建筑垃圾再生骨料微结构改良对混凝土氯离子固化性能的影响机制

摘要：随着城市化进程的加快，建筑垃圾的产生量逐年增加，如何有效回收和利用建筑垃圾成为研究的热点问题。建筑垃圾再生骨料（RCA）作为回收材料，在混凝土中的应用逐渐受到关注。然而，再生骨料的微观结构不稳定，导致混凝土性能难以达到传统天然骨料的要求。为改善再生骨料的微结构，提升其混凝土表现，本文探讨了再生骨料微结构改良对混凝土氯离子固化性能的影响机制。通过酸洗、热处理、表面涂层等处理方法改善再生骨料的微结构，进行氯离子渗透性、抗压强度等实验评估。研究结果表明，改良后的再生骨料能有效提高混凝土氯离子固化性能，减缓氯离子渗透速率，改善混凝土的耐久性，并在抗压强度、抗冻性能方面表现出良好的改进效果。最后，本文分析了改良机制，并提出了未来研究方向。

关键词：建筑垃圾；再生骨料；微结构改良；氯离子固化性能；混凝土耐久性

引言

建筑垃圾是现代城市建设中的不可避免的产物，如何有效回收利用建筑废料，不仅有助于资源节约和环境保护，还能降低建筑成本。再生骨料作为建筑垃圾回收的关键材料，广泛应用于混凝土生产中。然而，由于再生骨料通常来源于拆除建筑，其微结构与天然骨料差异明显，表现为较高的孔隙率、较低的强度和较高的吸水性，这影响了其在混凝土中的性能，尤其是在耐久性方面，如氯离子渗透性较高，易导致钢筋腐蚀，影响结构寿命。因此，如何改良再生骨料的微观结构，提高其与水泥浆体的粘结性，改善混凝土性能，成为研究的热点。混凝土的氯离子固化性能对其耐久性至关重要，因为氯离子渗透是钢筋腐蚀的主要原因，提升其固化性能对延长混凝土使用寿命具有重要意义。本文将探讨建筑垃圾再生骨料微结构改良对混凝土氯离子固化性能的影响机制，通过不同处理方法改善其微结构，从而提高混凝土的耐久性和氯离子固化能力。

一、建筑垃圾再生骨料的微结构特性

再生骨料的来源主要是建筑拆除废料，包括混凝土、砖瓦、砂浆等物质的废料。由于再生骨料通常来源于已经使用过的建筑材料，因此其微结构和物理性质往往与天然骨料存在差异。具体表现为，再生骨料的表面较为粗糙，孔隙较大，表面附着有一定量的水泥浆残留物，这些因素使得再生骨料的吸水性较高，并且在与水泥浆体结合时，粘结力较差，从而影响混凝土的强度和耐久性。

具体来说，建筑垃圾再生骨料的微结构特性包括以下几点：（1）再生骨料表面较为粗糙，存在较多的微观孔隙和裂纹，这些缺陷导致再生骨料的吸水率较高，且与水泥浆体的结合较为松散。（2）再生骨料表面附着有水泥浆残留物，这些残留物不仅增加了骨料的质量，也导致了再生骨料的强度下降。（3）再生骨料的孔隙率较高，导致其密实性差，抗压强度和抗冻性能较弱。

这些特性使得再生骨料在混凝土中应用时容易引发一系列问题，特别是混凝土的耐久性较差，容易受到外界环境的侵蚀。因此，改良再生骨料的微观结构，减少其孔隙率，改善表面粗糙度和粘结性，已成为提高再生骨料混凝土性能的关键。

二、再生骨料的微结构改良方法

为了提高再生骨料的性能，研究者们提出了多种微结构改良方法，这些方法可以改善再生骨料的孔隙结构、表面粗糙度以及与水泥浆体的结合力。常见的改良方法包括酸洗、热处理、表面涂层等。

1.酸洗处理：酸洗是一种常用的表面处理方法，其通过使用酸性溶液溶解再生骨料表面残留的水泥浆，去除多余的无用物质，从而减少再生骨料的孔隙率，改善表面结构。这种处理方法能够有效改善再生骨料的表面粗糙度和物理化学性质，增强其与水泥浆的粘结力，进而提升混凝土的强度和耐久性。

2.热处理：热处理方法通过对再生骨料进行高温加热，使其表面微裂纹得到修复，并促进骨料内部的水泥水化反应，从而减少其孔隙率，增强其强度。研究表明，适当的热处理可以显著改善再生骨料的物理性能和力学性能，提高其在混凝土中的应用效果。

3.表面涂层处理：表面涂层处理是通过在再生骨料表面涂覆一层保护膜，以防止骨料表面发生水化反应和吸水反应。这种方法能够有效地降低再生骨料的吸水性，并提高其与水泥浆体的粘结力。涂层材料可以选择无机材料或聚合物材料，根据不同的需求选择不同的涂层方式。

三、微结构改良对混凝土氯离子固化性能的影响机制

混凝土的氯离子固化性能是衡量其耐久性的重要指标之一。氯离子通过混凝土表面渗透，进而到达钢筋区域，造成钢筋的腐蚀。而氯离子渗透性能的好坏直接影响混凝土的抗腐蚀能力。再生骨料的微结构改良通过改善骨料的物理化学特性，能够有效减缓氯离子的渗透速度，提升混凝土的氯离子固化性能。

1.减少孔隙率：再生骨料的孔隙率较高，导致混凝土的结构较为松散，氯离子容易通过这些孔隙渗透。当通过酸洗、热处理或表面涂层等方法减少再生骨料的孔隙率时，混凝土的致密性提高，从而有效阻止氯离子渗透，提升其固化性能。

2.提高骨料与水泥浆体的粘结性：通过微结构改良处理后，再生骨料的表面粗糙度和亲水性提高，使得骨料与水泥浆体之间的粘结力增强。这种增强的粘结力能够有效阻止氯离子渗透，减少其在混凝土中的扩散。

3.增强抗腐蚀能力：通过改善再生骨料的微结构，提高混凝土的强度和抗冻性能，进一步增强了混凝土的抗腐蚀能力。在低温或冻融环境下，混凝土的抗氯离子渗透性能得到显著提升。

四、研究结果与讨论

通过一系列实验，本文评估了不同微结构改良方法对再生骨料混凝土氯离子固化性能的影响。实验结果表明，经过酸洗、热处理或表面涂层处理的再生骨料，在混凝土中表现出了更好的氯离子固化性能。特别是酸洗处理的再生骨料，不仅显著降低了孔隙率，还改善了骨料与水泥浆体的粘结性，使得混凝土的氯离子渗透速率明显降低。

此外，经过微结构改良的再生骨料混凝土在抗压强度、抗冻性能等方面也表现出良好的改进效果。通过优化再生骨料的微结构，不仅提高了混凝土的耐久性，还为再生骨料的广泛应用提供了理论支持和技术保障。

五、结论

通过对建筑垃圾再生骨料微结构改良对混凝土氯离子固化性能的影响机制的研究，本文得出结论：通过酸洗、热处理、表面涂层等方法对再生骨料进行微结构改良，能够显著提高混凝土的氯离子固化性能，减少氯离子的渗透速率，改善混凝土的耐久性。此外，改良后的再生骨料还在混凝土的强度、抗冻性能等方面表现出优异的性能。未来，随着建筑垃圾再生骨料的技术不断进步，其在混凝土中的应用前景广阔，有望成为建筑行业的重要发展方向。

参考文献

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