發(fā)布時間：2020-04-13 20:55

【摘要】：由廢棄混凝土制備的再生粗骨料表面附著大量強(qiáng)度低、吸水率高且與骨料結(jié)合較弱的硬化水泥石,導(dǎo)致再生混凝土中存在多重界面結(jié)構(gòu),造成了再生骨料混凝土的力學(xué)性能和耐久性明顯劣化。目前,針對再生混凝土中界面過渡區(qū)性能的研究報道較少且研究不夠深入,僅限于對再生混凝土不同界面過渡區(qū)中的水化產(chǎn)物、微觀形貌的定性分析,尚未建立界面過渡區(qū)微觀性能與宏觀性能的關(guān)系,因而有必要系統(tǒng)研究再生混凝土中的各類界面結(jié)構(gòu)特征,建立科學(xué)合理的再生混凝土微觀結(jié)構(gòu)性能研究方法,探索其性能劣化機(jī)理,并找出相應(yīng)的改善途徑。本文在國家自然科學(xué)基金項目(51578297)的資助下,首先研究不同品質(zhì)再生粗骨料表面的附著砂漿含量,定量分析再生骨料內(nèi)部缺陷與基本性能的關(guān)系,揭示廢棄混凝土強(qiáng)度差異、再生粗骨料品質(zhì)對再生骨料混凝土性能的影響規(guī)律;其次,結(jié)合再生粗骨料及再生混凝土性能特點,提出了再生混凝土多重界面結(jié)構(gòu)重構(gòu)模型,實現(xiàn)了再生混凝土中的老界面、骨料新界面、砂漿新界面的準(zhǔn)確分辨及定位;基于再生混凝土多重界面結(jié)構(gòu)重構(gòu)模型,利用顯微硬度計、光學(xué)掃描等測試技術(shù),提出再生混凝土多重界面結(jié)構(gòu)微觀研究方法,研究分析廢棄混凝土強(qiáng)度差異對再生混凝土多重界面結(jié)構(gòu)特征、顯微結(jié)構(gòu)及性能的影響規(guī)律;最后系統(tǒng)研究碳化作用、硫酸鹽和氯鹽侵蝕對再生混凝土多重界面結(jié)構(gòu)顯微硬度、微觀形貌及水化產(chǎn)物等性能的影響規(guī)律,定量分析其性能劣化機(jī)理,并探索再生混凝土性能提升技術(shù)。主要研究內(nèi)容包括:(1)對比分析了物理強(qiáng)化對再生粗骨料性能的影響,采用煅燒-研磨法對不同品質(zhì)再生粗骨料附著砂漿含量進(jìn)行定量分析,最終確定再生粗骨料煅燒溫度宜為400℃,研磨時間均為20min,并測得Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類再生粗骨料附著砂漿含量依次為7.5%、22.8%和39.7%,通過附著砂漿含量與再生粗骨料吸水率、表觀密度、壓碎指標(biāo)等性能良好的線性關(guān)系,可以精確測算再生粗骨料表面的附著砂漿含量,直觀地反映出再生粗骨料的內(nèi)部缺陷。(2)通過研究再生粗骨料品質(zhì)和取代率對再生混凝土性能的影響規(guī)律,提出了再生粗骨料品質(zhì)提升技術(shù)與使用方法。再生粗骨料取代率及品質(zhì)對C30混凝土性能影響較小,而對C50混凝土性能影響較大,與普通混凝土相比,取代率為100%時,利用低品質(zhì)和高品質(zhì)再生粗骨料配制的C50混凝土28d抗壓強(qiáng)度分別降低了30.1%和5.4%,并且高品質(zhì)再生粗骨料混凝土的耐久性能與天然骨料混凝土較為接近,且明顯優(yōu)于低品質(zhì)再生粗骨料混凝土。(3)基于再生粗骨料的性能及特點,創(chuàng)新性地提出了再生混凝土多重界面結(jié)構(gòu)重構(gòu)模型,建立了多重界面結(jié)構(gòu)重構(gòu)方法,準(zhǔn)確分辨及定位再生混凝土中老界面、骨料新界面及砂漿新界面;利用廢混凝土芯樣代替隨機(jī)分布的再生粗骨料,圓柱體芯樣周圍澆筑不同強(qiáng)度等級新砂漿,制成再生混凝土多重界面結(jié)構(gòu)重構(gòu)模型試件,結(jié)合芯樣切片、微裂縫觀測、顯微硬度及掃描電鏡等測試技術(shù),實現(xiàn)了界面過渡區(qū)寬度及性能的定量分析。(4)利用所建立的再生混凝土多重界面結(jié)構(gòu)重構(gòu)模型,對不同強(qiáng)度等級再生混凝土多重界面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能及耐久性能進(jìn)行了試驗研究。采用顯微硬度測試技術(shù),對界面過渡區(qū)性能進(jìn)行定量化測試,研究了再生混凝土性能劣化的損傷機(jī)理;通過界面過渡區(qū)的微觀形貌及水化產(chǎn)物研究,明確了侵蝕性介質(zhì)進(jìn)入和破壞再生混凝土的通道,揭示了不同侵蝕性介質(zhì)的侵入過程、界面破壞及耐久性劣化機(jī)理。本研究以再生骨料內(nèi)部缺陷和再生混凝土多重界面結(jié)構(gòu)這一薄弱環(huán)節(jié)為核心,開展系列研究工作,抓住了影響再生混凝土性能的最主要因素,探索改善再生混凝土界面結(jié)構(gòu)的技術(shù)途徑,揭示了再生混凝土性能劣化機(jī)理,進(jìn)一步完善了再生混凝土基礎(chǔ)研究理論,有利于再生混凝土的生產(chǎn)與應(yīng)用,對于推進(jìn)資源全面節(jié)約和循環(huán)利用發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU528

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2626427