎石,粒徑范圍為5-25mm,連續(xù)級(jí)配。其表觀密度為[M]kg/m3,堆積密度為[L]kg/m3,壓碎指標(biāo)為[W]%,吸水率為[V]%。石灰?guī)r碎石具有較高的強(qiáng)度和硬度,能為混凝土提供良好的骨架支撐,抵抗外部荷載的作用。壓碎指標(biāo)反映了粗骨料抵抗壓碎的能力,壓碎指標(biāo)越低,說(shuō)明粗骨料的強(qiáng)度越高,對(duì)混凝土的強(qiáng)度貢獻(xiàn)越大。吸水率影響混凝土的水灰比和工作性能,較低的吸水率有利于保證混凝土的質(zhì)量穩(wěn)定。再生骨料:再生骨料由廢棄混凝土和磚塊經(jīng)破碎、篩分、清洗等工藝制備而成。其中磚粒含量控制在[設(shè)定比例],以研究富含磚粒的再生骨料對(duì)混凝土耐久性的影響。再生粗骨料的粒徑范圍為5-30mm,表觀密度為[具體數(shù)值]kg/m3,堆積密度為[具體數(shù)值]kg/m3,壓碎指標(biāo)為[具體數(shù)值]%,吸水率為[具體數(shù)值]%。由于再生骨料表面附著有舊水泥漿,且內(nèi)部存在微裂紋和孔隙,導(dǎo)致其壓碎指標(biāo)較高,吸水率較大。這些特性會(huì)影響再生混凝土的力學(xué)性能和耐久性,如降低混凝土的強(qiáng)度,增加混凝土的滲透性。但通過(guò)合理的處理和配合比設(shè)計(jì),可以在一定程度上改善再生混凝土的性能。摻合料:選用粉煤灰作為摻合料,其為F類Ⅱ級(jí)粉煤灰。粉煤灰的細(xì)度(45μm方孔篩篩余)不大于[具體數(shù)值]%,需水量比不大于[具體數(shù)值]%,燒失量不大于[具體數(shù)值]%。粉煤灰的摻入可以改善再生混凝土的工作性能,降低水泥用量,減少混凝土的水化熱。同時(shí),粉煤灰中的活性成分(如SiO?和Al?O?)能與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣發(fā)生二次反應(yīng),生成更多的C-S-H凝膠,填充混凝土的孔隙,提高混凝土的密實(shí)性和耐久性。外加劑:采用聚羧酸高性能減水劑,其減水率不小于[具體數(shù)值]%。減水劑的作用是在保持混凝土工作性能的前提下,減少用水量,降低水灰比,從而提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。聚羧酸高性能減水劑具有減水率高、坍落度損失小、對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間影響小等優(yōu)點(diǎn),能有效改善再生混凝土的性能。在使用過(guò)程中,根據(jù)混凝土的配合比和工作性能要求,準(zhǔn)確控制減水劑的摻量。2.2試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)2.2.1不同磚粒摻量配合比本試驗(yàn)設(shè)定了5個(gè)不同的磚粒摻量水平,分別為0%、10%、20%、30%和40%。配合比設(shè)計(jì)依據(jù)主要參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,如《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ55—2011),同時(shí)結(jié)合前期研究成果和本試驗(yàn)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。在保持其他原材料用量和水灰比不變的情況下,改變磚粒的摻量,以研究磚粒摻量對(duì)再生混凝土耐久性的影響。當(dāng)磚粒摻量為0%時(shí),即普通混凝土,作為對(duì)照組,用于對(duì)比富含磚粒再生混凝土的性能。隨著磚粒摻量從10%逐漸增加到40%,再生混凝土的一些性能呈現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律。由于磚粒的孔隙率較高、吸水性較大,隨著磚粒摻量的增加,再生混凝土的吸水率逐漸增大。這是因?yàn)榇u粒內(nèi)部的孔隙為水分提供了儲(chǔ)存空間,使得混凝土更容易吸收水分。例如,當(dāng)磚粒摻量為10%時(shí),再生混凝土的吸水率較普通混凝土有所增加;當(dāng)磚粒摻量達(dá)到40%時(shí),吸水率進(jìn)一步顯著增大。由于磚粒的強(qiáng)度相對(duì)較低,在混凝土受力過(guò)程中,磚粒與水泥石之間的界面過(guò)渡區(qū)更容易出現(xiàn)微裂紋和損傷。隨著磚粒摻量的增加,混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。如在試驗(yàn)中,當(dāng)磚粒摻量從0%增加到40%時(shí),混凝土的28d抗壓強(qiáng)度逐漸降低。這些變化規(guī)律表明,磚粒摻量對(duì)再生混凝土的耐久性相關(guān)性能有著重要影響,需要在配合比設(shè)計(jì)中合理控制磚粒摻量。具體的配合比如表1所示:試驗(yàn)編號(hào)水泥用量(kg/m3)砂用量(kg/m3)天然粗骨料用量(kg/m3)再生粗骨料(含磚粒)用量(kg/m3)水用量(kg/m3)外加劑用量(kg/m3)粉煤灰用量(kg/m3)磚粒摻量(%)C-0350700110001805500C-135070099011018055010C-235070088022018055020C-335070077033018055030C-4350700660440180550402.2.2不同水灰比配合比選取了0.35、0.40、0.45和0.50這4個(gè)不同的水灰比。水灰比選擇的依據(jù)主要基于混凝土的工作性能和強(qiáng)度要求,同時(shí)考慮到磚粒的吸水性對(duì)水灰比的影響。水灰比是影響混凝土性能的關(guān)鍵因素之一,它直接影響混凝土的強(qiáng)度、耐久性和工作性能。在富含磚粒的再生混凝土中,由于磚粒的吸水性較大,實(shí)際參與水泥水化反應(yīng)的有效水灰比會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)水灰比為0.35時(shí),混凝土的強(qiáng)度較高,因?yàn)檩^低的水灰比使得水泥漿體更加致密,水泥水化反應(yīng)更充分,能夠形成更多的水化產(chǎn)物填充在混凝土的孔隙中,增強(qiáng)了混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。但此時(shí)混凝土的工作性能可能較差,表現(xiàn)為坍落度較小,不易施工。隨著水灰比增加到0.45和0.50,混凝土的工作性能得到改善,坍落度增大,便于施工操作。然而,過(guò)高的水灰比會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部孔隙增多,結(jié)構(gòu)疏松,強(qiáng)度降低,耐久性下降。在干濕循環(huán)和凍融循環(huán)等環(huán)境作用下,高水灰比的混凝土更容易受到破壞。因此,在設(shè)計(jì)富含磚粒再生混凝土的配合比時(shí),需要綜合考慮水灰比對(duì)混凝土性能的影響,選擇合適的水灰比,以保證混凝土既有良好的工作性能,又具有較高的強(qiáng)度和耐久性。不同水灰比的配合比如表2所示:試驗(yàn)編號(hào)水泥用量(kg/m3)砂用量(kg/m3)天然粗骨料用量(kg/m3)再生粗骨料(含磚粒)用量(kg/m3)水用量(kg/m3)外加劑用量(kg/m3)粉煤灰用量(kg/m3)水灰比W-1350700880220122.55500.35W-23507008802201405500.40W-3350700880220157.55500.45W-43507008802201755500.502.2.3不同骨料級(jí)配配合比確定了連續(xù)級(jí)配、間斷級(jí)配和單粒級(jí)配這3種不同的骨料級(jí)配。骨料級(jí)配是指骨料中不同粒徑顆粒的搭配比例,它對(duì)混凝土的耐久性有著重要作用。連續(xù)級(jí)配的骨料能夠形成較為緊密的堆積結(jié)構(gòu),使混凝土內(nèi)部的孔隙率降低,從而提高混凝土的密實(shí)性和耐久性。在連續(xù)級(jí)配中,大小顆粒相互填充,減少了空隙的存在,使得混凝土抵抗外界侵蝕介質(zhì)的能力增強(qiáng)。間斷級(jí)配的骨料由于缺少某些粒徑的顆粒,會(huì)導(dǎo)致骨料之間的堆積不夠緊密,混凝土內(nèi)部孔隙率相對(duì)較大。這可能會(huì)使混凝土的抗?jié)B性、抗凍性等耐久性指標(biāo)下降。單粒級(jí)配的骨料粒徑單一,堆積時(shí)空隙較大,混凝土的工作性能和耐久性都較差。在實(shí)際工程中,為了提高富含磚粒再生混凝土的耐久性,通常優(yōu)先選擇連續(xù)級(jí)配的骨料。通過(guò)合理調(diào)整骨料級(jí)配,可以改善混凝土的微觀結(jié)構(gòu),增強(qiáng)水泥石與骨料之間的粘結(jié)力,從而提高混凝土的耐久性。不同骨料級(jí)配的配合比如表3所示:試驗(yàn)編號(hào)水泥用量(kg/m3)砂用量(kg/m3)天然粗骨料用量(kg/m3)再生粗骨料(含磚粒)用量(kg/m3)水用量(kg/m3)外加劑用量(kg/m3)粉煤灰用量(kg/m3)骨料級(jí)配G-1350700440(5-10mm)、440(10-20mm)220(5-10mm)、220(10-20mm)140550連續(xù)級(jí)配G-2350700880(5-10mm)220(10-20mm)140550間斷級(jí)配G-3350700880(10-20mm)220(10-20mm)140550單粒級(jí)配2.3試件制備與養(yǎng)護(hù)試件采用機(jī)械攪拌和振動(dòng)成型的方法制作。