Effect of calcium phosphate modification on the interfacial transition zoneof recycled aggregate and concrete
磷酸钙改性对再生骨料与混凝土界面过渡区的影响
由于大量的建筑垃圾占用了宝贵的土地并对环境造成危害,因此回收建筑固体废物是当务之急。
为了应对在混凝土中使用再生骨料 (RA) 时与性能和界面过渡区 (ITZ) 相关的挑战,开发了一种磷酸钙 (CaP) 含量低的改性配方,以提高 RA 的性能。
研究发现,当 CaP 与 RA 的质量比达到 0.001 g/g 时,预涂处理显著改善了 RA 的物理性能,导致再生骨料混凝土 (RAC) 的抗压强度与对照组相比提高了 31.52%。对 CaP 作用机制的深入分析表明,CaP 在 RA 表面形成的活性层通过 Ca 的持续释放促进了缓慢的水解-水合偶联反应2+和 PO₄3-离子。该工艺以及 C-S-H 凝胶、碳酸化产物和硫酸根离子的固相反应有效地改善了孔结构,比表面积增加了 47.36 %,裂纹宽度减少了 78.95 %。此外,改性 RA 和新硬化砂浆之间的粘结强度测试显示粘结强度提高了 30.29%,直接证明了 CaP 在增强 RAC 中 ITZ 的有效性。
随着城市化的快速发展,新城区建设对混凝土材料的需求不断增加,而旧城区的改造产生了大量的建筑拆除垃圾。天然骨料 (NA) 是混凝土的关键成分,正面临过度开采和资源短缺。
建筑物拆卸废料可经破碎及筛分加工成再造骨料 (RA),取代再生骨料混凝土 (RAC) 中的部分 NA。这有效地减少了自然资源的消耗并支持可持续发展。
RAC 中的界面过渡区 (ITZ),包括粘结砂浆和 NA、粘结砂浆和新硬化砂浆以及 NA 和新硬化砂浆之间的界面,在决定混凝土的整体强度和耐久性方面起着关键作用。
这些界面容易退化和微裂纹,从而削弱 RAC 的性能。因此,增强 ITZ 强度对于提高 RAC 的整体性能至关重要。
本研究采用预浸渍和预喷涂两种先进的处理方法,用不同浓度的 CaP 悬浮液对 RA 进行改性,以探索最佳处理条件。该研究旨在评估 CaP 改性对 RA 物理性能和 RAC 抗压强度的影响。特别关注了 CaP 如何通过化学和物理效应改善 RA 和新硬化砂浆之间的界面性能,包括提高粘结强度、致密性以及通过缓慢的水解-水化反应促进水化产物的形成。此外,
该研究探讨了 CaP 修饰过程中的关键挑战,例如处理不均匀性和长期稳定性,并提出了潜在的解决方案。主要目标是为有效利用 RA 和提高 RAC 性能提供理论基础和实践指导。