再生混凝土的氯离子渗透性能分析

NEL法检测混凝土抗氯离子渗透性的评价标准见表4.21。

表4.21　NEL法评价混凝土渗透性标准

1.再生混凝土抗氯离子渗透结果直观分析

从表4.20试验结果可看出：冻融前氯离子扩散系数在1×10-8～3×10-8cm2/s之间，根据表4.21的评价标准，说明这16组试件的抗渗性属于中等；经250次冻融循环试验后再生混凝土的氯离子扩散系数明显增大，个别组的氯离子扩散系数大于10×10-8cm2/s，说明再生混凝土冻融后抗氯离子渗透性显著降低，并且随着再生粗骨料掺量的增加，抗渗性降低得更快。

2.再生混凝土抗氯离子渗透结果正交分析

（1）再生混凝土抗氯离子渗透结果极差分析。根据表4.20中的试验数据，分别计算出再生混凝土冻融前后氯离子扩散系数极差，见表4.22和表4.23。极差大的因素说明它在3个水平之间变化时对所测指标造成的影响大，通常认为是重要因素。

表4.22　各因素对试验结果的极差分析

续表

注 Ki、ki分别表示第i水平每个因素的试验结果总和及平均值。

表4.23　极差分析表

由极差表4.23可以看出：影响再生混凝土冻融前氯离子扩散系数因素的主次顺序均是A＞C＞B，即再生粗骨料掺量＞引气减水剂掺量＞聚丙烯纤维掺量；经250次冻融循环试验后，影响再生混凝土冻融后氯离子扩散系数因素的主次顺序均是C＞A＞B，即引气减水剂掺量＞再生粗骨料掺量＞聚丙烯纤维掺量。引气减水剂是影响氯离子扩散系数的重要因素，再生粗骨料掺量也是影响氯离子扩散系数的主要因素。

（2）再生混凝土抗氯离子渗透结果方差分析。

现采用方差分析的方法，通过因素显著性检验判别各因素对指标的显著性影响大小，计算结果见表4.24和表4.25。

表4.24　再生混凝土氯离子扩散系数 （冻融前）方差分析表(www.xing528.com)

表4.25　再生混凝土氯离子扩散系数 （250次冻融试验后）方差分析表

从表4.24可看出：FA＞F0.01，FB＜F0.1，FC＞F0.01。

各因素影响冻融前氯离子扩散系数的主次顺序为：再生粗骨料掺量＞引气减水剂掺量＞聚丙烯纤维掺量，这与直观极差分析结果完全一致。再生粗骨料掺量和引气减水剂掺量对冻融前氯离子扩散系数影响特别显著，聚丙烯纤维掺量对冻融前氯离子扩散系数无显著影响。

从表4.25可看出：FA＞F0.01，F0.1＜FB＜F0.05，FC＞F0.01。

各因素影响相对动弹模的主次顺序为：引气减水剂掺量＞再生粗骨料掺量＞聚丙烯纤维掺量，这与直观极差分析结果完全一致。引气减水剂掺量和再生粗骨料掺量对250次冻融后氯离子扩散系数影响特别显著，聚丙烯纤维掺量对250次冻融后氯离子扩散系数有一定的影响。

（3）再生混凝土抗氯离子渗透结果点图分析。

为了更直观地分析各因素水平的变化对冻融前后氯离子扩散系数的影响并推荐最佳配合比，分别绘制点图，如图4.65和图4.66所示。

图4.65　冻融前氯离子扩散系数正交分析点图

图4.66　冻融后氯离子扩散系数正交分析点图

对图4.65和图4.66进行分析，可得如下结论。

1）氯离子扩散系数随着再生粗骨料掺量的增加呈显著增加趋势，当再生粗骨料掺量为40%、70%、100%时，较再生骨料掺量为0的混凝土冻融前氯离子扩散系数分别增加34%、44%、70%；较250次冻融试验后的氯离子扩散系数分别增加34%、73%、119%。对再生粗骨料掺量为0、40%、70%、100%的氯离子扩散系数，250次冻融后较冻融前分别增大3.69倍、3.67倍、4.44倍、4.74倍。主要原因是与天然粗骨料相比，再生粗骨料不仅表面粗糙、棱角较多，且骨料表面还包裹着相当数量的水泥砂浆，再加上废弃混凝土块在解体、破碎过程中由于损伤累积，内部存在着大量微裂纹，因此，再生混凝土的孔隙率大，内部骨料—浆体界面结构更为复杂，界面数量更多。而混凝土中水泥浆体与骨料间的界面区是混凝土内部结构中最薄弱的一个环节，常常成为渗透途径，其抗渗透性必然下降。可见再生混凝土经冻融循环后，再生混凝土抗氯离子渗透性显著降低，且随着再生粗骨料掺量的增加，抗渗性降低的更多。

2）在聚丙烯纤维掺量影响下，氯离子扩散系数曲线波动很小，这说明聚丙烯纤维对再生混凝土冻融前后的氯离子扩散系数影响很小。但在聚丙烯纤维掺量为0.4%时，冻融前后的氯离子扩散系数有较小值。这是由于聚丙烯纤维具有优良的阻裂效应和强化作用，不仅可以大大减少混凝土结构原生裂缝，并能有效地阻止裂缝的引发和扩展，能够减少混凝土的收缩并提高抗渗性能。

3）再生混凝土冻融前的氯离子扩散系数随着引气减水剂掺量的增加先减小后增加，当引气减水剂掺量为0.4%时，冻融前后的氯离子扩散系数有最低值。经250次冻融后的氯离子扩散系数随引气减水剂掺量的增加显著降低，且降低幅度比较大。当引气减水剂掺量为0.2%、0.4%、0.6%时，较掺量为0时分别降低34%、66%、82%。因此可见，添加适量的引气减水剂不仅能改善混凝土的孔结构，还可以提高混凝土的密实性和抗氯离子渗透能力，但掺量不宜过大。

4）综上所述，满足再生混凝土抗氯离子渗透性最佳的 （即氯离子扩散系数最小）的正交组合为A2B2C4，即再生粗骨料掺量为40%、聚丙烯纤维掺量为0.4%、引气减水剂掺量为0.6%。