磷渣微粉对再生混凝土性能的影响研究

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发布时间：2021-10-08

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凝土的强度、变形曲线和氯离子渗透系数．分析了磷渣微粉对再生混凝土及其内部砂浆和界面力学性能以及耐久性能的影响。再生
混凝土的试验研究结果表明：与普通混凝土相比，由于磷渣的缓凝作用使得磷渣混凝土早期强度有所下降，变形略大，但是 90d时由于磷
渣微粉的火山灰效应使得不同再生骨料掺和率的再生混凝土强度和耐久性都有很大的提高。磷渣微粉对水泥砂浆的物理力学性能提升很
大，磷渣砂浆的有效氯离子扩散系数仅为普通砂浆的 l／5。同时，再生混凝土新界面的抗拉强度试验结果也表明：磷渣微粉能够增强界面的
黏聚力。此外，还根据再生与普通混凝土界面的 SEM 形貌和能谱图，分析了磷渣改性再生混凝土的细微观机理，研究结果表明磷渣微粉能
够有效改善再生混凝土内孔隙结构和排列，消耗氢氧化钙，生成 C—S—H凝胶和钙矾石，提高材料密实性和强度。
关键词：再生混凝土；磷渣；力学性能；氯离子扩散系数；界面；细微观机理
中图分类号： TU528．041 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2011)06—0090—04
Influences of phosphorous slag as cem ent replacem ent on the perform ances of recycled aggregate concrete
WANGJun-jie，WANGHal—long
(StructureEngineeringInstitute CollegeofCivilEngineeringandArchitecture，ZhejiangUniversity，Hangzhou 310058，China)
Abstract： Toimprovetheperformance ofrecycledaggregate concrete(RAC)an dmakean effectiveuse ofindustrialwaste．superfine phospho—
rous slag (PHS)were adopted as cement replacement in this study to modify the RAC．The influences of PHS on the mechanical properties and
durability of RAC，mortar and interracial transition zone (ITZ)were discussed based on the test results of concrete strengths，stress—strain curve
and chloride diffusion coeffi cient．The experimental results showed that the PHS decreased the early strength and increased the deform ation of slag
RAC due to its retarding effect However，it improved the strength and durability ofRAC at 90 days due to the pozzolanic activity ofPHS．The PHS
enhanced the physical and m echanical properties ofm ortar，and the effective chloride diffusion coeffi cient ofm ortar containing PHS was only 1／5
of the ordinary m ortar．M ean while，the tensile strength of ITZ in RAC also illustrated that the PHS m ade a gr eat contribution to the adhesive force
of[TZ．In addition，theimprovingmieromechanism ofRACbyPHSwasinvestigatedbyenergydispersive spectrometry(EDX)and scanning elec—
tron microscope (SEM )．The microstructure and the composite analyses showed that the PHS Can modify the structure and the arrangement of
pores in concrete by consuming the calcium hydroxide．Th e generation ofC—S—H gel and ettringite enh anced the density and strength ofRAC
Key w ords： recycled aggregate concrete；phosphorous slag；m echan ical properties；chloride diffu sion coeffi cient；ITZ；m icromechanism
0 引言
2008年 5月 12日，汶川“5·12”地震，2010年 4月 14 Ft，
青海省玉树地震，强震猝然来袭，山河易位，天地失色。大部分房
屋建筑被毁，由此产生遍地的建筑垃圾，这些废弃混凝土如何
处理亟待解决。现阶段，建筑垃圾的数量已占到我国城市垃圾总
量的 30％-40％，而且绝大部分建筑垃圾未经任何处理，就被填
埋或者露天堆放，造成了严重的环境污染f1]。其中废弃混凝土是
建筑垃圾中最重要的组成部分，2003年我国废弃混凝土总量已
达 1．8亿。目前，我国房地产业欣欣向荣，混凝土生产需要大量
砂石骨料，随着天然砂石的不断开采，天然骨料资源逐渐减少。
因此生产再生混凝土，进行废物回收再利用是必然的选择。再
生骨料混凝土简称再生混凝土(RAc)，是废弃混凝土经过破碎、
清洗与分级后形成再生骨料，再生骨料部分或全部取代砂石等
天然骨料配制而成的混凝土 [3J。废弃混凝土的再生利用既可解
决废弃混凝土的处理(堆放 )问题，又可节约有限的天然资源，
其社会、经济与环境效益不言而喻。
磷渣 (PHS)是电炉法生产黄磷时所产生的一种工业废渣，
近年来，随着我国黄磷生产工业的迅速发展，磷渣的排放量也
随之增多。2002年中国的黄磷实际产量约 69万 t，磷渣排放量约
为 560～700万 t ，其中仅云南省的磷渣排放量就达 300万 t。我
国多数黄磷生产企业都是将磷渣堆积闲置，仅有少部分被用于
建筑材料如水泥以及农业中f5_。如将磷渣掺入混凝土中取代部
分水泥，会产生良好的经济与环境效益。研究表明磷渣可与水
泥熟料水化产生的氢氧化钙进行二次水化，但是磷渣本身水化
比熟料慢，因而磷渣对水泥水化有缓凝作用，使磷渣混凝土早
期强度有所下降旧，可以通过控制磷渣掺量，增大磷渣比表面积
或者掺加激发剂等来解决。由于磷渣可以吸附高效减水剂分子，