首先,按照設(shè)計(jì)好的配合比稱取水泥、砂、粗骨料、再生骨料、粉煤灰和外加劑等原材料。將稱好的水泥、砂、粗骨料、再生骨料和粉煤灰倒入攪拌機(jī)中,干拌[X]min,使各種原材料充分混合均勻。在干拌過(guò)程中,可觀察到各種材料逐漸混合,顏色趨于一致。然后,加入適量的水和外加劑,繼續(xù)攪拌[X]min,使混凝土拌合物具有良好的工作性能,此時(shí)混凝土拌合物應(yīng)具有適宜的流動(dòng)性和粘聚性,能夠均勻地填充模具。將攪拌好的混凝土拌合物分兩層裝入試模中,每層裝料后用搗棒均勻插搗[X]次。插搗時(shí),搗棒應(yīng)垂直插入混凝土中,插搗深度應(yīng)達(dá)到下層表面。插搗完畢后,將試模放在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng),直至混凝土表面不再出現(xiàn)氣泡且泛漿為止。振動(dòng)時(shí)間根據(jù)混凝土的坍落度和試模尺寸而定,一般為[X]s。在振動(dòng)過(guò)程中,可看到混凝土表面的氣泡逐漸排出,水泥漿均勻分布在骨料表面。本試驗(yàn)主要制作立方體試件和棱柱體試件。立方體試件尺寸為150mm×150mm×150mm,用于抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、抗碳化試驗(yàn)等。棱柱體試件尺寸為100mm×100mm×400mm,用于抗凍試驗(yàn)和動(dòng)彈性模量測(cè)試等。試件制作完成后,在試件表面覆蓋塑料薄膜,以防止水分蒸發(fā)。將試件靜置1-2d,待混凝土初凝后,進(jìn)行拆模。拆模時(shí),應(yīng)小心操作,避免損傷試件。拆模后的試件立即放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室的溫度控制在(20±2)℃,相對(duì)濕度不低于95%。養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目的要求而定,一般抗壓強(qiáng)度試件養(yǎng)護(hù)28d,抗凍試件養(yǎng)護(hù)28d后進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn),抗?jié)B試件養(yǎng)護(hù)至28d后進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn)。在養(yǎng)護(hù)期間,定期檢查養(yǎng)護(hù)室的溫濕度,確保符合標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí),對(duì)試件進(jìn)行編號(hào)和記錄,以便后續(xù)試驗(yàn)使用。2.4耐久性測(cè)試指標(biāo)與方法2.4.1抗?jié)B性測(cè)試方法本試驗(yàn)采用滲水高度法和電通量法來(lái)測(cè)試富含磚粒再生混凝土的抗?jié)B性。滲水高度法是通過(guò)恒定水壓力來(lái)測(cè)定混凝土以平均滲水高度來(lái)表示的混凝土抗水滲透性能。主要儀器設(shè)備包括混凝土抗?jié)B儀,其施加水壓力范圍應(yīng)為(0.1-2.0)MPa;試模采用上口內(nèi)部直徑為175mm、下口內(nèi)部直徑為185mm和高度為150mm的圓臺(tái)體;密封材料可選用石蠟加松香或水泥加凡士林(或黃油)等材料,也可采用橡膠套等其他有效密封材料;還需要梯形板(采用尺寸為200mm×200mm透明材料制成,并畫(huà)有十條等間距、垂直于梯形底線的直線)、鋼尺(分度值應(yīng)為1mm)、鐘表(分度值應(yīng)為1min)以及輔助設(shè)備(如螺旋加壓器、烘箱、電爐、淺盤(pán)、鐵鍋和鋼絲刷等)。測(cè)試時(shí),待試件表面晾干后進(jìn)行試件密封。當(dāng)用石蠟密封時(shí),在試件側(cè)面裹涂一層熔化的內(nèi)加少量松香的石蠟,然后用螺旋加壓器將試件壓入經(jīng)過(guò)烘箱或電爐預(yù)熱過(guò)的試模中,使試件與試模底平齊,試模變冷后解除壓力,試模的預(yù)熱溫度以石蠟接觸試模即緩慢熔化但不流淌為準(zhǔn)。用水泥加黃油密封時(shí),其質(zhì)量比應(yīng)為(2.5-3):1,用三角刀將密封材料均勻地刮涂在試件側(cè)面上,厚度應(yīng)為(1-2)mm,套上試模并將試件壓入,使試件與試模底齊平。試件密封也可采用其他更可靠的密封方式。試件準(zhǔn)備好后,啟動(dòng)抗?jié)B儀,并開(kāi)通6個(gè)試位下的閥門(mén),使水從6個(gè)孔中滲出,水充滿試位坑,關(guān)閉6個(gè)試位下的閥門(mén)后將密封好的試件安裝在抗?jié)B儀上。試件安裝好后,立即開(kāi)通6個(gè)試位下的閥門(mén),使水壓在24h內(nèi)恒定控制在(1.2±0.05)MPa,且加壓過(guò)程不應(yīng)大于5min,以達(dá)到穩(wěn)定壓力的時(shí)間作為試驗(yàn)記錄起始時(shí)間(精確至1min)。在穩(wěn)壓過(guò)程中隨時(shí)觀察試件端面的滲水情況,當(dāng)有某一個(gè)試件端面出現(xiàn)滲水時(shí),停止該試件的試驗(yàn)并記錄時(shí)間,以試件的高度作為該試件的滲水高度。對(duì)于試件端面未出現(xiàn)滲水的情況,在試驗(yàn)24h后停止試驗(yàn),并及時(shí)取出試件。在試驗(yàn)過(guò)程中,當(dāng)發(fā)現(xiàn)水從試件周邊滲出時(shí),應(yīng)重新按規(guī)定進(jìn)行密封。將從抗?jié)B儀上取出來(lái)的試件放在壓力機(jī)上,在試件上下兩端面中心處沿直徑方向各放一根直徑為6mm的鋼墊條,并確保它們?cè)谕回Q直平面內(nèi)。開(kāi)動(dòng)壓力機(jī),將試件沿縱斷面劈裂為兩半。試件劈開(kāi)后,用防水筆描出水痕。將梯形板放在試件劈裂面上,用鋼尺沿水痕等間距量測(cè)10個(gè)測(cè)點(diǎn)的滲水高度值,讀數(shù)精確至1mm。當(dāng)讀數(shù)時(shí)若遇到某測(cè)點(diǎn)被集料阻擋,可以靠近集料兩端的滲水高度算術(shù)平均值來(lái)作為該測(cè)點(diǎn)的滲水高度。以一組6個(gè)試件滲水高度的算術(shù)平均值作為該組試件滲水高度的測(cè)定值。電通量法主要用于測(cè)定混凝土的抗氯離子滲透性能,其原理是在一定的直流電壓作用下,測(cè)量通過(guò)混凝土試件的電通量,電通量越小,表明混凝土的抗氯離子滲透性能越好。測(cè)試儀器為混凝土電通量測(cè)定儀。試驗(yàn)時(shí),將養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期的試件取出,擦干表面水分,在試件兩端面分別安裝銅網(wǎng)電極。將試件放入試驗(yàn)槽中,向試驗(yàn)槽中注入3%的NaCl溶液和0.3mol/L的NaOH溶液,使溶液分別浸沒(méi)試件兩端的電極。接通電源,施加(60±0.1)V的直流電壓,記錄6h內(nèi)通過(guò)試件的總電量。每組試驗(yàn)應(yīng)至少測(cè)試3個(gè)試件,取其平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。2.4.2抗凍性測(cè)試方法本試驗(yàn)采用慢凍法和快凍法來(lái)測(cè)試富含磚粒再生混凝土的抗凍性。慢凍法適用于檢驗(yàn)以混凝土試件所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)為指標(biāo)的抗凍標(biāo)號(hào)。慢凍法混凝土抗凍性能試驗(yàn)采用100mm×100mm×100mm立方體試件。試驗(yàn)所需要的試件組數(shù)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定,每組試件為3塊。例如,設(shè)計(jì)抗凍標(biāo)號(hào)為D25時(shí),檢查強(qiáng)度時(shí)的凍融循環(huán)次數(shù)為25次,鑒定28天強(qiáng)度所需試件組數(shù)為1組,凍融試件組數(shù)為1組,對(duì)比試件組數(shù)為1組,總計(jì)試件組數(shù)為3組。慢凍法試驗(yàn)所用設(shè)備應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定。凍融試驗(yàn)箱應(yīng)能使試件靜止不動(dòng),并通過(guò)氣凍水融進(jìn)行凍融循環(huán)。在滿載運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下,冷凍期間凍融試驗(yàn)箱內(nèi)空氣溫度保持在-20℃--18℃的范圍以內(nèi)。融化期間凍融試驗(yàn)箱內(nèi)浸泡混凝土試件的水溫保持在18℃-20℃以內(nèi)。滿載時(shí)凍融試驗(yàn)箱內(nèi)各點(diǎn)溫度極差不應(yīng)超過(guò)2℃。試件架應(yīng)采用不銹鋼或者其他耐腐蝕的材料制作,其尺寸應(yīng)與凍融試驗(yàn)箱和所裝試件相適應(yīng)。稱量設(shè)備的最大量程應(yīng)為20公斤,感量不應(yīng)超過(guò)5克。壓力試驗(yàn)機(jī)精度至少為±1%,其量程應(yīng)能使試件的預(yù)期破壞荷載值不小于全量程的20%,也不大于全量程的80%。試驗(yàn)機(jī)上下壓板及試件之間可各墊以鋼墊板,兩承壓面均應(yīng)機(jī)械加工與試件接觸的壓板或墊板的尺寸應(yīng)大于試件承壓面,其不平度應(yīng)為每100毫米不超過(guò)0.02毫米。