4.4 小结
通过对废弃混凝土进行破碎,作为混凝土的粗骨料,按普通混凝土配合比的设计方法进行设计,通过正交试验设计,计算再生粗骨料、聚丙烯纤维和引气减水剂3个掺量不同对再生混凝土抗压强度、劈拉强度和抗压弹性模量影响,确定获得再生混凝土良好和易性和满足强度要求的最佳配合比。同时还通过超量取代法掺入粉煤灰30%,测出再生混凝土28d、90d的抗压强度、劈拉强度。通过试验得出如下结论。
(1)通过正交分析得:同时满足再生混凝土良好和易性和抗压强度、劈拉强度、抗压弹性模量要求的最佳正交组合为A3B3C2,即再生粗骨料掺量为70%、聚丙烯掺量为0.7%、引气减水剂掺量为0.2%。
(2)随着再生粗骨料掺量的增加,再生混凝土抗压强度、抗压弹性模量均有所降低,当再生粗骨料掺量为40%、70%、100%时,再生混凝土抗压强度分别较普通混凝土降低9.1%、9.3%、11.2%,抗压弹模分别降低19.0%、20.0%、22.8%。当再生粗骨料掺加70%时,劈拉强度较普通混凝土降低8.9%。在工程中选用40%或70%掺量的再生粗骨料均能够满足C30再生混凝土强度等级设计要求,和易性也可满足施工要求。
(3)将再生粗骨料经机械强化后,再生混凝土抗压强度明显提高。当再生粗骨料掺量为100%时其抗压强度可提高12.6%。因此,建议在制作再生粗骨料时对其进行加工处理,可使再生混凝土的强度更适用于工程需求。
(4)当再生粗骨料掺量为70%时随着引气减水剂掺量的增加,含气量增加1%,抗压强度下降4.1%,劈拉强度下降7.7%,抗压弹模下降3.9%。掺入聚丙烯纤维可提高再生混凝土的劈拉强度,但其对抗压强度和抗压弹模影响不大。
(5)通过对16组试件分别进行250次循环试验,每25次冻融循环后进行相对动弹性模量、质量损失率测试,从中找出对再生混凝土抗冻影响因素,并建立冻融损伤与冻融次数的关系。从24组抗氯离子渗透试验中找到影响再生混凝土抗氯离子渗透的最大影响因素,并根据Fick第二定律建立再生混凝土耐久年限预测模型,为海工混凝土研究提供依据。
1.冻融方面
(1)首次通过试验测出饱和面干吸水率与冻融破坏标准关系,饱和面干吸水增长率可从侧面反映混凝土经冻融循环作用后密实度的变化情况,以及受冻融破坏的程度。60%~65%作为饱和面干吸水增长率破坏标准,即当饱和面干吸水增长率大于60%时,试件已破坏。因此用饱和面干吸水增长率这一指标可作为再生混凝土抗冻性破坏标准。
(2)通过正交分析得到再生混凝土最优配合比,找出再生粗骨料掺量、聚丙烯纤维掺量、引气减水剂掺量三因素对再生混凝土抗冻性的影响。
(3)通过冻融循环试验研究再生混凝土材料损伤特性的影响因素,结合再生混凝土冻融破坏机理建立再生混凝土冻融损伤模型。该模型预测的再生混凝土损伤特性与实际冻融破坏情况符合较好,还可预测不同掺量引气减水剂对再生混凝土冻融损伤疲劳强度的影响。可通过模型的损伤变量D(n)计算出再生混凝土任一时刻冻融循环疲劳损伤程度,为研究再生混凝土冻融循环破坏提供另一有效方法。
2.渗透方面
(1)引气剂和粉煤灰是提高再生混凝土抗渗性能的有效途径,随着再生粗骨料掺量的增加抗渗性能下降。
(2)对冻融循环结束后试件再进行氯离子抗渗透试验,再生混凝土的冻融损伤程度能反应再生混凝土的渗透性能。
(3)通过Fick第二定律建立海水环境下再生混凝土耐久寿命预测模型。
(4)在水灰比相同条件下,再生混凝土的氯离子渗透性能比普通混凝土大,这表明再生混凝土的抗氯离子渗透性较差,因为再生混凝土的孔隙率较大。