Плотность, водопоглощение и пористость
Водопоглощение и пористость являются важными показателями прочности затвердевшего бетона. Сокращение водопоглощения и пористости может значительно повысить долгосрочную эффективность и срок службы бетона в агрессивных средах службы. Снижение пористости также приносит пользу на сжатие и изгиб бетона, как основного обратная зависимость между пористостью и прочности твердых тел. В таблице 8 показаны результаты насыпной плотности (сухой), объемной плотности (после погружения) и объем пустот результаты тестирования закаленного бетонов и без измельченных отходов стекла при 56-дневном возрасте. Частичная замена цемента с фрезерованными отходов стекла наблюдается производить увеличение насыпной плотности (сухой) и насыпной плотности (после погружения) бетона. Это может быть связано с преобразованием CH-С-S-H по пуццоланового реакции измельченных отходов стекла в бетон, отметив, что удельный вес полученного C-S-H (который падает на Нижний конец диапазона 2.3-2.6) несколько выше, чем у CH (2,24) [22]. Кроме того, заполнение эффект очень маленький измельченный тратить частицы стекла приводит к улучшению упаковки частиц, в результате чего
В плотной и, следовательно, менее проницаемыми microstrcuture. Водопоглощение бетона наблюдается быть значительно уменьшены с введением измельченных отходов стекла в качестве частичной замены цемента в как низкого, так и высокого Вт / см соотношения смеси. Использование измельченных отходов стекла, частичной замены цемента также приводит к снижению объема пустот в бетоне. Статистический анализ показал значительное влияние измельченных отходов стекла в сторону уменьшения водопоглощения и сокращение объемов пустот. Следует отметить, что пустоту содержания тест, используемый здесь, измеряет объемы непрерывных и прерывных поры в бетоне. В отличие от непрерывных поры, наличие разрывных пор в гидратированный цемент
|
|
|
Паста не влияет на поглощение воды и, следовательно, долговечность бетона. Такие поры, однако, приводит к снижению прочности бетона.
Сорбция
Проникновения влаги в пористых материалов является одним из самых
общие физические явления, встречающиеся в повседневной жизни. это
Явление представляет большой интерес во многих областях науки.большой
Сделка фундаментальных работ по потоку воды в ненасыщенных пористых материалов была проведена в области физики почвы [23-26].
Из трех режимах: (I) капиллярной поглощения (сорбции), (II) диффузии, и (III) проникновение [27-31], сорбция является наиболее важным способом переноса влаги в бетоне в связи с тем, что через свой конкретный срок службы в основном ненасыщенные.Концепция сорбционная / сорбция впервые был введен Philips [32]
|
|
|
1957 года в контексте гидрологии и физики почвы, который определил сорбционная как наиболее важный количества регулирующих ненасыщенный поток в пористой среде. В современных условиях, сорбция была определена как поглощение воды капиллярные поры, и
его транспортировки по капиллярного действия [33,34]. Капиллярности, о которых говорится
Действие жидкости в тонких трубок [23], является основой для сорбции в пористых материалов.
Старые привязанности раствора (с сильным присутствием старого ИТЗ)
играет важную роль в увеличении поглощения влаги мощность переработанной бетон. Улучшения в цепляясь (остаточной) раствор составляющей совокупных переработанных (в том числе старые ИТЗ) может привести важные достижения в влагостойкость и, таким образом, стабильность размеров и прочность переработанного бетона. Ребристый отходов стекла может иметь особенно благотворное влияние на микроструктуру переработанных бетон. Это связано с сильным присутствием старого
ITZ в цемент гидратов цепляясь за переработанные агрегаты, которые
очень пористая и включает в себя относительно большой концентрацией
|
|
|
гидроксид кальция. Эти условия обеспечивают выраженный пуццоланового реакции измельченных отходов стекла, что дает положительный эффект
по уточнению капиллярные поры. Важные достижения в структуре
и производительности цепляясь раствора в переработанных агрегатов
Таким образом, можно ожидать, что является ключом к улучшению переработанных совокупные качества для использования в новом бетоне.
Сорбция испытания проводились в соответствии с ASTM C 1585-04 [35]. Образцы были подвергнуты два различных метода кондиционирования, называют печи сушки и воздушной сушки. В духовке сушки, диск образцы сушат в духовке при температуре 50 ° С до постоянной массы было достигнуто. Это требуется в среднем 23 дней (разное время для низких и высоких Вт / см смеси) непрерывной сушки печи.
