再生骨料化学强化及其对混凝土力学性能的影响研究

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随着建筑行业的迅猛发展,大规模工程建设导致建筑垃圾不断产生。为了解决建筑行业消耗大量天然资源能源以及建筑垃圾严重污染环境等一系列问题,再生混凝土逐步应用于实际工程。然而,相比于天然骨料,再生骨料的性质较差,需要对再生骨料进行不同方式的强化,提升再生混凝土的各项性能,进而使再生混凝土能够更好的应用于实际工程建设中。本文通过酸溶液和水泥浆对再生骨料进行化学强化,研究两种强化方式对再生骨料和再生混凝土性能的影响以及对再生混凝土界面过渡区的改善效果,进而从微观角度揭示再生混凝土的力学强化机理。本文的主要研究内容和结论如下:(1)用硫酸溶液、醋酸溶液、水泥净浆和水泥硅灰浆液对再生骨料进行强化,对基于酸溶液强化和水泥浆强化的再生骨料进行表观密度、吸水率和压碎指标试验,研究在不同浓度和浸泡时间下,两种强化方式对再生骨料基本物理性能的影响。研究结果表明,醋酸溶液不能强化再生骨料;硫酸溶液、水泥净浆、水泥硅灰浆液对再生骨料的强化效果更好;当硫酸溶液浓度为2%、浸泡时间为48h时,再生骨料的基本物理性能达到最佳提升效果。(2)对基于骨料强化的再生混凝土进行抗压强度和劈裂抗拉强度试验,研究两种强化方式对再生混凝土力学性能的影响。研究结果表明,醋酸溶液处理再生骨料对再生混凝土的力学性能不利;硫酸溶液在一定程度上可以提高再生混凝土的力学性能,当硫酸溶液浓度为2%、浸泡时间为48h时,其抗压强度和劈裂抗拉强度相较于普通再生混凝土分别提高24.8%、22.9%;水泥浆强化对再生混凝土的力学性能提升效果更加稳定,硅灰可以有效提高水泥浆对于再生混凝土的力学性能的强化效果。(3)通过扫描电镜试验研究再生骨料的微观形貌和再生混凝土的界面过渡区特性,揭示酸溶液和水泥浆的强化机理。研究结果表明,酸溶液强化主要通过酸碱中和反应去除老旧水泥砂浆,使再生骨料的性能更加趋近于天然骨料;水泥净浆强化主要通过填充和包裹效应,使界面过渡区变得更加致密;水泥硅灰浆液主要通过填充效应、二次水化反应以及浆液硬化对再生骨料的约束作用来强化再生骨料。经化学强化后,再生骨料以及再生混凝土的界面过渡区得以有效改善,再生混凝土的力学性能得以有效提升。
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