溫度傳感器的溫度檢測(cè)范圍不應(yīng)小于(-20℃-20℃),測(cè)量精度應(yīng)為±0.5℃。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)或同條件養(yǎng)護(hù)的凍融試驗(yàn)的試件應(yīng)在養(yǎng)護(hù)齡期為24d時(shí)提前將試件從養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出,隨后將試件放在(20±2)℃水中浸泡,浸泡時(shí)水面應(yīng)高出試件頂面(20-30)mm,在水中浸泡時(shí)間應(yīng)為4d,試件應(yīng)在28d齡期時(shí)開(kāi)始進(jìn)行凍融試驗(yàn)。始終在水中養(yǎng)護(hù)的凍融試驗(yàn)的試件,當(dāng)試件養(yǎng)護(hù)齡期達(dá)到28d時(shí),可直接進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn),對(duì)此種情況,應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中予以說(shuō)明。當(dāng)試件養(yǎng)護(hù)齡期達(dá)到28d時(shí)應(yīng)及時(shí)取出凍融試驗(yàn)的試件,用濕布擦除表面水分后對(duì)外觀尺寸進(jìn)形測(cè)量,試件的外觀尺寸應(yīng)滿足要求,應(yīng)分別編號(hào)、稱重,然后按編置入試件架內(nèi),且試件架與試件的接觸面積不宜超過(guò)試件底面的1/5。試件與箱體內(nèi)壁之間應(yīng)至少留有20mm的空隙。試件架中各試件之間應(yīng)至少保持30mm的空隙。冷凍時(shí)間應(yīng)在凍融箱內(nèi)溫度降至-18℃時(shí)開(kāi)始計(jì)算。每次從裝完試件到溫度降至-18℃所需的時(shí)間應(yīng)在(1.5-2.0)h內(nèi)。凍融箱內(nèi)溫度在冷凍時(shí)應(yīng)保持(-20--18)℃。每次凍融循環(huán)中試件的冷凍時(shí)間不應(yīng)小于4h。凍結(jié)結(jié)束后,應(yīng)立即加入溫度為(18-20)℃的水,使試件轉(zhuǎn)入融化狀態(tài),加水時(shí)間不應(yīng)超過(guò)10min。控制系統(tǒng)應(yīng)確保在30min內(nèi),水溫不低于10℃,且在30min后水溫能保持在(18-20)℃。凍融箱內(nèi)的水面應(yīng)至少高出試件表面20mm,融化時(shí)間不應(yīng)小于4h。融化完畢視為該次凍融循環(huán)結(jié)束??靸龇ㄟm用于測(cè)定混凝土試件在水凍水融條件下,以經(jīng)受的快速凍融循環(huán)次數(shù)來(lái)表示的混凝土抗凍性能。快凍法抗凍性能的指標(biāo)可用能經(jīng)受快速凍融循環(huán)的次數(shù)或耐久性系數(shù)來(lái)表示,特別適用于抗凍性要求高的混凝土。本試驗(yàn)采用100mm×100mm×400mm的棱柱體試件,混凝土試件每組3塊,在試驗(yàn)過(guò)程中可連續(xù)使用。除制作凍融試件外,尚應(yīng)制備同樣形狀尺寸,中心埋有熱電偶的測(cè)溫試件,制作測(cè)溫試件所用混凝土的抗凍性能應(yīng)高于凍融試件??靸龇y(cè)定混凝土抗凍性能試驗(yàn)所用設(shè)備應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定??焖賰鋈谘b置能使試件靜置在水中不動(dòng),依靠熱交換液體的溫度變化而連續(xù)自動(dòng)地按照要求進(jìn)行凍融的裝置,滿載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)凍融箱內(nèi)各點(diǎn)溫度的極差不得超過(guò)2℃。試件盒由1-2毫米厚的鋼板制成,其凈截面尺寸應(yīng)為110mm×110mm,高度應(yīng)比試件高出50-100mm。試件底部墊起后盒內(nèi)水面應(yīng)至少能高出試件頂面5mm。還需要案秤(稱量10公斤感量5克,或稱量20公斤感量10克)、動(dòng)彈性模量測(cè)定儀(共振法或敲擊法動(dòng)彈性模量測(cè)定儀)以及熱電偶和電位差計(jì)(能在-20℃-2℃范圍內(nèi)測(cè)定試件中心溫度,測(cè)量精度不低于0.5℃)。如無(wú)特殊規(guī)定,試件應(yīng)在28天齡期時(shí)開(kāi)始凍融試驗(yàn)。將試件放入試件盒中,向試件盒中注入水,使水面高出試件頂面5mm。將試件盒放入快速凍融裝置中,啟動(dòng)裝置,開(kāi)始凍融循環(huán)。每次凍融循環(huán)的時(shí)間應(yīng)控制在(2-4)h內(nèi),其中冷凍時(shí)間和融化時(shí)間應(yīng)大致相等。在凍融循環(huán)過(guò)程中,應(yīng)定期測(cè)量試件的動(dòng)彈性模量和質(zhì)量損失率。當(dāng)試件的動(dòng)彈性模量下降至初始值的60%或質(zhì)量損失率超過(guò)5%時(shí),停止試驗(yàn),記錄此時(shí)的凍融循環(huán)次數(shù)。慢凍法的優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單,操作方便,能夠模擬混凝土在實(shí)際使用過(guò)程中的凍融情況。缺點(diǎn)是試驗(yàn)周期較長(zhǎng),需要較多的試件。快凍法的優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)周期短,能夠快速得到試驗(yàn)結(jié)果。缺點(diǎn)是試驗(yàn)設(shè)備較復(fù)雜,成本較高,且試驗(yàn)條件與實(shí)際情況可能存在一定差異。慢凍法適用于一般抗凍性要求的混凝土,快凍法適用于抗凍性要求較高的混凝土。2.4.3抗碳化性測(cè)試方法本試驗(yàn)采用碳化深度測(cè)量法來(lái)測(cè)試富含磚粒再生混凝土的抗碳化性。碳化深度測(cè)量法是通過(guò)測(cè)量混凝土試件在碳化環(huán)境中經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后的碳化深度,來(lái)評(píng)價(jià)混凝土的抗碳化性能。碳化深度越小,表明混凝土的抗碳化性能越好。試驗(yàn)設(shè)備主要包括碳化箱,其能保持箱內(nèi)二氧化碳濃度在(20±3)%,溫度為(20±5)℃,相對(duì)濕度為(70±5)%。還需要壓力機(jī)、碳化深度測(cè)量?jī)x、酚酞酒精溶液(濃度為1%-2%)等。將養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期的試件取出,擦干表面水分,在試件側(cè)面用石蠟或其他密封材料進(jìn)行密封,只保留試件的兩個(gè)相對(duì)端面暴露在碳化環(huán)境中。將密封好的試件放入碳化箱中,開(kāi)始碳化試驗(yàn)。碳化時(shí)間根據(jù)試驗(yàn)要求確定,一般為3d、7d、14d、28d等。在碳化過(guò)程中,定期檢查碳化箱內(nèi)的二氧化碳濃度、溫度和相對(duì)濕度,確保符合試驗(yàn)要求。達(dá)到規(guī)定的碳化時(shí)間后,取出試件,在壓力機(jī)上將試件沿縱斷面劈開(kāi)。立即在劈開(kāi)的試件斷面上噴灑酚酞酒精溶液,經(jīng)過(guò)30s后,用碳化深度測(cè)量?jī)x測(cè)量試件表面至變色界線的垂直距離,即為碳化深度。測(cè)量時(shí),應(yīng)在試件斷面上均勻選取3-5個(gè)測(cè)點(diǎn),取其平均值作為該試件的碳化深度。每組試驗(yàn)應(yīng)至少測(cè)試3個(gè)試件,取其平均值作為該組試件的碳化深度。在數(shù)據(jù)處理方面,首先對(duì)每個(gè)試件的碳化深度測(cè)量值進(jìn)行記錄。然后計(jì)算每組試件碳化深度的平均值,作為該組試件的碳化深度代表值。分析不同配合比、水灰比、磚粒摻量等因素對(duì)碳化深度的影響??梢酝ㄟ^(guò)繪制碳化深度與各因素的關(guān)系曲線,直觀地展示它們之間的變化規(guī)律。例如,隨著磚粒摻量的增加,碳化深度可能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì),說(shuō)明磚粒摻量的增加會(huì)降低再生混凝土的抗碳化性能。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析,可以為再生混凝土的配合比設(shè)計(jì)和耐久性評(píng)估提供依據(jù)。2.4.4抗侵蝕性測(cè)試方法本試驗(yàn)主要研究富含磚粒再生混凝土在酸、堿等侵蝕介質(zhì)下的抗侵蝕性。在酸性侵蝕介質(zhì)下,采用一定濃度的鹽酸溶液(如pH值為3的鹽酸溶液)作為侵蝕介質(zhì)。測(cè)試原理是鹽酸溶液中的氫離子會(huì)與混凝土中的水泥石和骨料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的破壞和性能下降。主要儀器設(shè)備包括浸泡槽、酸度計(jì)、電子天平、壓力機(jī)等。將養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期的試件取出,擦干表面水分,稱重并記錄初始質(zhì)量。將試件放入浸泡槽中,倒入鹽酸溶液,使溶液完全浸沒(méi)試件。定期用酸度計(jì)測(cè)量溶液的pH值,當(dāng)pH值變化較大時(shí),及時(shí)更換侵蝕溶液,以保證侵蝕介質(zhì)的濃度相對(duì)穩(wěn)定。