低碱再生骨料植生混凝土吸返水特性表征模型研究

为进一步提升低碱再生骨料植生混凝土在海绵城市各使用场景中设计与运营规划的合理性,通过压汞试验测定了天然骨料、再生混凝土骨料、再生红砖骨料的孔径分布,利用三种类型骨料配制低碱植生混凝土并分别测量其在吸水与返水状态下的吸水率-时间曲线和含水率-时间曲线,建立了低碱再生骨料植生混凝土吸返水特性的表征模型,并结合Pearson相关性系数揭示了植生混凝土吸返水特性的微观机理。结果表明:幂函数与双指数函数可较为精确地拟合各类型植生混凝土的吸水率-时间曲线(拟合优度R 2不小于0.95)和含水率-时间曲线(拟合优度R 2不小于0.99),其中幂函数吸水模型包括初始吸水系数与增量吸水系数两个参量,双指数返水模型包括初始含水系数、初始返水系数以及残余含水系数三个参量;骨料类型显著影响低碱植生混凝土的吸返水特性,这种差异主要来自骨料本身的孔隙结构,骨料100 nm以上孔隙越多,植生混凝土的初期吸水速率越大,饱和吸水率越高,持续返水能力越强,骨料100 nm以下的孔越多,返水后的残余含水率越高。此外,由于100 nm以下的孔可通过毛细作用持续吸水,而部分孔隙结构存在小孔(孔径100 nm以下)与大孔(孔径100 nm以上)串联的情况,形成了毛细孔吸水、大孔储水的虹吸结构,故植生混凝土的持续吸水能力与100 nm以上及100 nm以下的孔均有显著关系。

轻骨料吸水返水特性及其对轻骨料混凝土抗裂性能的影响

采用U型管微压测定装置测定页岩陶粒的吸水返水过程,采用带隔板环形约束收缩装置测定轻骨料混凝土的抗裂性能。研究表明:未预湿页岩陶粒在陶粒混凝土中的吸水返水过程分为3个阶段:吸水、吸水返水、返水。陶粒混凝土在龄期10d左右在隔板处突然出现贯通性裂缝,而普通混凝土内部微裂缝在龄期10d后逐渐发展;28d龄期时,陶粒混凝土的裂缝宽度比普通混凝土的大。

再生废砖骨料的吸水返水特性研究

采用U型管微压测定装置,结合毛细管负压测试,研究了不同预湿程度的再生废砖骨料在不同水灰比净浆中的吸水返水特性。研究结果表明,再生骨料接触水泥浆体后开始吸水,随着水泥水化反应的进行,水分不断消耗,浆体毛细管不断细化,孔内负压增大,骨料开始返水,当毛细管负压达到峰值后,骨料返水速度变慢,直至达到新的平衡时返水结束;再生骨料的吸水返水特性和骨料预湿程度及浆体水灰比相关,骨料在预湿状态及水灰比低的条件下,吸水能力较弱,返水能力较强。

陶粒在早期混凝土中的吸水返水特性研究

采用U型管微压测定装置,研究了不同类型、不同预湿程度和不同掺量的陶粒在总水灰比相同,1 d龄期混凝土中的吸水返水变化规律.研究结果表明,陶粒吸水返水过程与陶粒类型、预湿程度密切相关,受陶粒掺量的影响很小;当陶粒类型相同时,预湿程度越高,陶粒在混凝土中的吸水能力越弱;当预湿程度相同时,对于无预湿陶粒,吸水率大的陶粒吸水能力较强;对于有预湿陶粒(1 h或24 h),吸水率大的陶粒吸水能力较弱.

陶粒预湿程度对轻骨料混凝土拉伸徐变的影响

采用U型管微压测定装置测定不同预湿程度陶粒在轻骨料混凝土中的吸水返水过程,采用扫描电子显微镜(SEM)观察轻骨料混凝土界面结构形貌,采用新型环形约束收缩装置研究了部分约束条件下轻骨料混凝土的拉伸徐变特性.结果表明:随着陶粒预湿程度的提高,陶粒在轻骨料混凝土中的吸水能力下降,返水能力提高,陶粒与水泥石界面结合程度加强,轻骨料混凝土的拉伸徐变值减小.

陶粒类型对轻骨料混凝土自收缩的影响

对不同类型陶粒在陶粒混凝土中的吸水返水过程、水泥石孔径分布、陶粒混凝土的内部湿度与自收缩进行了测试。研究结果表明:陶粒经过预湿处理后,吸水率大的陶粒在陶粒混凝土中的返水能力比吸水率小的陶粒强;普通混凝土的有效水灰比和内部相对湿度最小,吸水率小的陶粒轻骨料混凝土居中,吸水率大的陶粒轻骨料混凝土最大;对于经过24h预湿处理的粗骨料,在水泥石中孔径小于50nm的累计孔径方面,吸水率大的陶粒轻骨料混凝土最小,吸水率小的陶粒轻骨料混凝土居中,普通混凝土最大;混凝土自收缩是有效水灰比和粗骨料约束程度共同作用的结果,吸水率大的陶粒轻骨料混凝土自收缩最小,普通混凝土的居中,吸水率小的陶粒轻骨料混凝土自收缩最大。