废弃粘土砖用于混凝土内养护的研究

摘要

由于水胶比较低且添加了硅灰等超细矿物掺合料，高性能混凝土的内部相对湿度在水泥水化反应早期下降较快，容易发生自干燥，导致混凝土收缩，引起开裂。传统的外部养护方法并不能完全解决混凝土的干燥收缩开裂问题，而掺入预湿处理的内养护材料可以有效从内部缓解混凝土的自干燥，降低自收缩。基于饱水轻集料内养护技术原理，发现废弃粘土砖有作为内养护材料的潜质，同时也能为废弃粘土砖的再利用提供新的方法。
　　本文测定并分析了废砖渣的基本物理性能，以废砖渣取代部分细骨料研究了掺废砖渣对混凝土的工作性能、收缩开裂性能、力学性能和耐久性能的影响，同时研究了复掺废砖渣与超吸水树脂（SAP）对混凝土内养护效果的影响，为废砖渣用作内养护材料提供一定的科学依据。本文主要研究成果如下：
　　（1）综合对废砖渣的基本物理性能、微观结构、吸水率的分析，得出废砖渣具备作为内养护材料潜质的结论。研究了废砖渣取代部分细骨料对混凝土基本性能的影响。结果表明饱水后的废砖渣掺入到混凝土中后增大了混凝土的流动性。随着废砖渣掺量的提高，水泥砂浆的自收缩和干燥收缩率逐渐降低，抗裂性能也提高。
　　（2）研究了废砖渣对混凝土抗压强度的影响。当废砖渣掺入比例不大于30％时，混凝土后期强度基本与基准混凝土相同；废砖渣掺入比例为20%时，其90d强度超过了基准混凝土。另外，废砖渣的内养护作用对低水胶比混凝土的后期强度提高更加明显，能有效促进硅灰火山灰效应的发挥。随着废砖渣粒径的减小，混凝土强度逐渐降低，且单一粒径的废砖渣混凝土强度都低于混合粒径的废砖渣混凝土强度。复掺 SAP和废砖渣能改善SAP对强度的不利影响。
　　（3）研究了废砖渣对混凝土抗碳化性能的影响。当废砖渣掺量不超过30%时，基本不影响混凝土的抗碳化能力。废砖渣对低水胶比的混凝土抗碳化性能影响更加显著，但对不同掺量硅灰混凝土影响较为一致，会使碳化深度增大3倍左右。混合粒径废砖渣混凝土的碳化深度均大于单一粒径废砖渣混凝土的碳化深度。复掺SAP和废砖渣能改善SAP对抗碳化性能的不利影响。
　　（4）当废砖渣掺量为10%时，电通量比基准混凝土降低25.3%；超过10%后，随着掺量的增加，混凝土电通量逐渐增大。水胶比越高，废砖渣对混凝土的电通量影响越小。掺入废砖渣后，硅灰比例越大，废砖渣对混凝土电通量的影响越不明显。另外，废砖渣的粒径大小对混凝土电通量影响差别不大，但混合粒径的废砖渣混凝土电通量要大于单一粒径时的情况。同时，复掺SAP和废砖渣后的混凝土电通量相比单掺SAP的混凝土反而有所增大。
　　综上述，废砖渣在不明显影响混凝土的强度和耐久性前提下，可以有效减小混凝土的早期收缩，改善抗裂性能。废弃粘土砖用作混凝土内养护材料是可行的。

目录

第一章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2国内研究及发展动态

1.3国外研究及发展动态

1.4本文的主要研究工作

第二章 试验原材料与试验方法

2.1试验原材料及其基本性能

2.2试验方法

第三章 废砖渣作为内养护材料的基本性能研究

3.1引言

3.2废砖渣的基本物理性能试验研究

3.3废砖渣对混凝土基本性能的影响

3.4本章小结

第四章 废砖渣对混凝土力学性能的影响

4.1引言

4.2不同掺量废砖渣对混凝土强度的影响

4.3不同水胶比下废砖渣对混凝土强度的影响

4.4不同矿物掺合料下废砖渣对混凝土强度的影响

4.5不同粒径废砖渣对混凝土强度的影响

4.6不同SAP掺量对混凝土强度的影响

4.7复掺SAP和废砖渣对混凝土强度的影响

4.8本章小结

第五章 废砖渣对混凝土耐久性能的影响

5.1引言

5.2不同掺量废砖渣对混凝土耐久性的影响

5.3不同水胶比下废砖渣对混凝土耐久性的影响

5.4不同矿物掺合料下废砖渣对混凝土耐久性的影响

5.5不同粒径废砖渣对混凝土耐久性的影响

5.6 SAP和废砖渣对混凝土耐久性的影响

5.7 本章小结

结论与展望

全文总结

研究展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

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致谢