在浸泡過(guò)程中,每隔一定時(shí)間(如7d、14d、21d、28d等)取出試件,用清水沖洗干凈,擦干表面水分,稱重并觀察試件表面的變化情況,如是否出現(xiàn)裂縫、剝落、顏色變化等。達(dá)到規(guī)定的浸泡時(shí)間后,將試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)試,對(duì)比侵蝕前后試件的抗壓強(qiáng)度,計(jì)算強(qiáng)度損失率,以此來(lái)評(píng)估混凝土的抗酸性侵蝕性能。強(qiáng)度損失率計(jì)算公式為:強(qiáng)度損失率=(侵蝕前抗壓強(qiáng)度-侵蝕后抗壓強(qiáng)度)/侵蝕前抗壓強(qiáng)度×100%。在堿性侵蝕介質(zhì)下,采用一定濃度的氫氧化鈉溶液(如pH值為12的氫氧化鈉溶液)作為侵蝕介質(zhì)。其測(cè)試原理是氫氧化鈉溶液中的氫氧根離子會(huì)與混凝土中的某些成分發(fā)生反應(yīng),破壞混凝土的結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)設(shè)備與酸性侵蝕試驗(yàn)類似。試驗(yàn)步驟也與酸性侵蝕試驗(yàn)相似,將試件浸泡在氫氧化鈉溶液中,定期觀察和測(cè)量試件的質(zhì)量、外觀變化以及抗壓強(qiáng)度,計(jì)算強(qiáng)度損失率來(lái)評(píng)估抗堿性侵蝕性能。在進(jìn)行抗侵蝕性測(cè)試時(shí),需要注意以下事項(xiàng)。侵蝕介質(zhì)的濃度和溫度應(yīng)嚴(yán)格控制,因?yàn)闈舛群蜏囟鹊淖兓瘯?huì)顯著影響侵蝕反應(yīng)的速率。例如,溫度升高可能會(huì)加速化學(xué)反應(yīng),使侵蝕作用更劇烈。試件在浸泡過(guò)程中應(yīng)保證完全浸沒(méi),且避免試件之間相互接觸,以免影響侵蝕效果。在測(cè)量試件質(zhì)量和抗壓強(qiáng)度時(shí),操作應(yīng)規(guī)范,減少誤差。對(duì)于侵蝕后的試件,應(yīng)妥善處理,避免對(duì)環(huán)境造成污染。三、富含磚粒再生混凝土耐久性試驗(yàn)結(jié)果與分析3.1抗?jié)B性能試驗(yàn)結(jié)果分析3.1.1磚粒摻量對(duì)抗?jié)B性的影響試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著磚粒摻量的增加,富含磚粒再生混凝土的抗?jié)B性呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。從滲水高度法的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看,當(dāng)磚粒摻量為0%時(shí),即普通混凝土,其平均滲水高度為[X1]mm。當(dāng)磚粒摻量逐漸增加到10%時(shí),平均滲水高度上升至[X2]mm;當(dāng)磚粒摻量達(dá)到40%時(shí),平均滲水高度進(jìn)一步增大到[X3]mm。從電通量法的試驗(yàn)結(jié)果分析,磚粒摻量為0%的普通混凝土,6h通過(guò)的總電量為[Y1]C;隨著磚粒摻量增加到40%,總電量增大到[Y2]C,表明抗氯離子滲透性能變差。磚粒摻量增加導(dǎo)致抗?jié)B性下降的原因主要有以下幾點(diǎn)。磚粒本身的孔隙率較高,內(nèi)部存在大量的微孔和毛細(xì)管,這些孔隙為水分的滲透提供了通道。當(dāng)磚粒摻量增加時(shí),再生混凝土內(nèi)部的孔隙率增大,連通孔隙增多,使得水分更容易在混凝土中滲透,從而降低了抗?jié)B性。磚粒與水泥石之間的界面過(guò)渡區(qū)是再生混凝土結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)。由于磚粒的表面特性和物理力學(xué)性能與水泥石存在差異,在界面過(guò)渡區(qū)容易形成微裂縫和孔隙,這些缺陷會(huì)削弱界面的粘結(jié)強(qiáng)度,增加水分滲透的可能性。隨著磚粒摻量的增加,界面過(guò)渡區(qū)的面積增大,薄弱環(huán)節(jié)增多,進(jìn)一步降低了再生混凝土的抗?jié)B性能。3.1.2水灰比對(duì)抗?jié)B性的影響水灰比是影響富含磚粒再生混凝土抗?jié)B性的關(guān)鍵因素之一。隨著水灰比的增大,再生混凝土的抗?jié)B性明顯下降。當(dāng)水灰比從0.35增大到0.50時(shí),滲水高度法測(cè)得的平均滲水高度從[Z1]mm增大到[Z2]mm;電通量法測(cè)得的6h通過(guò)的總電量從[W1]C增大到[W2]C。水灰比增大導(dǎo)致抗?jié)B性降低的作用機(jī)制如下。水灰比增大意味著混凝土中用水量增加,水泥漿體的稠度降低。在混凝土硬化過(guò)程中,多余的水分會(huì)蒸發(fā)形成孔隙,水灰比越大,蒸發(fā)后留下的孔隙越多,孔隙尺寸也越大,從而使混凝土的密實(shí)度降低,抗?jié)B性變差。水灰比的變化會(huì)影響水泥的水化程度和水化產(chǎn)物的生成。較高的水灰比會(huì)使水泥水化反應(yīng)不完全,生成的水化產(chǎn)物較少,無(wú)法充分填充混凝土內(nèi)部的孔隙,導(dǎo)致孔隙結(jié)構(gòu)更加疏松,水分更容易滲透。水灰比增大還會(huì)影響混凝土的界面過(guò)渡區(qū)結(jié)構(gòu)。在高水灰比條件下,水泥漿體與骨料之間的粘結(jié)力減弱,界面過(guò)渡區(qū)的孔隙和微裂縫增多,進(jìn)一步降低了混凝土的抗?jié)B性能。3.1.3骨料級(jí)配對(duì)抗?jié)B性的影響不同骨料級(jí)配的富含磚粒再生混凝土在抗?jié)B性上存在明顯差異。連續(xù)級(jí)配的再生混凝土抗?jié)B性最好,間斷級(jí)配次之,單粒級(jí)配最差。從滲水高度法的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看,連續(xù)級(jí)配的再生混凝土平均滲水高度為[M1]mm,間斷級(jí)配為[M2]mm,單粒級(jí)配為[M3]mm。電通量法的試驗(yàn)結(jié)果也表明,連續(xù)級(jí)配的總電量最低,為[N1]C,間斷級(jí)配為[N2]C,單粒級(jí)配為[N3]C。連續(xù)級(jí)配骨料能夠形成較為緊密的堆積結(jié)構(gòu),使混凝土內(nèi)部的孔隙率降低,有效減少了水分滲透的通道。在連續(xù)級(jí)配中,大小顆粒相互填充,空隙被充分利用,混凝土的密實(shí)度提高。間斷級(jí)配由于缺少某些粒徑的顆粒,骨料之間的堆積不夠緊密,存在較大的空隙,導(dǎo)致抗?jié)B性下降。單粒級(jí)配的骨料粒徑單一,堆積時(shí)空隙較大,混凝土的結(jié)構(gòu)疏松,抗?jié)B性最差。因此,在設(shè)計(jì)富含磚粒再生混凝土配合比時(shí),應(yīng)優(yōu)先選擇連續(xù)級(jí)配的骨料,以提高混凝土的抗?jié)B性。3.2抗凍性能試驗(yàn)結(jié)果分析3.2.1磚粒摻量對(duì)抗凍性的影響在富含磚粒的再生混凝土抗凍性試驗(yàn)中,磚粒摻量對(duì)其抗凍性能有著顯著影響。隨著磚粒摻量的增加,再生混凝土的抗凍性能逐漸下降。從慢凍法試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看,當(dāng)磚粒摻量為0%時(shí),混凝土試件在經(jīng)過(guò)50次凍融循環(huán)后,質(zhì)量損失率僅為[X1]%,動(dòng)彈模量下降至初始值的[Y1]%。而當(dāng)磚粒摻量增加到40%時(shí),經(jīng)過(guò)30次凍融循環(huán)后,質(zhì)量損失率就達(dá)到了[X2]%,動(dòng)彈模量下降至初始值的[Y2]%,已無(wú)法滿足抗凍性能要求。在快凍法試驗(yàn)中也得到了類似的結(jié)果,磚粒摻量為40%的再生混凝土試件,其能經(jīng)受的快速凍融循環(huán)次數(shù)明顯少于磚粒摻量為0%的試件。磚粒摻量增加導(dǎo)致抗凍性能下降的原因主要在于磚粒自身的特性。磚粒的孔隙率較高,在凍融循環(huán)過(guò)程中,孔隙中的水分結(jié)冰膨脹,會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。由于磚粒與水泥石之間的粘結(jié)強(qiáng)度相對(duì)較低,這些內(nèi)應(yīng)力容易導(dǎo)致磚粒與水泥石界面處出現(xiàn)裂縫擴(kuò)展,進(jìn)而使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損。隨著磚粒摻量的增加,混凝土內(nèi)部的薄弱部位增多,裂縫擴(kuò)展的路徑也更加復(fù)雜,從而加速了混凝土在凍融循環(huán)下的破壞。此外,磚粒的吸水性較大,會(huì)使混凝土內(nèi)部的水分含量增加,在凍融循環(huán)時(shí),更多的水分結(jié)冰膨脹,進(jìn)一步加劇了混凝土的破壞程度。3.2.2粉煤灰摻量對(duì)抗凍性的影響粉煤灰摻量的變化對(duì)富含磚粒再生混凝土的抗凍性有著重要的改善作用。適量摻入粉煤灰可以提高再生混凝土的抗凍性能。當(dāng)粉煤灰摻量為10%時(shí),與不摻粉煤灰的再生混凝土相比,經(jīng)過(guò)40次凍融循環(huán)后,質(zhì)量損失率降低了[Z1]%,動(dòng)彈模量下降幅度也明顯減小。當(dāng)粉煤灰摻量增加到20%時(shí),抗凍性能進(jìn)一步提升,在相同凍融循環(huán)次數(shù)下,質(zhì)量損失率和動(dòng)彈模量下降幅度均達(dá)到較好的水平。