再生骨料混凝土抗硫酸盐侵蚀研究综述

刘雪健

摘要

在探讨现代混凝土技术的进展中，再生骨料的利用已经成为工程领域中的一个热点问题。随着环保意识的增强和建筑废料的日益增多，如何高效且环境友好地利用这些材料，对解决骨料短缺和环境治理有重要意义。根据近年来国内外学者针对可再生骨料抗硫酸盐侵蚀问题的取得的一些重要研究成果，介绍混凝土内部因素和外部因素对再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力的影响，最后展再生骨料混凝土耐久性研究趋势。

引言

硫酸盐侵蚀是一种破坏性严重的腐蚀介质，同时还是机理最复杂、危害最大的一种环境水腐蚀。耐久性研究在我国开始时间虽短，但目前我国学者在硫酸盐腐蚀的耐久性方面也取得了较丰硕的成果。可是硫酸盐对于再生混凝土耐久性的影响规律还没有多少人研究，因此硫酸盐侵蚀研究就更是缺乏。不过再生混凝土的结构与天然混凝土是类似的，都是多种因素共同导致的硫酸盐腐蚀破坏[1]。

水灰比

文献[2][3]的试验均得出，再生混凝上的抗硫酸盐侵蚀性能略低于相同水灰比的普通混凝上。Dhi[4]的试验得出，再生粗集料的取代率小于30%时，再生混凝上抗硫酸盐侵蚀能力与天然混凝土相近，但取代率增大，使其抗硫酸盐侵蚀能力减弱。肖开涛[5]的试验通过将再生混凝土试块放在5%的Na2SO4溶液中浸泡28d得出，取代率的增大导致再生混凝上抗硫酸盐侵蚀能力减弱，再生粗集料取代率小于50%，其性能较普通混凝上降低不大;再生粗集料取代率超过50%，其性能较普通混凝上降低较大几取代率为100%约降低18.5%。安新正等[6]通过不同浓度的Na2SO4溶液-干湿循环侵蚀得出膨胀率最大，体积稳定性最差。易超[7]将取代率为50%再生混凝土试块在5%的硫酸钠溶液中浸泡28天，得出再生混凝土抗压强度损失率和劈裂抗拉强度损失率分别高出天然混凝土10.1%和3.7%。谢本怡[8]通过干湿循环试验研究表明，随着水灰比的增加抗压耐蚀系数和质量损失率逐渐变小；再生混凝土抗硫酸盐侵蚀能力随取代率的增大而减弱，而取代率小于30%时，抗压强度损失不明显。文献[9]表明，取代率小于30%时，再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力与天然混凝土相近，随着取代率的增大，再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力减弱，但差别不是特别明显。

溶液温度和PH

Santhanam 等[11]将侵蚀过程分为两阶段，证实了高温对硫酸盐的侵蚀有促进作用，混凝土试件在硫酸钠溶液中，升高温度在阶段Ⅱ中温度对膨胀速率影响并不大，但却能显著缩短阶段Ⅰ的时间。混凝土在60℃下浸烘循环，混凝土强度普遍低于浸泡下的强度。温度较高的溶液反应速度较快，反应物形成的时间大大缩短，提升溶液温度虽然能加速侵蚀过程，但是只有当石灰溶液达到一定质量分数时，硫酸盐侵蚀试验中各种侵蚀产物才能稳定存在。

Nishibayashi 和Yamura[12]对再生骨料混凝土抗硫酸盐侵蚀进行了一些初步探索，试验采用浓度为20%的硫酸钠和硫酸镁为溶液，将尺寸100mm×100mm×400mm 的棱柱体试块进行了60次循环，试验结果表明再生骨料混凝土的抗硫酸盐侵蚀性较相同配合比的普通混凝土略差，而不同溶液的影响相对较小。

结论

国内外研究人员取得了很多突出成果，但仍存在一些问题需要进一步完善和解决，可从以下几个方面开展未来的研究工作：

(1)目前对再生混凝土的研究多为单一因素的侵蚀研究，对于多种离子的复杂侵蚀仍需继续研究

（2）再生混凝土使用破碎过的废弃骨料取代天然骨料而得来，虽然只是改变了骨料，但硫酸盐侵蚀中的传输机理较之天然混凝土更为复杂，再生混凝土中存在新砂浆界面、旧砂浆界面以及新旧砂浆界面。因此，可以在天然骨料混凝土损伤模型研究基础上，进一步研究再生混凝土侵蚀损伤机理。

参考文献

[1]. 张晓华. 辅助性材料修复的再生粗骨料混凝土物理力学性能研究[D].宁夏大学,2015.

[2]. Dhir R K. Limbachiya M C suitability of recycled aggreate for use in BS 5328 designated mixes[C]. Proceedings of the Institution of Civil Engineers, 1999, 134(3):257-274.

[3]. Mandal S, Chakraborty S. Gupta ASome studies on durability of recycled aggregate concrete [J]. The Indian Concrete Journal, 2002, 385.

[4]. Mandal S. Gupta A strength and durability of recycled aggregate concrete [J]. IABSE Symposium Melbourne, 2002:1-8.

[5]. 肖开涛. 再生混凝土的性能及其改性研究[D]. 武汉:武汉理工大学,2004.

[6]. 安新正,易成,赵长彪,张结太. 硫酸盐环境下再生混凝土的损伤演化研究[J].河北工程大学学报(自然科学版),2012,29(02):1-6.

[7].易超. 建筑垃圾资源化制备再生骨料混凝土的研究[D].广州:暨南大学,2014.

[8].谢本怡. 再生骨料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究[D].武汉:华中科技大学,2014.

[9].German committee for Reinforced Concrete: Guideline “Concrete with Recycled Aggregates”. Draft Status: July, 1998.

[10].Santhanam M Cohen, M D Olek. Modeling the effects of solutiontempurature and concentration during sulfate attack on cement mortars. Cement and Concrete research,2002, 32(4): 585-592

[11].Nishibayashi S and Yamura K. Mechanical properties and durability of concrete from  recycled coarse aggregate prepared by crushing concrete. Tokyo, Japan: Proceedings  of the Second International RILEM Symposium on Demolition and Reuse of  Concrete and Masonry, 1988. 652-659