В воздушной сушки, образцы сушат в лабораторных условиях при 20 ° С и 28% относительной влажности в течение среднего срока от 7 месяцев до постоянной массы было достигнуто. Образцы были опечатаны по бокам и сверху с эпоксидным для производства одномерной сорбции во время теста.
Каждый микс дизайна было три образца репликации. Рис. 8 показан вид некоторые из теста сорбции образцов внутри испытательной установки.
|
|
|
Печь высушенные образцы
Рис. 9 показывает, I (сорбции на единицу площади за единицу плотности воды) в зависимости от времени ½ участки, которые находятся здесь, называется сорбцией Сюжет высушенную в печи, низкое Вт / см смесей соотношение бетона. Рис. 10 показывает Соответствующий график сорбции высокой Вт / см отношение, высушенную в печи образцов. Как видно на этих участках, частичной замены цемента с фрезерованными отходов стекла приводит к значительному снижению сорбции воды из бетона производится с переработанных агрегатов. Рис. 11 и 12 показывает совокупное сорбции бетонных смесей после 8 дней непрерывного воздействия воды, для низких и высоких Вт / см соотношения смесей, соответственно. Анализ показал статистически значимого эффекта стекла в сторону уменьшения совокупного сорбции переработанных совокупности бетонных смесей. Бетонные смеси на обоих уровнях ш / см отношение показали значительно более низкую частоту и кумулятивные сорбции по сравнению с соответствующим смесей управления.
Снижение скорости поглощения и кумулятивные сорбции переработанные заполнителя бетона в результате частичной замены цемента с фрезерованными отходов стекла может быть связано с наличием более CH на старом ITZ переработанных совокупности пройти пуццоланового реакции, производя больше C-S-H и, следовательно, большей пор
Уточнение эффектов.Формирование более плотной и менее проницаемыми microstrcuture (см. раздел 3.4), может быть еще одной причиной значительного Сокращение скорость сорбции и кумулятивные сорбции.
Сушат на воздухе образцов
Результаты испытаний сорбции на воздушно-сухих образцов низкого и высокого Вт / см бетонных смесей приведены на рис. 13 и 14, соответственно. Результаты испытания воздушно-сухих образцов наблюдаются подобные тенденции, что и на высушенную в печи образцы, то есть, бетонные смеси с молотыми отходов стекла в качестве частичной замены цемента показал значительное снижение темпов поглощения и кумулятивные сорбции воды по сравнению с аналогичными смесями без измельченных отходов стекла.
Хлорид проницаемости
В этом тесте образцы зажатой между NaOH (гидроксида натрия) и NaCl (хлорид натрия) решения (рис. 15). Движущей силой для проникновения ионов хлора было в 60-V потенциал, приложенный между противоположными поверхностями конкретного экземпляра диска. Проводимости насыщенных образцов была измерена путем мониторинга электропроводности (кулон прошло) за 6-ч тестовый период, с полным зарядом прошло в конце теста записаны в качестве основного результата теста.
Рис. 16 показаны быстрые хлорида проницаемость результаты теста (заряд прошел через образцов) для конкретных материалов низкой Вт / см соотношении с и без измельченных отходов стекла в качестве частичной замены цемента. Рис. 17 показан соответствующий хлорид проницаемость результаты испытаний для конкретных материалов высокого Вт / см с соотношением и с фрезерованными отходов стекла в качестве частичной замены цемента.
