再生微粉砂浆氯离子传输与改性研究

来源 :扬州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:initial1985
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随着我国城镇化进程的加快,建筑垃圾的产生量逐年增加,未来仍将保持在较高水平。传统的建筑垃圾处置方式以堆放和填埋为主,不仅占用大量土地,还引发了一系列环境和社会问题。因此,将建筑垃圾通过资源化处理制成再生骨料和再生微粉,已经大规模应用于建筑工程,并不可避免地暴露在氯离子侵蚀环境中,氯离子侵蚀是造成混凝土内钢筋锈蚀及其耐久性退化的主要原因。以往相关研究较少考虑建筑垃圾复杂性的影响,以及不同再生微粉砂浆氯离子传输问题;关于复掺再生骨料和再生微粉对全再生砂浆氯离子传输的研究很少涉及,而且对再生微粉砂浆氯离子传输与改性研究仍处在起步阶段。因此,本课题聚焦我国建筑垃圾主要组分,将废弃混凝土制备成再生骨料和再生混凝土微粉,废弃硬化水泥净浆制备成再生净浆微粉、废弃砂浆研磨制备成再生砂浆微粉,并分别用于制备再生砂浆。本课题不仅研究了再生微粉砂浆基本性能和氯离子传输;进一步探明了复掺再生骨料和再生微粉砂浆基本性能和氯离子传输;此外,聚焦再生微粉砂浆氯离子渗透性的不利影响,本课题提出了有效的调控改性方法,旨在实现再生砂浆和全再生砂浆的安全应用。主要研究结果总结如下:(1)随着再生微粉的掺入,再生微粉砂浆的孔径和孔隙率扩大,抗压强度降低,复掺活性掺合料可以细化再生微粉砂浆的孔隙结构,总孔隙率降低,抗压强度提高。再生微粉砂浆的氯离子扩散随着再生微粉取代率和粒径的增加而升高,自由氯离子浓度增加,但氯离子扩散系数随着氯离子侵蚀时间的延长而降低。将再生微粉和硅灰或偏高岭土混合在一起可以制备可持续性砂浆,其抗氯离子渗透性与普通砂浆相似。再生微粉砂浆的总氯离子浓度随着再生微粉的掺入而升高,而氯离子的结合能力则随着再生微粉取代率的增加而降低。当再生微粉取代率相同时,再生水泥浆微粉砂浆比再生混凝土微粉砂浆具有更好的氯离子结合能力。通过优化再生微粉取代率和活性掺合料掺量,可以保证再生微粉砂浆具有良好的强度和抗氯离子渗透性。(2)再生砂浆的氯离子扩散随着再生骨料或者再生微粉的使用而上升;再生骨料的掺入提高了砂浆的氯离子结合能力,但掺入再生微粉则降低了氯离子结合能力。和再生砂浆微粉砂浆与再生混凝土微粉砂浆相比,再生净浆微粉砂浆具有更好的氯离子结合能力。复掺再生骨料和再生微粉的全再生砂浆的抗氯离子扩散能力不如单掺再生骨料或者再生微粉的再生砂浆。复掺各种再生微粉或活性掺合料可以提高全再生砂浆的抗氯离子扩散能力,当偏高岭土或硅灰掺入全再生砂浆时,其抗氯离子扩散能力有明显提高。(3)热改性再生微粉中产生了新的CaO和C2S,热改性再生微粉浆体的微观结构比未改性再生微粉浆体的微观结构更细;具体而言,掺50%800℃改性再生微粉的浆体的平均孔径比50%未处理再生微粉的浆体小35.5-38.7%。掺入再生微粉后,砂浆的力学性能下降,氯离子渗透性明显上升。当再生微粉取代率为30%或50%时,掺有热改性再生微粉砂浆的氯离子渗透性比掺有未改性再生微粉砂浆要低,当再生微粉热改性温度为600-800℃时,氯离子渗透性的降低更为明显。掺有50%800℃改性再生微粉砂浆120d的最大氯离子浓度比掺有50%未改性再生微粉砂浆小22.7-27.5%。随着再生微粉取代率的提高,再生微粉热改性处理改善再生微粉砂浆抗氯离子渗透性能。优化再生微粉类型和热改性温度可以制备具有良好抗氯离子渗透性能的大掺量再生微粉砂浆。
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