西安建筑科技大学学报(自然科学版)

陶瓷粉再生混凝土氯离子扩散性能研究

彭跃辉¹,黄琳雅²,陈梦成²,袁明胜²

(1. 南昌铁路勘测设计院有限责任公司,江西南昌330002; 2. 华东交通大学土木建筑学院,江西南昌 330013)

Study on chloride diffusion properties of reclaimed concrete from ceramic powder

PENG Yuehui¹, HUANG Linya², CHEN Mengcheng², YUAN Mingsheng²

(1.Nanchang Railway Survey and Design Institute Co. Ltd. Nanchang 330002, China;2.School of Civil Architecture, East China Jiaotong University, Nanchang 330013, China)

Keywords：ceramic powder; chloride ion; water-to-binder ratio; diffusion coefficient; durability

DOI: 10.15986j.1006-7930.2019.02.004

备注

摘要

全文

图/表

参考文献

针对自由氯离子在陶瓷粉再生混凝土中的扩散性能研究,试验采用自然浸泡法,探究了不同水胶比、陶瓷粉取代量以及浸泡时间三种因素对混凝土中氯离子扩散规律的影响.基于实测数据,通过研究不同陶瓷粉取代量对混凝土抗压强度的影响,以及自由氯离子浓度分布和扩散系数规律,并且对混凝土微观形貌进行分析.结果表明:混凝土的抗压强度随着陶瓷粉取代量的增大而降低; 陶瓷粉混凝土的氯离子扩散系数随着浸泡时间的延长而减小,随着水胶比的增大而增大; 混凝土中掺入陶瓷粉替代部分水泥能够提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能,保护钢筋不易受到腐蚀,有效延长结构的使用寿命.掺入的陶瓷粉量在20%左右时能得到最佳效果.

In order to study the diffusion properties of free chloride ions in ceramic powder recycled concrete, the natural immersion method was used to investigate the effects of different water-to-binder ratios, ceramic powder substitution and soaking time on the diffusion of chloride ions in concrete. Based on the measured data, the effects of different ceramic powder substitutions on the compressive strength of concrete, the distribution of free chloride ion concentration and the law of diffusion coefficient were studied, and the microstructure of concrete was analyzed. The results show that the compressive strength of concrete decreases with the increase of ceramic powder substitution; the chloride ion diffusion coefficient of ceramic powder concrete decreases with the immersion time, and increases with the increase of water-to-binder ratio; The inclusion of ceramic powder in the concrete instead of part of the cement can improve the chloride ion corrosion resistance of the concrete, protect the steel bar from corrosion, and effectively extend the service life of the structure. The best effect is obtained when the amount of ceramic powder incorporated is about 20%.

引言
1 试验材料及方法
2 试验结果分析
3 氯离子扩散系数
4 氯离子侵蚀微观机理分析
5 结论

表1 水泥化学组成<br/>Tab.1 Cement chemical composition

表1 水泥化学组成
Tab.1 Cement chemical composition

表2 水泥的物理力学性能<br/>Tab.2 Physical and mechanical properties of cement

表2 水泥的物理力学性能
Tab.2 Physical and mechanical properties of cement

图1 废弃陶瓷加工前后对比图<br/>Fig.1 Comparison of waste ceramics before and after processing

图1 废弃陶瓷加工前后对比图
Fig.1 Comparison of waste ceramics before and after processing

表3 陶瓷粉各项技术指标<br/>Tab.3 Technical indicators of ceramic powder

表3 陶瓷粉各项技术指标
Tab.3 Technical indicators of ceramic powder

表4 陶瓷粉粒径级配<br/>Tab.4 Ceramic powder particle size grading

表4 陶瓷粉粒径级配
Tab.4 Ceramic powder particle size grading

表5 混凝土配合比及28 d抗压强度<br/>Tab.5 Mix proportion of concrete and 28 day compressive strength

表5 混凝土配合比及28 d抗压强度
Tab.5 Mix proportion of concrete and 28 day compressive strength

