不同水灰比和再生粗骨料体积分数下再生混凝土氯离子扩散行为及模型修正研究

杨明; 陈阳丽; 王远达; 张鸿儒; 张静波

doi:10.3724/j.gyjz.G23092618

不同水灰比和再生粗骨料体积分数下再生混凝土氯离子扩散行为及模型修正研究

doi: 10.3724/j.gyjz.G23092618

1. 中交第二公路勘察设计研究院有限公司, 武汉 430056;
2. 福州大学土木工程学院, 福州 350108;
3. 中国地质大学(武汉), 武汉 430070

基金项目:

国家自然科学基金面上项目（52178121）；中交集团重大科技研发项目（2022-ZJKJ-14）；广东省省级科技计划项目（2021B1111610002）。

详细信息

作者简介:
杨明，工学硕士，高级工程师，主要从事公路新技术新材料研究，webd@vip.qq.com。

通讯作者:
张鸿儒，副研究员，主要从事混凝土结构耐久性、再生骨料混凝土改性技术、以及混凝土多尺度性能劣化等研究，hrzh@fzu.edu.cn。

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出版历程
- 收稿日期: 2023-09-26
- 网络出版日期: 2025-06-07
- 刊出日期: 2025-03-20

Research on the Chloride Ion Diffusion Behavior and Modified Diffusion Model of Recycled Concrete with Varying Water-Cement Ratios and Recycled Coarse Aggregate Volume Fractions

1. CCCC Second Highway Consultants Co., Ltd., Wuhan 430056, China;
2. College of Civil Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China;
3. China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan 430070, China

摘要

摘要: 利用再生骨料制备再生骨料混凝土（RAC）是对建筑固废再利用的主要途径之一，相比天然混凝土（NAC），RAC的抗Cl^-侵蚀性能更差。通过测定不同水灰比（w/c）及再生骨料体积分数（V_RCA）下RAC在Cl^-一维扩散下的Cl^-浓度分布，采用Fick’s第二定律拟合获得RAC的Cl^-扩散系数，分别建立考虑w/c及V_RCA影响的Cl^-扩散系数时变模型并对Cl^-浓度分布模型进行修正，利用显微硬度测试分析w/c和V_RCA对RAC中各细观材料相的微观力学性能、界面过渡区厚度及其体积占比的影响。结果表明：RAC的Cl^-扩散系数随w/c增大而增大，w/c增大使骨料周围水膜增厚，导致界面过渡区ITZ₁以及ITZ₃的厚度增大，界面过渡区对Cl^-传输的增强效应更显著；当V_RCA增大时，老骨料体积占比增大，稀释效应和曲折效应的增强相比界面过渡区效应增强更明显，故Cl^-扩散系数随V_RCA的增大而减小。
- 再生骨料混凝土 /
- 细观材料相 /
- 界面过渡区 /
- 氯离子扩散
Abstract: The utilization of recycled aggregate （RA） in the production of recycled aggregate concrete （RAC） is a key method for reusing construction solid waste. However， compared to natural aggregate concrete （NAC）， RAC exhibits poorer resistance to chloride ion （Cl^-） ingress. This study aimed to investigate the distribution of Cl^- in RAC under one-dimensional chloride ion diffusion， considering the influence of different water-cement ratios （w/c） and recycled aggregate volume fractions （V_RCA）. Fick’s second law was used to determine the Cl^-diffusion coefficient of RAC.The time-varying models for the chloride ion diffusion coefficient considering the effects of w/c and V_RCAwere established， and the chloride ion concentration distribution models were modified accordingly. Microhardness testing was conducted to assess the effects of w/c and V_RCA on the micro-mechanical properties of each meso-scale material phase， the thickness of the interfacial transition zone （ITZ） in RAC， and volume fractions of multiple material phases in RAC. The results indicated that an increase in w/c led to an increase in the Cl^- diffusion coefficientof RAC， attributed to the thickening of the water film surrounding the aggregate， resulting in an increased thickness of ITZ₁ and ITZ₃. The enhancement effect of the interface transition zone on chloride ion transport was significant. Furthermore， as V_RCA increased， the volume fraction of old aggregate volume increased， and the dilution effect and tortuosity effect became more pronounced compared to the interface transition zone effect， leading to a decrease in the Cl^- diffusion coefficient with increasing V_RCA.
- recycled aggregate concrete /
- material phase on meso-scale /
- interfacial transition zone /
- chlorideion diffusion

HTML全文

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