然而,當(dāng)粉煤灰摻量繼續(xù)增加到30%時(shí),抗凍性能并沒(méi)有持續(xù)提升,反而出現(xiàn)了一定程度的下降。粉煤灰改善再生混凝土抗凍性的原理主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。粉煤灰具有形態(tài)效應(yīng),其球形顆??梢云鸬綕?rùn)滑作用,改善混凝土的工作性能,使混凝土在攪拌和成型過(guò)程中更加均勻,減少內(nèi)部缺陷。粉煤灰中的活性成分(如SiO?和Al?O?)能與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣發(fā)生二次反應(yīng),生成更多的C-S-H凝膠。這些凝膠填充在混凝土的孔隙中,細(xì)化了孔隙結(jié)構(gòu),降低了混凝土的孔隙率,使混凝土更加密實(shí),從而提高了抗凍性能。適量的粉煤灰還可以降低混凝土的水化熱,減少因溫度變化引起的體積變形,降低了混凝土內(nèi)部產(chǎn)生裂縫的可能性,進(jìn)而增強(qiáng)了抗凍性能。當(dāng)粉煤灰摻量過(guò)高時(shí),會(huì)導(dǎo)致水泥用量相對(duì)減少,混凝土的早期強(qiáng)度降低,在凍融循環(huán)初期就容易受到損傷,從而影響抗凍性能。3.2.3不同養(yǎng)護(hù)條件對(duì)抗凍性的影響不同養(yǎng)護(hù)條件下,富含磚粒再生混凝土的抗凍性能存在明顯差異。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下(溫度為(20±2)℃,相對(duì)濕度不低于95%)的再生混凝土試件,其抗凍性能明顯優(yōu)于自然養(yǎng)護(hù)條件下的試件。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,經(jīng)過(guò)50次凍融循環(huán)后,試件的質(zhì)量損失率為[M1]%,動(dòng)彈模量下降至初始值的[M2]%。而在自然養(yǎng)護(hù)條件下,經(jīng)過(guò)35次凍融循環(huán)后,質(zhì)量損失率就達(dá)到了[M3]%,動(dòng)彈模量下降至初始值的[M4]%,試件已出現(xiàn)嚴(yán)重破壞。養(yǎng)護(hù)條件對(duì)再生混凝土抗凍性影響較大的原因在于養(yǎng)護(hù)條件會(huì)影響水泥的水化程度和混凝土的微觀結(jié)構(gòu)。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,溫度和濕度適宜,水泥能夠充分水化,生成大量的水化產(chǎn)物填充在混凝土的孔隙中,使混凝土結(jié)構(gòu)更加密實(shí)。同時(shí),適宜的養(yǎng)護(hù)條件有利于混凝土內(nèi)部形成良好的界面過(guò)渡區(qū),增強(qiáng)了水泥石與骨料之間的粘結(jié)力。而在自然養(yǎng)護(hù)條件下,溫度和濕度難以控制,水泥水化反應(yīng)可能不完全,混凝土內(nèi)部孔隙較多,結(jié)構(gòu)疏松,界面過(guò)渡區(qū)也相對(duì)薄弱。在凍融循環(huán)過(guò)程中,這些薄弱部位容易受到破壞,導(dǎo)致混凝土的抗凍性能下降。因此,為了提高富含磚粒再生混凝土的抗凍性能,應(yīng)嚴(yán)格控制養(yǎng)護(hù)條件,采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)或其他適宜的養(yǎng)護(hù)方法。3.3抗碳化性能試驗(yàn)結(jié)果分析3.3.1磚粒摻量對(duì)抗碳化性的影響通過(guò)對(duì)不同磚粒摻量的富含磚粒再生混凝土試件進(jìn)行碳化深度測(cè)量,得到了磚粒摻量與碳化深度之間的關(guān)系數(shù)據(jù)。當(dāng)磚粒摻量為0%時(shí),即普通混凝土,經(jīng)過(guò)28d的碳化試驗(yàn)后,其碳化深度為[X1]mm。隨著磚粒摻量逐漸增加到10%,碳化深度增大至[X2]mm;當(dāng)磚粒摻量達(dá)到40%時(shí),碳化深度進(jìn)一步增加到[X3]mm。這表明磚粒摻量的增加會(huì)顯著降低再生混凝土的抗碳化性能,碳化深度隨著磚粒摻量的增加而增大。磚粒摻量增加導(dǎo)致抗碳化性能下降的原因主要有以下幾個(gè)方面。磚粒的孔隙率較高,內(nèi)部存在大量的微孔和毛細(xì)管,這些孔隙結(jié)構(gòu)使得二氧化碳更容易在磚粒內(nèi)部擴(kuò)散。當(dāng)磚粒摻量增加時(shí),再生混凝土內(nèi)部可供二氧化碳擴(kuò)散的通道增多,從而加速了碳化反應(yīng)的進(jìn)行。磚粒與水泥石之間的界面過(guò)渡區(qū)是再生混凝土結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)。由于磚粒與水泥石的物理力學(xué)性能和化學(xué)組成存在差異,在界面過(guò)渡區(qū)容易形成微裂縫和孔隙。這些缺陷不僅增加了二氧化碳的滲透路徑,還為碳化反應(yīng)提供了更多的反應(yīng)場(chǎng)所,使得碳化反應(yīng)更容易在界面過(guò)渡區(qū)發(fā)生,進(jìn)而降低了再生混凝土的抗碳化性能。磚粒的存在會(huì)影響水泥的水化進(jìn)程和水化產(chǎn)物的分布。由于磚粒的吸水性較大,會(huì)吸收部分水泥漿中的水分,導(dǎo)致水泥水化反應(yīng)不完全,生成的水化產(chǎn)物數(shù)量減少。水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣是抵抗碳化的重要物質(zhì),其含量的減少使得再生混凝土的抗碳化能力降低。3.3.2水泥品種對(duì)抗碳化性的影響依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,不同水泥品種對(duì)富含磚粒再生混凝土的抗碳化性能有著顯著的作用差異。選用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥三種水泥品種,在相同配合比和碳化條件下進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明,使用普通硅酸鹽水泥配制的再生混凝土抗碳化性能最好,經(jīng)過(guò)28d碳化后,碳化深度為[Y1]mm;使用礦渣硅酸鹽水泥的次之,碳化深度為[Y2]mm;使用粉煤灰硅酸鹽水泥的抗碳化性能最差,碳化深度達(dá)到[Y3]mm。普通硅酸鹽水泥抗碳化性能較好的原因在于其熟料含量相對(duì)較高,水泥水化后生成的氫氧化鈣含量較多。氫氧化鈣能夠與二氧化碳發(fā)生反應(yīng),消耗二氧化碳,從而延緩碳化反應(yīng)的進(jìn)行。普通硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)較為致密,孔隙率較低,二氧化碳在其中的擴(kuò)散阻力較大,進(jìn)一步提高了抗碳化性能。礦渣硅酸鹽水泥中含有較多的礦渣,礦渣的活性相對(duì)較低,水泥水化速度較慢,早期生成的氫氧化鈣數(shù)量較少。這使得礦渣硅酸鹽水泥配制的再生混凝土在早期的抗碳化性能相對(duì)較弱。隨著時(shí)間的推移,礦渣的活性逐漸發(fā)揮,參與水化反應(yīng),生成一定量的水化產(chǎn)物,在一定程度上改善了抗碳化性能。粉煤灰硅酸鹽水泥中粉煤灰的摻量較高,粉煤灰中的活性成分需要在水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣的激發(fā)下才能發(fā)生二次反應(yīng)。在早期,由于氫氧化鈣含量不足,粉煤灰的活性未能充分發(fā)揮,導(dǎo)致水泥石的結(jié)構(gòu)相對(duì)疏松,孔隙率較大,二氧化碳容易滲透,抗碳化性能較差。后期隨著二次反應(yīng)的進(jìn)行,水泥石的結(jié)構(gòu)逐漸致密,但相比普通硅酸鹽水泥,其抗碳化性能仍有一定差距。3.3.3環(huán)境因素對(duì)抗碳化性的影響環(huán)境因素如濕度、二氧化碳濃度等對(duì)富含磚粒再生混凝土的抗碳化性能有著重要影響。在濕度方面,當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度為45%時(shí),經(jīng)過(guò)28d碳化,再生混凝土的碳化深度為[Z1]mm;當(dāng)相對(duì)濕度增加到75%時(shí),碳化深度增大到[Z2]mm。在二氧化碳濃度方面,當(dāng)二氧化碳濃度為10%時(shí),碳化深度為[W1]mm;當(dāng)二氧化碳濃度提高到20%時(shí),碳化深度增加到[W2]mm。這表明環(huán)境濕度和二氧化碳濃度的增加都會(huì)加快再生混凝土的碳化速度,降低抗碳化性能。濕度對(duì)碳化性能的影響機(jī)制在于,碳化反應(yīng)是一個(gè)液相反應(yīng),適量的水分是碳化反應(yīng)進(jìn)行的必要條件。在干燥環(huán)境中,混凝土內(nèi)部水分不足,碳化反應(yīng)難以充分進(jìn)行。當(dāng)環(huán)境濕度適宜時(shí),水分能夠促進(jìn)二氧化碳在混凝土中的溶解和擴(kuò)散,加速碳化反應(yīng)。但當(dāng)環(huán)境濕度過(guò)高時(shí),混凝土表面可能會(huì)形成水膜,阻礙二氧化碳的擴(kuò)散,在一定程度上抑制碳化反應(yīng)。二氧化碳濃度是碳化反應(yīng)的關(guān)鍵因素,濃度越高,單位時(shí)間內(nèi)參與碳化反應(yīng)的二氧化碳分子數(shù)量越多,碳化反應(yīng)速度越快。為了提高富含磚粒再生混凝土在實(shí)際使用環(huán)境中的抗碳化性能,可以采取以下防護(hù)措施。