图2 试件浸泡
Fig.2 Soaked specimen

图3 氯离子含量测定<br/>Fig.3 Determination of chloride ion content

图3 氯离子含量测定
Fig.3 Determination of chloride ion content

图4 不同龄期的混凝土抗压强度随陶瓷粉取代量变化规律<br/>Fig.4 Changing law of concrete compressive strength with the increase of substitution quantity of ceramic powder at different ages

图4 不同龄期的混凝土抗压强度随陶瓷粉取代量变化规律
Fig.4 Changing law of concrete compressive strength with the increase of substitution quantity of ceramic powder at different ages

图5 混凝土中不同深度处自由氯离子含量分布<br/>Fig.5 Free chloride content distribution at different depths in concrete

图5 混凝土中不同深度处自由氯离子含量分布
Fig.5 Free chloride content distribution at different depths in concrete

图6 水胶比对混凝土中氯离子含量的影响<br/>Fig.6 Effect of water binder ratio on free chloride in concrete

图6 水胶比对混凝土中氯离子含量的影响
Fig.6 Effect of water binder ratio on free chloride in concrete

图7 W/B=0.43的陶瓷粉取代量对混凝土中自由氯离子含量影响<br/>Fig.7 Effect of W/B=0.43 substitution quantity of ceramic powder on chloride content in concrete

图7 W/B=0.43的陶瓷粉取代量对混凝土中自由氯离子含量影响
Fig.7 Effect of W/B=0.43 substitution quantity of ceramic powder on chloride content in concrete

表6 自由氯离子扩散系数/(*10-6 mm2 · s-1)<br/>Tab.6 Diffusion coefficient of free chloride Ions/(*10-6mm2 · s-1)

表6 自由氯离子扩散系数/(*10-6 mm2 · s-1)
Tab.6 Diffusion coefficient of free chloride Ions/(*10-6mm2 · s-1)

图8 不同水胶比下浸泡时间与Df的关系柱状图<br/>Fig.8 Histogram of relation between water binder ratio and Df under different soaking times

图8 不同水胶比下浸泡时间与Df的关系柱状图
Fig.8 Histogram of relation between water binder ratio and Df under different soaking times

图9 陶瓷粉取代量和Df关系曲线<br/>Fig.9 Relationship between the substitution quantity of ceramic rowder and Df

图9 陶瓷粉取代量和Df关系曲线
Fig.9 Relationship between the substitution quantity of ceramic rowder and Df

图10 浸泡时间和Df的关系柱状图<br/>Fig.10 Histogram of relation soaking times and Df

图10 浸泡时间和Df的关系柱状图
Fig.10 Histogram of relation soaking times and Df

图11 普通混凝土与取代量为10%的陶瓷粉混凝土的SEM图<br/>Fig.11 SEM images of ordinary concrete and ceramic powder concrete with a replacement amount of 10%

图11 普通混凝土与取代量为10%的陶瓷粉混凝土的SEM图
Fig.11 SEM images of ordinary concrete and ceramic powder concrete with a replacement amount of 10%

图12 普通混凝土和取代量为20%的陶瓷粉混凝土的XRD对比图<br/>Fig.12 XRD spectrum of ordinary concrete and replacement amount of 20% ceramic powder concrete

图12 普通混凝土和取代量为20%的陶瓷粉混凝土的XRD对比图
Fig.12 XRD spectrum of ordinary concrete and replacement amount of 20% ceramic powder concrete

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期刊信息

西安建筑科技大学学报(自然科学版)
（1957年创刊双月刊）

主管单位：陕西省教育厅

主办单位：西安建筑科技大学

主　　编：刘加平（院士）

副主编：史庆轩（常务）张引科张小龙

国内刊号：CN61-1295/TU

I S S N：1006-7930

地　　址：西安市雁塔路中段13号

国内发行：西安建筑科技大学学报编辑部

国外发行：中国出版对外贸易总公司

编辑出版：西安建筑科技大学学报编辑部

备注

引言

1 试验材料及方法

2 试验结果分析

3 氯离子扩散系数

4 氯离子侵蚀微观机理分析

5 结论

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