【摘 要】
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为了应对日益迫切的建筑固废减量化的需求,探寻可行的绿色创新型原材料和延长水泥基材料使用寿命成为当前的首要目标。采用再生细骨料取代天然骨料,能有效消耗累积的建筑固废。然而,再生细骨料存在吸水率过高及吸附砂浆量大等固有缺陷,阻碍了其在实际工程结构中的应用。针对再生细骨料取代天然砂导致混凝土/砂浆性能劣化的问题,基于最紧密堆积状态对再生细骨料砂浆进行了配合比设计,研究含再生细骨料和粉煤灰对再生砂浆的工作
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为了应对日益迫切的建筑固废减量化的需求,探寻可行的绿色创新型原材料和延长水泥基材料使用寿命成为当前的首要目标。采用再生细骨料取代天然骨料,能有效消耗累积的建筑固废。然而,再生细骨料存在吸水率过高及吸附砂浆量大等固有缺陷,阻碍了其在实际工程结构中的应用。针对再生细骨料取代天然砂导致混凝土/砂浆性能劣化的问题,基于最紧密堆积状态对再生细骨料砂浆进行了配合比设计,研究含再生细骨料和粉煤灰对再生砂浆的工作性和力学性能的影响规律,探究最紧密堆积状态再生细骨料砂浆在氯盐-冻融耦合作用下的性能演化,分析了氯离子浓度随侵蚀深度的变化规律,评价了再生砂浆对氯离子的结合性能,并通过砂浆微观形貌及水化产物演变综合分析水泥基材料盐冻劣化特征。研究结果如下:(1)探究了新拌再生砂浆和硬化再生砂浆的基本性能:随着再生细骨料掺量增加,新拌砂浆的流动度和表观密度值逐渐降低,保水性逐渐增大,28d抗压强度逐渐增大;粉煤灰掺入导致砂浆28d抗压强度降低,超细粉煤灰砂浆低于原状粉煤灰砂浆的抗压强度,且两种不同细度粉煤灰制备的砂浆抗压强度呈多项式相关;延长龄期和水养方式皆有利于再生细骨料砂浆的强度增长。(2)探究了氯盐和冻融耦合作用下水泥基材料的劣化:影响砂浆盐冻损伤从大到小的侵蚀性介质依次为3%NaCl、10%NaCl和清水;再生细骨料的少量(25%)掺入能降低砂浆冻融损伤程度,但粉煤灰掺量对再生砂浆的抗水冻性能和抗盐冻性能的影响更大,低掺量(10%)粉煤灰有利于提升材料的抗水和抗盐冻性能,随着粉煤灰掺量的增加砂浆的抗水和抗盐性能反而受到削弱,30%粉煤灰对再生砂浆抗盐冻性能不利。(3)探明了氯盐和冻融耦合作用下氯离子传输规律:自由氯离子含量随着侵蚀深度的增加呈下降趋势,并约在3cm侵蚀深度处稳定;10%掺量下的原状和超细粉煤灰、25%再生细骨料都提高了氯离子结合能力,粉煤灰掺量30%对砂浆抗氯离子渗透性能不利;此外,自由氯离子含量与结合氯离子含量具有较强的线性相关性。(4)揭示了氯盐和冻融耦合作用下再生砂浆水化产物的微观特征:宏观抗压强度、抗盐冻性能差的砂浆,其对应的微观结构具有整体结构疏松多孔、Ca(OH)2和AFt富集、裂缝细长且相互贯通的特点。25%及50%掺量的再生细骨料未对砂浆工作性、抗压强度及冻融损伤程度系数产生大幅度的抑制作用,其中25%的再生细骨料有助于提高氯离子结合能力,而50%的再生细骨料降低氯离子结合能力,因此,综合分析水泥基材料的各宏微观参数,25%掺量的再生细骨料砂浆抗盐冻性能最优。另外,在再生细骨料砂浆中掺入低掺量/细度更大的粉煤灰的氯离子结合能力被提高。因此,建议水泥基材料中再生细骨料掺量为25%,粉煤灰掺量10%,并增大粉煤灰细度。
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