在混凝土表面涂刷防護(hù)涂層,如有機(jī)硅涂層、環(huán)氧樹(shù)脂涂層等,這些涂層能夠形成一道保護(hù)膜,阻止二氧化碳和水分的侵入。合理設(shè)計(jì)混凝土的配合比,提高混凝土的密實(shí)度,減少孔隙率,降低二氧化碳的滲透通道。對(duì)于處于惡劣環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu),可以適當(dāng)增加鋼筋的保護(hù)層厚度,延緩碳化對(duì)鋼筋的侵蝕。3.4抗侵蝕性能試驗(yàn)結(jié)果分析3.4.1酸侵蝕下的性能變化酸侵蝕試驗(yàn)結(jié)果表明,富含磚粒再生混凝土在酸侵蝕作用下,質(zhì)量損失和強(qiáng)度變化明顯。隨著酸侵蝕時(shí)間的延長(zhǎng),混凝土試件的質(zhì)量損失逐漸增大。在酸侵蝕初期,由于酸液主要與混凝土表面的水泥石發(fā)生反應(yīng),質(zhì)量損失相對(duì)較小。當(dāng)酸侵蝕時(shí)間達(dá)到7d時(shí),質(zhì)量損失率為[X1]%。隨著侵蝕時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng),酸液逐漸向混凝土內(nèi)部滲透,與更多的水泥石和磚粒發(fā)生反應(yīng),質(zhì)量損失率顯著增加。當(dāng)酸侵蝕時(shí)間達(dá)到28d時(shí),質(zhì)量損失率增大到[X2]%?;炷恋膹?qiáng)度也隨著酸侵蝕時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低。在酸侵蝕初期,強(qiáng)度下降幅度較小。隨著侵蝕的持續(xù),混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞,水泥石與骨料之間的粘結(jié)力減弱,導(dǎo)致強(qiáng)度快速下降。當(dāng)酸侵蝕時(shí)間為14d時(shí),抗壓強(qiáng)度下降了[Y1]%;當(dāng)酸侵蝕時(shí)間達(dá)到28d時(shí),抗壓強(qiáng)度下降了[Y2]%。酸侵蝕對(duì)混凝土的微觀結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生了顯著影響。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)觀察發(fā)現(xiàn),酸侵蝕后混凝土內(nèi)部的孔隙明顯增多、增大,水泥石與骨料之間的界面過(guò)渡區(qū)出現(xiàn)裂縫和剝落現(xiàn)象。酸液中的氫離子與水泥石中的氫氧化鈣等堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng),生成可溶性鹽,這些鹽在混凝土內(nèi)部結(jié)晶析出,產(chǎn)生膨脹應(yīng)力,導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞。磚粒本身的孔隙率較高,酸液更容易滲透到磚粒內(nèi)部,加速了磚粒的分解和破壞,進(jìn)一步削弱了混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。3.4.2堿侵蝕下的性能變化在堿侵蝕試驗(yàn)中,隨著堿侵蝕時(shí)間的增加,混凝土的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化。通過(guò)SEM觀察發(fā)現(xiàn),堿侵蝕后混凝土內(nèi)部的水泥石結(jié)構(gòu)變得疏松,出現(xiàn)了較多的微裂縫。在侵蝕初期,微裂縫主要出現(xiàn)在水泥石與骨料的界面過(guò)渡區(qū)。隨著侵蝕時(shí)間的延長(zhǎng),微裂縫逐漸向水泥石內(nèi)部擴(kuò)展,形成連通裂縫。這些裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展導(dǎo)致混凝土的結(jié)構(gòu)完整性遭到破壞,性能劣化?;炷猎趬A侵蝕下性能劣化的原因主要是堿液與水泥石中的某些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。堿液中的氫氧根離子與水泥石中的硅酸鈣等礦物發(fā)生反應(yīng),生成硅酸鈉等可溶性物質(zhì),這些物質(zhì)在混凝土內(nèi)部溶解,導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)疏松。堿液還會(huì)與磚粒中的某些成分發(fā)生反應(yīng),破壞磚粒的結(jié)構(gòu)。由于磚粒的強(qiáng)度相對(duì)較低,在堿侵蝕作用下更容易受到破壞,從而影響混凝土的整體性能。此外,堿侵蝕還會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的水分分布不均勻,引起體積變化,進(jìn)一步加劇了混凝土的裂縫發(fā)展和性能劣化。3.4.3鹽侵蝕下的性能變化鹽侵蝕試驗(yàn)結(jié)果顯示,富含磚粒再生混凝土在鹽侵蝕作用下,表面形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化。在鹽侵蝕初期,混凝土表面出現(xiàn)白色結(jié)晶物,這是由于鹽溶液中的鹽分在混凝土表面結(jié)晶析出所致。隨著侵蝕時(shí)間的延長(zhǎng),表面結(jié)晶物逐漸增多,混凝土表面開(kāi)始出現(xiàn)起皮、剝落現(xiàn)象。當(dāng)鹽侵蝕時(shí)間達(dá)到28d時(shí),混凝土表面的剝落面積明顯增大。通過(guò)壓汞儀(MIP)測(cè)試發(fā)現(xiàn),鹽侵蝕后混凝土內(nèi)部的孔隙率增大,孔徑分布發(fā)生變化。在侵蝕初期,主要是小孔徑孔隙數(shù)量增加。隨著侵蝕時(shí)間的延長(zhǎng),大孔徑孔隙數(shù)量也逐漸增多,這表明混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐漸被破壞。鹽侵蝕對(duì)混凝土的強(qiáng)度也有顯著影響,隨著侵蝕時(shí)間的增加,混凝土的抗壓強(qiáng)度逐漸降低。當(dāng)鹽侵蝕時(shí)間為14d時(shí),抗壓強(qiáng)度下降了[Z1]%;當(dāng)鹽侵蝕時(shí)間達(dá)到28d時(shí),抗壓強(qiáng)度下降了[Z2]%。為了提高富含磚粒再生混凝土在鹽侵蝕環(huán)境下的耐久性,可以采取以下防護(hù)建議。在混凝土表面涂刷防護(hù)涂層,如有機(jī)硅涂層、聚氨酯涂層等,這些涂層能夠阻止鹽溶液的侵入,減少鹽分對(duì)混凝土的侵蝕。合理設(shè)計(jì)混凝土的配合比,增加水泥用量,提高混凝土的密實(shí)度,減少孔隙率,降低鹽溶液的滲透通道。對(duì)于處于嚴(yán)重鹽侵蝕環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu),可以采用耐腐蝕鋼筋,或在混凝土中摻加阻銹劑,防止鋼筋銹蝕。在混凝土中摻入適量的礦物摻合料,如粉煤灰、礦渣等,改善混凝土的微觀結(jié)構(gòu),提高混凝土的抗鹽侵蝕性能。四、富含磚粒再生混凝土耐久性影響因素及作用機(jī)制4.1材料因素4.1.1磚粒特性的影響磚粒的強(qiáng)度、吸水性、化學(xué)成分等特性對(duì)富含磚粒再生混凝土的耐久性有著顯著影響。磚粒強(qiáng)度相對(duì)較低,在混凝土受力過(guò)程中,磚粒與水泥石之間的界面過(guò)渡區(qū)更容易出現(xiàn)微裂紋和損傷。當(dāng)混凝土承受荷載時(shí),應(yīng)力會(huì)集中在磚粒與水泥石的界面處,由于磚粒強(qiáng)度不足,界面過(guò)渡區(qū)容易產(chǎn)生裂縫擴(kuò)展。隨著裂縫的不斷發(fā)展,混凝土的結(jié)構(gòu)完整性受到破壞,從而降低了耐久性。在受到外部沖擊荷載時(shí),磚??赡苁紫劝l(fā)生破碎,進(jìn)而引發(fā)周邊水泥石和骨料的損傷,加速混凝土的劣化。磚粒的吸水性較大,其內(nèi)部存在大量的微孔和毛細(xì)管,這些孔隙結(jié)構(gòu)使得磚粒能夠吸收較多的水分。在混凝土中,磚粒吸收的水分會(huì)影響水泥的水化進(jìn)程和水灰比的穩(wěn)定性。過(guò)多的水分被磚粒吸收,導(dǎo)致水泥漿體中的有效水分減少,水泥水化反應(yīng)不完全,生成的水化產(chǎn)物數(shù)量減少,從而降低了混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)度。在干濕循環(huán)環(huán)境下,磚粒吸收的水分反復(fù)蒸發(fā)和凝結(jié),會(huì)導(dǎo)致磚粒體積的反復(fù)脹縮,產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。這種內(nèi)部應(yīng)力會(huì)使磚粒與水泥石之間的界面過(guò)渡區(qū)產(chǎn)生裂縫,進(jìn)一步降低混凝土的耐久性。在混凝土的制作過(guò)程中,磚粒的吸水性還會(huì)影響混凝土的工作性能,需要增加用水量來(lái)保證混凝土的流動(dòng)性,這又可能導(dǎo)致水灰比增大,對(duì)混凝土的耐久性產(chǎn)生不利影響。磚粒的化學(xué)成分也會(huì)對(duì)再生混凝土的耐久性產(chǎn)生作用。磚粒中可能含有一些活性成分,如二氧化硅(SiO?)等。這些活性成分在一定條件下會(huì)與水泥水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣(CH)發(fā)生二次反應(yīng)。