В случае низкого и высокого Вт / см Материалы соотношение бетона, включение измельченных отходов стекла повышает сопротивление бетона для проникновения хлоридов, количество кулонов проходили через конкретные образцы, содержащие измельченных отходов стекла, таким образом, значительно сокращается. Статистический анализ подтвердил существенное влияние измельченных отходов стекла на пути к расширению конкретных устойчивость к проникновению хлоридов. В соответствии с ASTM C 1202, если число кулонов прошло лежит между 2000 и 4000, хлорид проницаемость бетона считается низким, и это считается очень низкой для диапазона 100-1000. Все низким Вт / см отношение конкретных материалов (за исключением переработанных бетон), при условии низкого уровня проницаемости хлоридов. Переработанных бетон смеси, содержащей измельченный отходов стекла было число кулонов прошло чуть более 2000. Тем не менее, включение фрезерованные отходов стекла привело к 54% снижению количества кулонов прошли через конкретные образцы, содержащие 100% переработанного совокупности по сравнению с соответствующим конкретных образцов без измельченных отходов стекла. Аналогичное сокращение заряд прошел через других переработанных бетон смесь, содержащая 50% переработанного совокупности составил 56%. Бетонные смеси с высокой Вт / см соотношения следуют тенденции низкой смесей Вт / см, где 46% и 53% сокращение числа кулоны прошло наблюдается в бетонные смеси со 100% до 50% переработанного бетон, соответственно, в результате о включении измельченных отходов стекла.
Повышенную устойчивость к проникновению хлоридов ионной (число кулонов прошло), по оценкам, вызванные пор изысканность и блокирования пор и заполнения последствия измельченных отходов реакций стекла пуццоланового, отметив, что ток через бетон является функцией пор проводимости жидкости. Высокая устойчивость к проникновению хлоридов ионной предлагают конкретные материалы, включающие измельченных отходов стекла в качестве частичной замены цемента делает их идеальным выбором для строительства палубы моста, тротуаров и парковок, которые часто подвергаются воздействию вредных эффектов антиобледенитель рейки.
Морозостойкость
Замораживания-оттаивания результаты испытаний были проведены на высоком Вт / см отношение бетонных смесей с и без измельченных отходов стекла. В соответствии с положениями ASTM C 666 (процедура B), после 42 дней лечения, три образца от каждой смесь подвергали до 310 циклов замораживания-оттаивания. Образцы были заморожены в воздухе и талых вод в соответствии с требованием Положения о порядке B. Рис. 18 показан сюжет времени от температуры для замораживания-оттаивания в котором образцы подвергаются внутри замораживания-оттаивания камеры. Образцы взвешивали до начала испытания, и изменения веса под циклов замораживания-оттаивания был записан в конце теста. Остаточная прочность на изгиб возраста образцов измерялась также при заключении испытания в соответствии с положениями ASTM C 78. Увеличение веса за счет поглощения воды является показателем степени износа бетона из-за растрескивания под циклов замораживания-оттаивания. Таблица 9 показывает, записанного значения веса для конкретных материалов (высокая Вт / см соотношении) с и без измельченных отходов стекла. Существует 29% снижение кумулятивного увеличения веса после 310 циклов замораживания-оттаивания в переработанных бетон
(Для сравнения совокупной прибыли вес M9 и M10) в результате введения измельченных отходов стекла. Соответствующее капель в накопленная прибыль вес для M8 смеси составила 23%. Таблица 10 показывает, ущерб значения индекса конкретных материалов с и без измельченных отходов. Значение индекса повреждения '1 'соответствует очень небольшое повреждение, в то время как значение '5' представляет собой худший ущерб, причиненный в связи с циклов замораживания-оттаивания. Значение индекса ущерб был назначен на каждой бетонной смеси в зависимости от степени визуально наблюдаемых поверхностных повреждений (трещин, отслаивание поверхности, совокупный поп-аутов и угловых сколов), а совокупное увеличение веса в конце из 310 циклов замораживания-оттаивания.
Рис. 19 показывает прочность на изгиб результаты тестирования престарелых и unaged бетонных смесей с и без измельченных отходов стекла. Введение измельченных отходов стекла наблюдается производить значительное увеличение остаточной прочности на изгиб (в возрасте прочность на изгиб) конкретные материалы, с разными пропорциями переработанных совокупности. Статистический анализ результатов испытаний показал, что различия в изгиб старых образцов с и без измельченных отходов стекла были значительными в пользу конкретных материалов, включающих измельченных отходов стекла. Превосходные морозостойкость бетонных смесей включения измельченных отходов стекла возможный эффект улучшения микроструктуры в результате реакции пуццоланового измельченных отходов стекла. Благотворное влияние поры уточнения размеров и поры разрыва, связанные с такими реакциями повысить морозостойкость бетона.
