再生骨料混凝土抗氯离子侵蚀的多相数值研究

发布时间：2021-08-22 09:40

　　为定量分析再生骨料混凝土各组成相对其抗氯离子侵蚀性能的影响,研究建立可实现任意体积分数再生粗骨料随机分布的再生混凝土五相细微观数值模型,包括新砂浆、新界面过渡区、旧砂浆、旧界面过渡区和核心区原始天然骨料。根据各相氯离子扩散性能和几何性质的不同,探究再生粗骨料体积分数、旧砂浆附着率及新、旧界面过渡区厚度等关键几何参数对再生混凝土抗氯离子侵蚀性能及离子时空分布的影响。结果表明:作为再生骨料混凝土的重要组成部分,附着旧砂浆和核心区天然骨料的性质与含量对其抗氯离子侵蚀性能起着相互博弈的效应,导致再生骨料混凝土有效氯离子扩散系数随着骨料体积分数的增大而产生明显波动,尤其是当旧砂浆附着率较小时,此现象尤为明显;当骨料体积分数一定时,再生骨料混凝土氯离子扩散性能随着旧砂浆附着率的增大而增强,且增幅随着骨料体积分数的增大而增大;再生骨料混凝土抗氯离子侵蚀性能与新、旧界面过渡区的厚度呈负相关关系。 

【文章来源】：硅酸盐通报. 2020,39(08)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

五相再生骨料混凝土几何示意图

图1 五相再生骨料混凝土几何示意图参数化分析中,粗骨料的体积分数(V)取值分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%和70%。旧砂浆附着率(R)是指旧砂浆层附着厚度与整颗骨料半径的比值,取值分别为0.1、0.2、0.3和0.4,相较于实际情况,含量略为偏大。值得注意的是,受破碎加工工艺等影响,再生粗骨料表面的旧砂浆含量与分布各不相同。为便于量化附着旧砂浆的含量及其对氯离子扩散的影响,本文将其简化为一层均匀分布在核心区天然骨料表面的老旧砂浆。界面过渡区的厚度(TITZ)可由文献[13,16,20-22]统计得到,结果主要分布在5～60 μm范围内。本文设定新界面过渡区(Tnew,ITZ)和旧界面过渡区(Told,ITZ)的厚度相同,且取值均为20 μm、40 μm和60 μm。

本文所采取的计算指标为标准化氯离子扩散系数,即混凝土的有效氯离子扩散系数(DRAC)与新砂浆氯离子扩散系数的比值[19],此外也将对氯离子在不同模型中的扩散深度与时空分布进行多维度评价。为进一步验证数值模型的可靠性,将数值计算结果与覃荷瑛[31]的试验结果进行对比验证。根据该实验提供的参数,试件为半径和高均为50 mm的圆柱体(剖面与本文数值模型尺寸相同),骨料体积分数在10%～50%之间,试验测得界面过渡区厚度为50 μm,新砂浆中氯离子扩散系数为12×10-12 m2/s。基于前述试验参数,本文进行相应数值计算。验证前需将其试验结果转化为标准化氯离子扩散系数,验证结果如图3所示,数值计算结果与试验数据比较吻合,比对结果较为理想。2 参数化分析结果与讨论

【参考文献】：
期刊论文
[1]冻融循环下混凝土中氯离子传输研究进展[J]. 姜文镪,刘清风.  硅酸盐学报. 2020(02)
[2]基于多离子传输的混凝土细微观尺度多相数值模拟[J]. 刘清风.  硅酸盐学报. 2018(08)
[3]再生骨料混凝土抗氯离子渗透性能研究进展[J]. 潘艺倩,梁超锋,何智海,罗帅,杨金城.  硅酸盐通报. 2018(02)
[4]再生混凝土耐久性影响因素分析[J]. 蒙秋江,应敬伟.  山西建筑. 2015(16)
[5]考虑再生粗骨料随机分布的混凝土氯离子扩散细观数值模拟[J]. 肖建庄,卢登,马志鸣.  东南大学学报(自然科学版). 2014(06)
[6]再生骨料影响混凝土渗透性的数值模拟[J]. 周春圣,李克非.  工程力学. 2012(12)
[7]不同强度混凝土制造的再生骨料对高性能混凝土力学性能的影响(英文)[J]. 寇世聪,潘智生.  硅酸盐学报. 2012(01)
[8]不同强度砂浆界面过渡区对再生骨料混凝土性能的影响[J]. 崔正龙,路沙沙,汪振双.  硅酸盐通报. 2011(03)
[9]再生混凝土耐久性能研究[J]. 肖建庄,雷斌.  混凝土. 2008(05)
[10]高性能再生骨料混凝土的性能与微结构[J]. 刘数华,阎培渝.  硅酸盐学报. 2007(04)

博士论文
[1]再生混凝土氯离子渗透性试验研究及细观数值模拟[D]. 覃荷瑛.广西大学 2012

硕士论文
[1]中国建筑垃圾资源化利用的现状研究及建议[D]. 左亚.北京建筑大学 2015



本文编号：3357501