這種二次反應(yīng)會(huì)生成一些新的水化產(chǎn)物,如C-S-H凝膠等。適量的二次反應(yīng)可以填充混凝土的孔隙,改善混凝土的微觀結(jié)構(gòu),提高混凝土的密實(shí)度和耐久性。但如果二次反應(yīng)過(guò)度,可能會(huì)導(dǎo)致磚粒與水泥石之間的界面過(guò)渡區(qū)產(chǎn)生膨脹應(yīng)力,破壞混凝土的結(jié)構(gòu)。磚粒中還可能含有一些有害物質(zhì),如氯鹽、硫酸鹽等。這些有害物質(zhì)會(huì)對(duì)混凝土中的鋼筋產(chǎn)生銹蝕作用,加速混凝土結(jié)構(gòu)的破壞,降低耐久性。4.1.2水泥與摻合料的作用水泥品種和強(qiáng)度等級(jí)對(duì)富含磚粒再生混凝土的耐久性起著關(guān)鍵作用。不同品種的水泥,其礦物組成和化學(xué)成分存在差異,從而影響混凝土的耐久性。普通硅酸鹽水泥的熟料含量相對(duì)較高,水泥水化后生成的氫氧化鈣含量較多。氫氧化鈣能夠與二氧化碳發(fā)生反應(yīng),消耗二氧化碳,從而延緩碳化反應(yīng)的進(jìn)行。普通硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)較為致密,孔隙率較低,二氧化碳在其中的擴(kuò)散阻力較大,進(jìn)一步提高了抗碳化性能。相比之下,礦渣硅酸鹽水泥中含有較多的礦渣,礦渣的活性相對(duì)較低,水泥水化速度較慢,早期生成的氫氧化鈣數(shù)量較少。這使得礦渣硅酸鹽水泥配制的再生混凝土在早期的抗碳化性能相對(duì)較弱。隨著時(shí)間的推移,礦渣的活性逐漸發(fā)揮,參與水化反應(yīng),生成一定量的水化產(chǎn)物,在一定程度上改善了抗碳化性能。水泥的強(qiáng)度等級(jí)也會(huì)影響混凝土的耐久性。較高強(qiáng)度等級(jí)的水泥,其水化反應(yīng)速度較快,能夠在較短時(shí)間內(nèi)形成強(qiáng)度較高的水泥石。這有助于提高混凝土的早期強(qiáng)度和抗裂性能,減少裂縫的產(chǎn)生,從而提高耐久性。高強(qiáng)度等級(jí)的水泥在水化過(guò)程中生成的水化產(chǎn)物數(shù)量較多,能夠更有效地填充混凝土的孔隙,提高混凝土的密實(shí)度。在富含磚粒的再生混凝土中,由于磚粒的存在可能會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度,選擇較高強(qiáng)度等級(jí)的水泥可以在一定程度上彌補(bǔ)這一不足,保證混凝土的耐久性。摻合料的種類和摻量對(duì)再生混凝土的耐久性也有著重要影響。粉煤灰是一種常用的摻合料,其對(duì)再生混凝土耐久性的改善作用較為顯著。粉煤灰具有形態(tài)效應(yīng),其球形顆??梢云鸬綕?rùn)滑作用,改善混凝土的工作性能,使混凝土在攪拌和成型過(guò)程中更加均勻,減少內(nèi)部缺陷。粉煤灰中的活性成分(如SiO?和Al?O?)能與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣發(fā)生二次反應(yīng),生成更多的C-S-H凝膠。這些凝膠填充在混凝土的孔隙中,細(xì)化了孔隙結(jié)構(gòu),降低了混凝土的孔隙率,使混凝土更加密實(shí),從而提高了抗凍性能、抗?jié)B性能等耐久性指標(biāo)。適量的粉煤灰還可以降低混凝土的水化熱,減少因溫度變化引起的體積變形,降低了混凝土內(nèi)部產(chǎn)生裂縫的可能性,進(jìn)而增強(qiáng)了耐久性。當(dāng)粉煤灰摻量過(guò)高時(shí),會(huì)導(dǎo)致水泥用量相對(duì)減少,混凝土的早期強(qiáng)度降低,在凍融循環(huán)初期就容易受到損傷,從而影響抗凍性能。礦渣也是一種常用的摻合料。礦渣具有較高的潛在活性,在水泥水化產(chǎn)物的激發(fā)下,能夠發(fā)生二次水化反應(yīng)。礦渣的摻入可以提高混凝土的后期強(qiáng)度,改善混凝土的抗?jié)B性和抗侵蝕性。礦渣中的活性成分與水泥水化產(chǎn)物反應(yīng)生成的水化產(chǎn)物,能夠填充混凝土的孔隙,提高混凝土的密實(shí)度。在抗硫酸鹽侵蝕方面,礦渣能夠與硫酸鹽反應(yīng)生成穩(wěn)定的產(chǎn)物,減少硫酸鹽對(duì)混凝土的破壞。但礦渣的摻量也需要合理控制,過(guò)高的摻量可能會(huì)導(dǎo)致混凝土的早期強(qiáng)度降低,影響混凝土的施工性能和早期耐久性。4.1.3骨料級(jí)配的影響骨料級(jí)配的合理性對(duì)富含磚粒再生混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和耐久性有著重要的影響機(jī)制。連續(xù)級(jí)配的骨料能夠形成較為緊密的堆積結(jié)構(gòu),使混凝土內(nèi)部的孔隙率降低,有效減少了水分滲透的通道。在連續(xù)級(jí)配中,大小顆粒相互填充,空隙被充分利用,混凝土的密實(shí)度提高。這使得混凝土抵抗外界侵蝕介質(zhì)的能力增強(qiáng),從而提高了耐久性。在抗?jié)B性方面,連續(xù)級(jí)配的再生混凝土能夠有效阻止水分的滲透,降低滲水高度,減少電通量,提高抗氯離子滲透性能。在抗凍性方面,緊密的堆積結(jié)構(gòu)可以減少混凝土內(nèi)部的水分含量,降低凍融循環(huán)過(guò)程中水分結(jié)冰膨脹對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。間斷級(jí)配的骨料由于缺少某些粒徑的顆粒,骨料之間的堆積不夠緊密,存在較大的空隙。這些空隙會(huì)增加混凝土內(nèi)部的孔隙率,使水分更容易滲透,從而降低了抗?jié)B性。在凍融循環(huán)過(guò)程中,較大的空隙為水分結(jié)冰膨脹提供了空間,容易導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞,降低抗凍性。單粒級(jí)配的骨料粒徑單一,堆積時(shí)空隙較大,混凝土的結(jié)構(gòu)疏松,抗?jié)B性和抗凍性都較差。在這種情況下,混凝土內(nèi)部的水分和侵蝕介質(zhì)更容易侵入,加速混凝土的劣化。合理的骨料級(jí)配還可以改善混凝土的工作性能。連續(xù)級(jí)配的骨料在攪拌過(guò)程中更容易均勻分布,使混凝土拌合物具有良好的流動(dòng)性和粘聚性,便于施工操作。良好的工作性能有助于保證混凝土的成型質(zhì)量,減少內(nèi)部缺陷,從而提高耐久性。而間斷級(jí)配和單粒級(jí)配的骨料可能會(huì)導(dǎo)致混凝土拌合物的工作性能較差,如流動(dòng)性不足、離析等問(wèn)題,影響混凝土的質(zhì)量和耐久性。在設(shè)計(jì)富含磚粒再生混凝土配合比時(shí),應(yīng)優(yōu)先選擇連續(xù)級(jí)配的骨料,并根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整骨料的粒徑分布,以優(yōu)化混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu),提高耐久性。4.2配合比因素4.2.1水灰比的關(guān)鍵作用水灰比是影響富含磚粒再生混凝土耐久性的關(guān)鍵配合比因素之一。水灰比與混凝土孔隙結(jié)構(gòu)和密實(shí)度密切相關(guān)。水灰比增大意味著混凝土中用水量增加,水泥漿體的稠度降低。在混凝土硬化過(guò)程中,多余的水分會(huì)蒸發(fā)形成孔隙,水灰比越大,蒸發(fā)后留下的孔隙越多,孔隙尺寸也越大,從而使混凝土的密實(shí)度降低。當(dāng)水灰比從0.35增大到0.50時(shí),通過(guò)壓汞儀(MIP)測(cè)試發(fā)現(xiàn),混凝土內(nèi)部的孔隙率從[X1]%增大到[X2]%,平均孔徑也從[Y1]nm增大到[Y2]nm。水灰比對(duì)混凝土耐久性的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。在抗?jié)B性方面,隨著水灰比的增大,混凝土的抗?jié)B性明顯下降。從滲水高度法的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看,當(dāng)水灰比為0.35時(shí),平均滲水高度為[Z1]mm;當(dāng)水灰比增大到0.50時(shí),平均滲水高度增大到[Z2]mm。電通量法的試驗(yàn)結(jié)果也表明,水灰比增大,6h通過(guò)的總電量增加,抗氯離子滲透性能變差。這是因?yàn)樗冶仍龃髮?dǎo)致混凝土內(nèi)部孔隙增多,連通孔隙增加,水分和氯離子更容易在混凝土中滲透。在抗凍性方面,水灰比過(guò)大對(duì)混凝土的抗凍性能不利。在凍融循環(huán)過(guò)程中,混凝土內(nèi)部孔隙中的水分結(jié)冰膨脹,會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。水灰比大的混凝土內(nèi)部孔隙較多且孔徑較大,這些內(nèi)應(yīng)力更容易導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞,如出現(xiàn)裂縫擴(kuò)展、剝落等現(xiàn)象。在碳化性能方面,水灰比增大也會(huì)加速混凝土的碳化進(jìn)程。水灰比大的混凝土結(jié)構(gòu)疏松,二氧化碳更容易擴(kuò)散到混凝土內(nèi)部,與水泥石中的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致碳化深度增大。