Щелочно-кремнезема реакции
Некоторые из ранее исследователи сообщали о возникновении щелочно-кремнезема реакции (ASR) в бетоне между сильно щелочной раствор поры цементного камня и стекла [13,19,36-40]. Однако в большинстве случаев стекла был использован в качестве замены для мелкого заполнителя с грубыми размер частиц [13,36,39,41,42]. При использовании стекла, ключевым фактором является мельница в прах размер выставить его высших поверхности выше, чтобы вызвать своевременное появление пуццоланового реакции. Рис. 20 показывает результаты теста ASR осуществляется на низком соотношении Вт / см смесей. Призматические образцы были испытаны в соответствии с предоставлением ASTM C 1260 по старению их в раствор гидроксида натрия (NaOH) раствором при 80 ° С (176 ° F) непрерывно в течение 28 дней с прерывистым показания изменения длины баров, отбираемых в ходе испытания. Эти эксперименты были продлены на 28 дней (превышение стандартного тестового периода) в целях изучения ASR-связанные с нею разложения в течение длительного периода времени. В соответствии с ASTM C 1260, ASR связанные с нею разложения менее 0,10% на 16 дней после заливки свидетельствует о безобидным поведением, а между 0,10% и 0,20% в том же возрасте являются ориентировочными, так безобидно и вредное поведение в области производительности и расширения больше, чем 0,20% при 16-дневном возрасте свидетельствует о потенциально вредных расширения. Хотя все бетонных смесей показал, расширения ниже 0,1% на 16 дней конкретном возрасте, содержащих измельченных отходов свое стекла имели значительно более низкий совокупный расширения на 28 дней возраста бетона. По сравнению с соответствующим переработанные заполнителя бетона смесей без измельченных отходов стекла, следует отметить, что наличие измельченных отходов стекла действует, чтобы подавить ASR связанных расширения. Этот положительный эффект измельченных отходов стекла наблюдается также в более ранних исследователей, которые изучали использование измельченных отходов стекла в обычный бетон [14]. Считается, что мелкие частицы измельченного отходов стекла изменить кинетики химических реакций в пользу пуццоланового реакции и использовать щелочей в поровом растворе к пуццоланового реакции до образования вредных гель ASR.
Выводы
Использование измельченных отходов стекла в качестве частичной замены цемента, по оценкам эффективно преодолеть ограничения переработанных совокупности (чем выше поглощение воды и слабых растворов цепляясь / паста) открывает путь для ее широкого использования в целях производства переработанных бетон.
Когда стекло используется в мелкий размер частиц (? 13 лм) в качестве частичной замены цемента в бетоне, по оценкам пройти пуццоланового реакция, которая приводит к повышению microstrcuture переработанных бетон за счет улучшения качества остатки раствора / вставить прикреплен к поверхности переработанных совокупности, которые впоследствии образуют интерфейс между переработанной совокупности и новый раствор в переработанной бетон.
Эффект заполнения суб-микронных размеров измельченных частиц стекла, как ожидается, приведет к улучшению упаковки частиц, образуя плотную и, следовательно, менее проницаемыми микроструктуры переработанных бетон.
Использование измельченных отходов стекла в качестве частичной замены цемента в переработанной совокупности конкретных результатов в повышенной прочности характеристик, таких как сорбция, хлорид проницаемость и морозостойкость за счет улучшения характеристик системы поры, заполняя эффект частиц стекла, а также преобразования в CH C-S-H предлагается в Старом раствора / цементное тесто прикреплен к поверхности переработанных совокупности.
Значительное увеличение в более позднем возрасте прочность достигается за счет формирование более плотной и менее проницаемой микроструктура
Ожидается, что результатом заполнения влияние субмикронных размеров частицы стекла. Улучшение силы в 56 дней предоставляет косвенные меры пуццоланового деятельности измельченных отходов стекла.
Фрезерный отходов стекла в субмикронных размеров частиц является ключом к выгоду от его пуццоланового реакции. Высокая площадь поверхности измельченных отходов стекла изменяет кинетики химических реакций по отношению к полезной пуццоланового реакцию использования имеющихся щелочи перед производством потенциальных гель ASR.
Благодарности
Часть этих исследований была организована Отделения физических завод Университет штата Мичиган, их финансовая помощь очень признали. Личные интересы г-н Боб Ellerhorst, директор Отделения физических растений и материально-техническую поддержку городского Горно USA LLC, к счастью, признали также.
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 100; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!