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摘 要

随着城市化进程的加快，我国消耗大量的混凝土，导致自然资源匮乏；同时产生大量的建筑垃圾，其中大部分为废弃混凝土。自然资源开采对环境造成严重破坏，废弃混凝土的丢弃占据了大面积土地，对自然环境造成严重影响。将废弃混凝土制作成再生骨料循环在利用有良好的经济和环境效益。再生骨料具有多孔、多微裂缝、吸水率高、形状不规则等特点，掺加了再生骨料的再生混凝土其孔隙率和微裂缝含量均大于传统混凝土；因此一般来说大量掺再生骨料对再生混凝土的力学性能和耐久性均有影响。我国近年来相继进行了利用废弃混凝土作为混凝土骨料配制混凝土的研究，并制定了再生混凝土骨料规范，推进了再生混凝土骨料应用的进程。但在实际应用中，仍存在很多问题需要解决。本文就再生混凝土实际应用中的问题和顾虑展开研究。

本文主要对干湿循环-硫酸盐作用下再生混凝土耐久性进行试验研究。实验主要变量为干湿循环次数、干湿循环制度、水灰比、矿物掺和料和再生骨料取代率。通过再生混凝土内部水溶硫酸根离子含量研究再生混凝土受硫酸盐侵蚀程度；通过再生个混凝土的相对动弹性模量变化研究其劣化规律；通过SEM、CT、TG/DSC等研究劣化过程中再生混凝土的微观结构和组成的变化。

实验表明，再生混凝土在干湿循环—硫酸盐作用下其耐久性传统混凝土有较大差异，且本实验中的各因素对其耐久性影响极大。再生骨料取代率小于50%时随着再生骨料取代率增加再生混凝土相对动弹性模量增加，再生骨料取代率为50%时再生混凝土相对动弹性模量增加量最大为0.05；再生骨料取代率大于50%之后，再生骨料取代率增加动弹性模量快速下降， 100%再生骨料取代率相对0%取代率的再生混凝土其相对动弹性模量降低0.05，动弹性模量损失30%；随着再生骨料取代率提高再生混凝土耐久性会首先有所提高然后连续下降；呈现这种变化和水灰比有直接关系，再生骨料的高吸水率使水灰比对再生混凝土性能有较大影响；水灰比0.45的再生混凝土水溶硫酸根离子含量为0.3%，增加其0.1水灰比水溶硫酸根离子含量增加了一倍，动弹性模量损失增加50%； 因此选用合理的再生骨料取代率、水灰比和其它材料参数能制的耐久性良好的再生混凝土。

关键词：再生混凝土；再生骨料；硫酸盐侵蚀；干湿循环；耐久性；

EXPERIMENTAL RESEARCH ON DURABILITY OF RECYCLED AGGREGATE CONCRETE UNDER THE ACTION OF SULFATE -WETTING–DRYING CYCLES

A b s t r a c t

With urbanization, we consume a large amount of concrete, leading to lack of natural resources; producing large amounts of construction waste, most of the waste is concrete. Waste concrete block can be used as aggregate of recycled concrete. So, compared to traditional concrete, recycled concrete can conserve natural resources and protect the ecological environment. However, all aspects of performance of recycled concrete is lower because of the use of recycled aggregate.

A series of investigations on the mechanical property, durability, and the structural performance of recycled aggregate concrete have been carried out over the past few years. After comparing the literature, we found that generally agreed that the use of recycled aggregate will lead to the durability of concrete, mechanical properties and elastic modulus and other performance degradation. But, there are significant differences between different literature and some literature’s conclusions are fuzzy. And there are some differences between experimental data each experimental environment described in the literatures. So, the results have poor comparability between different literatures. This study focus on the relationship between durability and recycled aggregate usage and other properties that statement is not clear in other literatures. The main content is the durability of recycled aggregate concrete under salts (sulfate) resistance wetting–drying cycles. Wetting–drying cycles, water-cement ratio, minerals and recycled aggregate replacement ratio are main variables. Detect water-soluble sulfate ion content of recycled concrete to study the degree of erosion. Study the deterioration law by the change of recycled concrete relative dynamic elastic modulus. Study recycled concrete microstructure and composition on the deterioration process by SEM, CT, TG, etc.

Experimental results show that: Drying time is longer, the deterioration level is deeper; Wetting–drying cycles longer greatly increase the degree of deterioration of the concrete; Mineral admixture can improve the durability of recycled concrete, and slag is better than fly ash; The water-cement ratio of recycled concrete is lower, the durability is better; With recycled aggregate rate increased, durability of recycled aggregate concrete continuous decline.

Key words: recycled concrete; recycled aggregate; sulfate attack; wetting–drying cycles; durability;

目录

摘要 I

A b s t r a c t II

第一章 绪论 1

1.1再生混凝土研究背景及意义 1

1.2再生混凝土研究概况 1

1.3 存在的问题、提高和展望 4

1.4 本文的研究内容及意义 5

1.4.1 研究意义 5

1.4.2 主要研究内容 5

第二章 原材料选取及研究方案 7

2.1 原材料选取 7

2.1.1水泥 7

2.1.2矿物掺和料 7

2.1.3集料 7

2.1.4外加剂 7

2.1.5水 7

2.2 配合比与实验方案 7

2.3 实验指标与测试方法 9

2.3.1侵蚀离子（硫酸根离子）含量测定 9

2.3.2 动弹性模量测定 10

2.3.3 再生混凝土微结构检测 11

第三章 干湿循环-硫酸盐作用下再生混凝土中硫酸根离子浓度研究 13

3.1引言 13

3.2侵蚀离子（SO42-）浓度随再生混凝土深度的变化 13

3.3干湿循环参数、材料参数对侵蚀离子浓度的影响 14

3.3.1 干湿循环次数对硫酸根离子含量影响 14

3.3.2干湿制度对硫酸根离子含量影响 15

3.3.3矿物掺和料对硫酸根离子含量影响 16

3.3.4水灰比对硫酸根离子含量影响 18

3.3.5再生骨料取代率对硫酸根离子含量影响 18

3.4再生混凝土新旧界面过渡区的组成与结构特点对侵蚀离子的影响 19

3.5本章小结 20

第四章 干湿循环-硫酸盐作用下再生混凝土微结构损伤研究 22

4.1 引言 22

4.2干湿循环参数、材料参数对再生混凝土微结构损伤的影响 22

4.2.1 干湿循环制度对再生混凝土微结构损伤的影响 22

4.2.2矿物掺和料对再生混凝土微结构损伤的影响 23

4.2.3水灰比对再生混凝土微结构损伤的影响 24

4.2.4再生骨料取代率对再生混凝土微结构损伤的影响 25

4.3本章小结 25

第五章 干湿循环-硫酸盐作用下再生混凝土组成及微观形貌研究 27

5.1引言 27

5.2再生混凝土界面过渡区各物相、侵蚀产物及缺陷的分布 27

5.3干湿循环-硫酸盐作用下再生混凝土组成变化 28

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