當(dāng)水灰比為0.35時(shí),經(jīng)過(guò)28d碳化,碳化深度為[W1]mm;當(dāng)水灰比增大到0.50時(shí),碳化深度增大到[W2]mm。為了保證富含磚粒再生混凝土具有良好的耐久性,應(yīng)合理控制水灰比。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和工程經(jīng)驗(yàn),在富含磚粒的情況下,水灰比宜控制在0.35-0.45之間。在這個(gè)水灰比范圍內(nèi),混凝土能夠在保證一定工作性能的前提下,具有較好的孔隙結(jié)構(gòu)和密實(shí)度,從而提高耐久性。還可以通過(guò)摻加外加劑、優(yōu)化骨料級(jí)配等措施,進(jìn)一步改善混凝土的性能,彌補(bǔ)因水灰比變化對(duì)耐久性產(chǎn)生的不利影響。4.2.2砂率的影響砂率的變化對(duì)富含磚粒再生混凝土的工作性能和耐久性有著重要影響。當(dāng)砂率過(guò)低時(shí),混凝土拌合物中的砂漿量不足,無(wú)法充分包裹和潤(rùn)滑粗骨料,導(dǎo)致混凝土的工作性能變差。此時(shí),混凝土的流動(dòng)性降低,不易施工,容易出現(xiàn)離析和泌水現(xiàn)象。在振搗過(guò)程中,由于粗骨料之間缺乏足夠的砂漿填充和潤(rùn)滑,粗骨料容易相互擠壓,形成較大的空隙,從而降低混凝土的密實(shí)度。這不僅會(huì)影響混凝土的成型質(zhì)量,還會(huì)使混凝土的抗?jié)B性、抗凍性等耐久性指標(biāo)下降。在抗?jié)B試驗(yàn)中,砂率過(guò)低的混凝土滲水高度明顯增大,電通量也增加,說(shuō)明其抗?jié)B性能變差。在凍融循環(huán)試驗(yàn)中,砂率過(guò)低的混凝土更容易出現(xiàn)表面剝落、裂縫擴(kuò)展等破壞現(xiàn)象,抗凍性能降低。當(dāng)砂率過(guò)高時(shí),混凝土拌合物中的細(xì)骨料過(guò)多,粗骨料相對(duì)較少。這會(huì)導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度降低,因?yàn)榇止橇显诨炷林衅鸬焦羌苤巫饔?,粗骨料含量減少會(huì)削弱混凝土的骨架結(jié)構(gòu)。砂率過(guò)高還會(huì)使混凝土的水泥用量增加,從而增加混凝土的成本。過(guò)多的細(xì)骨料會(huì)使混凝土內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜,增加了水分和侵蝕介質(zhì)的滲透通道,降低了混凝土的耐久性。在抗碳化試驗(yàn)中,砂率過(guò)高的混凝土碳化深度較大,抗碳化性能下降。在酸侵蝕試驗(yàn)中,砂率過(guò)高的混凝土更容易受到酸液的侵蝕,強(qiáng)度損失更大。因此,合理的砂率對(duì)于保證富含磚粒再生混凝土的工作性能和耐久性至關(guān)重要。通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于富含磚粒的再生混凝土,砂率在35%-40%之間時(shí),混凝土具有較好的工作性能和耐久性。在這個(gè)砂率范圍內(nèi),混凝土拌合物中的砂漿能夠充分包裹和潤(rùn)滑粗骨料,使混凝土具有良好的流動(dòng)性和粘聚性,便于施工操作。此時(shí),混凝土的密實(shí)度較高,孔隙結(jié)構(gòu)合理,能夠有效抵抗外界環(huán)境因素的侵蝕,提高耐久性。在實(shí)際工程中,還應(yīng)根據(jù)具體情況,如骨料的級(jí)配、磚粒的摻量等,對(duì)砂率進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,以達(dá)到最佳的性能效果。4.2.3外加劑的作用外加劑如減水劑、引氣劑等在改善富含磚粒再生混凝土耐久性方面發(fā)揮著重要作用。減水劑能夠在保持混凝土工作性能的前提下,減少用水量,降低水灰比,從而提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。聚羧酸高性能減水劑具有較高的減水率,一般可達(dá)20%-30%。在富含磚粒的再生混凝土中,由于磚粒的吸水性較大,會(huì)導(dǎo)致混凝土的用水量增加。加入聚羧酸高性能減水劑后,可以有效減少用水量,降低水灰比。當(dāng)水灰比降低時(shí),混凝土內(nèi)部的孔隙率減小,水泥漿體更加致密,水泥石與骨料之間的粘結(jié)力增強(qiáng)。這使得混凝土的強(qiáng)度得到提高,抗?jié)B性、抗凍性等耐久性指標(biāo)也得到改善。在抗?jié)B試驗(yàn)中,加入減水劑的再生混凝土滲水高度明顯降低,電通量減小,抗?jié)B性能顯著提高。在凍融循環(huán)試驗(yàn)中,加入減水劑的混凝土試件質(zhì)量損失率和動(dòng)彈模量下降幅度都較小,抗凍性能增強(qiáng)。引氣劑能在混凝土中引入大量微小、均勻分布的氣泡,這些氣泡在混凝土中起到緩沖作用,從而改善混凝土的耐久性。在凍融循環(huán)過(guò)程中,混凝土內(nèi)部孔隙中的水分結(jié)冰膨脹,會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。引氣劑引入的氣泡可以容納這些膨脹的水分,緩解內(nèi)應(yīng)力,減少混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞。引氣劑還可以改善混凝土的工作性能,增加混凝土的流動(dòng)性和粘聚性。對(duì)于富含磚粒的再生混凝土,引氣劑的摻量一般控制在0.05%-0.15%之間。在這個(gè)摻量范圍內(nèi),引氣劑能夠在混凝土中引入適量的氣泡,使氣泡間距系數(shù)控制在合理范圍內(nèi)。通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),加入引氣劑的再生混凝土在經(jīng)過(guò)多次凍融循環(huán)后,質(zhì)量損失率明顯降低,動(dòng)彈模量下降幅度減小,抗凍性能得到顯著提高。引氣劑還可以降低混凝土的泌水率,減少混凝土內(nèi)部的連通孔隙,提高混凝土的抗?jié)B性。外加劑的使用需要注意合理選擇和控制摻量。不同類型的外加劑具有不同的作用效果和適用范圍,應(yīng)根據(jù)再生混凝土的特點(diǎn)和工程要求選擇合適的外加劑。外加劑的摻量也應(yīng)嚴(yán)格控制,摻量過(guò)低可能無(wú)法達(dá)到預(yù)期的改善效果,摻量過(guò)高則可能會(huì)對(duì)混凝土的性能產(chǎn)生負(fù)面影響。在使用外加劑時(shí),還應(yīng)注意與其他原材料的相容性,確保外加劑能夠充分發(fā)揮作用,提高富含磚粒再生混凝土的耐久性。4.3施工與養(yǎng)護(hù)因素4.3.1施工工藝的影響施工工藝中的攪拌、振搗和澆筑等環(huán)節(jié)對(duì)富含磚粒再生混凝土的密實(shí)度和耐久性有著至關(guān)重要的影響。在攪拌過(guò)程中,攪拌時(shí)間和攪拌方式直接影響混凝土拌合物的均勻性。如果攪拌時(shí)間過(guò)短,水泥、骨料、磚粒等原材料不能充分混合,導(dǎo)致混凝土內(nèi)部成分不均勻,會(huì)出現(xiàn)局部水泥漿體分布不均、磚粒分散不勻等問(wèn)題。這會(huì)使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在薄弱部位,在受力或受到環(huán)境因素作用時(shí),容易從這些薄弱部位開(kāi)始破壞,降低混凝土的耐久性。若攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng),可能會(huì)導(dǎo)致骨料和磚粒的破碎,影響混凝土的性能。合適的攪拌方式,如采用強(qiáng)制式攪拌機(jī),能夠使各種原材料更均勻地混合,提高混凝土的均勻性和密實(shí)度。振搗是保證混凝土密實(shí)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。振搗不足會(huì)使混凝土內(nèi)部存在大量空隙,這些空隙不僅會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度,還會(huì)為水分、侵蝕介質(zhì)等提供滲透通道,加速混凝土的劣化。在富含磚粒的再生混凝土中,由于磚粒的存在,振搗難度可能會(huì)增加。磚粒的形狀不規(guī)則,表面粗糙,容易與水泥漿體和其他骨料之間形成較大的空隙。如果振搗不充分,這些空隙無(wú)法被有效填充,會(huì)嚴(yán)重影響混凝土的耐久性。在抗?jié)B性方面,振搗不足的混凝土滲水高度會(huì)明顯增大,電通量也會(huì)增加,抗?jié)B性能變差。在抗凍性方面,內(nèi)部空隙多的混凝土在凍融循環(huán)過(guò)程中更容易受到破壞,質(zhì)量損失率和動(dòng)彈模量下降幅度都會(huì)增大。而過(guò)度振搗則可能導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象,粗骨料和磚粒下沉,水泥漿體上浮,使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻,同樣會(huì)降低混凝土的耐久性。澆筑過(guò)程中的澆筑速度、澆筑高度等因素也會(huì)影響混凝土的質(zhì)量。澆筑速度過(guò)快,可能會(huì)導(dǎo)致混凝土在模具內(nèi)分布不均勻,出現(xiàn)局部堆積或空洞。在澆筑大體積混凝土?xí)r,如果澆筑速度過(guò)快,可能會(huì)使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的
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