6.5 小结

6.5 小结

通过正交法对活性掺合料再生混凝土基本力学性能和耐久性进行试验研究,得出相关结论如下。

1.基本力学性能

(1)粉煤灰和矿渣微粉是影响再生混凝土抗压强度的两种重要因素。粉煤灰(超量取代水泥)对再生混凝土力学性能的影响大于矿渣微粉 (等量取代水泥)。再生混凝土的28d抗压强度随粉煤灰掺量增加而降低,90d抗压强度随粉煤灰掺量增加而升高,即粉煤灰掺量在0~30%范围内,掺量越大对混凝土早期强度较低,但是对后期强度发展越有利。矿渣微粉对混凝土抗压强度具有显著的提高作用,掺量在0~30%范围内,掺量越大再生混凝土抗压强度提高幅度越大。

(2)矿渣微粉是影响再生混凝土抗折强度的最重要因素,其最佳掺量为20%,对再生混凝土抗折强度来讲粉煤灰最佳掺量为20%。

(3)引气剂是影响再生混凝土劈裂抗拉强度的重要因素,同时引气剂对再生混凝土抗压强度的影响仅次于粉煤灰和矿渣微粉,在引气剂掺量范围内再生混凝土抗压强度和劈裂抗拉随着引气剂掺量增加而降低。

(4)再生骨料对混凝土的基本力学性能呈不利影响。抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、轴心抗压强度和静弹性模量均随再生骨料掺量增加而降低。再生骨料掺量对轴心抗压强度和静弹性模量影响最为显著,即对棱柱体试块的影响程度要大于立方体试块。

(5)聚丙烯纤维可提高再生混凝土抗裂性能,但是对于抗压强度、劈拉强度、抗折强度、轴心抗压强度和静弹模作用均不显著。

(6)根据正交分析结果,推荐满足再生粗骨料混凝土良好和易性及基本力学性能要求的最佳正交组合为A3B3C3D3E2

综上所述,矿渣微粉和粉煤灰作为矿物掺合料对提高再生混凝土强度作用显著,最优掺量在20%~30%之间,引气剂的加入对再生混凝土强度存在不利影响,尤其是劈裂抗拉强度,适宜掺量为0.75/万。聚丙烯纤维可提高再生混凝土抗裂性能,最优掺量为1.5kg/m3。再生骨料虽然可导致混凝土强度降低,但满足强度设计要求,最优掺量在40%~70%之间。

2.抗冻性

(1)16组配合比经200次冻融循环相对动弹模量均高于60%,质量损失率均未达到5%,16组配合比试件均满足抗冻性要求。

(2)5种因素对抗冻性影响重要性次序为:引气剂>粉煤灰>聚丙烯纤维>再生骨料>矿粉,引气剂是影响再生混凝土抗冻性最重要的因素,再生混凝土抗冻性随引气剂掺量增加增强,最优掺量为1.0/万。

(3)粉煤灰可提高抗冻性,最优掺量为20%。

(4)聚丙烯纤维可有效减小再生混凝土质量损失。

(5)再生混凝土抗冻性优于普通混凝土,当再生骨料掺量为40%,抗冻性能最优。

(6)矿渣微粉在5种因素中对再生混凝土抗冻性作用并不显著。矿渣微粉的加入使得相对动弹模量下降低于矿粉掺量为0的水平,但是再生混凝土相对动弹模量随矿渣微粉掺量的增加而增加,当掺量为30%时与掺量为0%时持平。

3.抗碳化性

(1)16组试件碳化深度随碳化龄期增大而增大。

(2)影响再生混凝土碳化深度因素主次为:A>B>C>E>D,即矿渣粉>粉煤灰>引气剂>再生骨料>聚丙烯纤维。

(3)采用合适的配合比,再生混凝土抗碳化能力优于普通混凝土,16组配合比中Z9组抗碳化性能最优,碳化深度最小,速度最低。

(4)Z16组混凝土抗碳化能力最差,碳化深度远大于其余各组,28d碳化龄期的碳化深度达到25mm以上。

(5)矿物掺合料矿渣粉和粉煤灰的加入,使得再生混凝土抗碳化能力下降。当掺量在0~20%之间时,碳化深度增加幅度较小,但掺量为30%时,碳化深度出现突增现象。可见矿物掺合料的加入超过一定范围可导致再生混凝土抗碳化能力大幅下降。

(6)碳化深度随再生骨料掺量增加而增加,且碳化路径沿旧砂浆与新砂浆结合面进行。

4.水压抗渗

设计强度为C30的16组混凝土试件在试验过程中自始至终未出现混凝土表面渗水现象,抗渗性能良好。16组混凝土试件抗渗等级均达到W13,水压抗渗性能良好,再生混凝土试件抗渗性与普通混凝土试件相比表现良好,抗渗性不低于普通混凝土。

5.氯离子渗透性

(1)根据NEL法检测混凝土抗氯离子渗透性,强度为C30,龄期为28d的16组配合比试件氯离子扩散系数均在0.5×10-8~1×10-8cm2/s之间,抗渗等级为Ⅳ,渗透性低。

(2)极差分析结果可知影响再生混凝土氯离子扩散系数因素主次为:E>A>B>D>C,即再生骨料>矿渣粉>粉煤灰>聚丙烯纤维>引气剂。

6.抗渗性

各组试件抗渗等级均为W13,渗透性等级为Ⅳ,渗透性评价低,可说明16组配合比抗渗性能良好。

综上所述:矿物掺合料矿渣粉和粉煤灰加入可有效提高再生混凝土的抗渗透性能,氯离子扩散系数随二者掺量增加而减小,当粉煤灰掺量为20%时,再生混凝土抗冻性较好,但是再生混凝土抗碳化能力下降。引气剂对再生混凝土的抗冻性提高效果明显。