硫酸盐侵蚀环境下碱激发再生混凝土的ITZ显微硬度分析
Analysis of ITZ microhardness of alkali-activated recycled concrete under sulfate attack environment
关键词：
再生混凝土；碱激发；硫酸盐侵蚀；强度；界面过渡区（ITZ）；显微硬度
Key words：
Recycled concrete; Alkali-activated; Sulfate attack; Strength; Interface transition zone(ITZ); Microhardness
刊期：
2025年第8期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2025.08.087.04
文章编号：
基金项目：
国家自然科学基金项目（52078261）；山东省自然科学基金项目（ZR2020ME036）；山东省重大科技创新项目 （2021SFGC0201-04）；青岛市技术开发项目（20233702032242）。
作者：
梁海波1，姜迎春1，魏兆赫1，毛启松1，岳公冰2，刘 程2，*
单位：
1.青岛鑫洲环科建材有限公司，山东 青岛 266200；2.青岛农业大学 建筑工程学院， 山东 青岛 266109
摘要
摘 要：设计制备了不同强度等级（C30、C40、C50）的碱激发再生混凝土，研究了其抗硫酸侵蚀性能，并通过显微硬度试验揭示了其损伤机制。结果表明：随着干湿循环次数的增加，试件的抗压强度耐蚀系数先略微增大后减小；硫酸盐侵蚀会劣化混凝土的微观结构，导致骨料-新砂浆、新-旧砂浆界面的界面过渡区（ITZ）显微硬度降低，ITZ宽度增大；提高混凝土强度等级可在一定程度上改善混凝土的微观结构，提升抗硫酸盐侵蚀性能。
Abstract: The alkali-activated recycled concrete with different strength grades (C30, C40, C50) was designed and prepared, and its resistance to sulfate attack was studied. The damage mechanism was revealed through microhardness testing. The results show that with the increase of wet-dry cycles, the corrosion resistance coefficient of compressive strength for the specimens first slightly increases and then decreases. Sulfate attack can degrade the microstructure of concrete, leading to a decrease in microhardness of interfacial transition zone(ITZ) and an increase in ITZ width between aggregate and new mortar, and new mortar and old mortar. Improving the strength grade of concrete can enhance the microstructure and improve the resistance to sulfate attack to some extent.
结论
（1）随着干湿循环次数的增加，试件的抗压强度耐蚀系数先略微增大后减小；随着混凝土强度等级的提高，试件的抗压强度耐蚀系数增大，抗硫酸盐侵蚀性能提升。
（2）硫酸盐侵蚀会导致JC30、JC40、JC50试件中骨料-新砂浆、新-旧砂浆界面的ITZ显微硬度降低，ITZ宽度增大；随着混凝土强度等级的提高，试件中骨料-新砂浆、新-旧砂浆界面的ITZ显微硬度增大，ITZ宽度减小，抗硫酸盐侵蚀性能提升。
参考文献
[1] 李忠宝,王峰,宗元春,等.初始损伤与硫酸盐耦合作用下混凝土的力学性能演化规律研究[J].混凝土与水泥制品,2024(5):7-11,16.
[2] 王学兵,郭声波,潘志华.硫酸盐环境下水泥砂浆的腐蚀产物及孔结构研究[J].混凝土与水泥制品,2024(2):28-30,40.
[3] 兰皓翔.抗硫酸盐腐蚀剂的吸附特性及对水泥混凝土性能的影响研究[D].北京:北京建筑大学,2024.
[4] 李秋义,岳公冰,郭远新.再生混凝土性能调控与配合比设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2019.
[5] SILVA R V,DE-BRITO J,DHIR R K.Performance of cementitious renderings and masonry mortars containing recycled aggregates from construction and demolition wastes[J].Construction and Building Materials,2016,105:400-415.
[6] 丘琛辉.低碳再生混凝土的制备及性能研究[D].福州:福建工程学院,2023.
[7] 李克青,齐国强,曹芳菲,等.建筑垃圾再生骨料的特性及改性方法研究进展[J].混凝土与水泥制品,2024(11):115-120.
[8] 陈春红,俞江,刘荣桂,等.再生细骨料混凝土的性能研究进展[J].混凝土与水泥制品,2024(1):94-99.
[9] 刘成,张立力,曹鑫铖,等.固废基建筑3D打印材料的制备及性能研究[J].混凝土与水泥制品,2023(12):83-88.
[10] 宋长强.环境作用对再生混凝土多重界面微观结构的影响[D].青岛:青岛理工大学,2023.
[11] 杨斌.碱激发再生细骨料砂浆配制与基本性能研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2018.
[12] 李彦贺,贺茂军,周能源,等.等强度条件下碱激发高炉镍渣混凝土与普通硅酸盐水泥混凝土的性能对比[J].混凝土与水泥制品,2023(5):79-82.
[13] 任君,王允波,徐伟伟,等.碱激发矿粉-粉煤灰混凝土耐久性能试验研究[J].混凝土与水泥制品,2022(9):95-98.
[14] 车雪萍.基于碱激发机理的再生微粉胶凝体系流变性能、力学性能及水化机理研究[D].青岛:青岛理工大学,2023.
[15] 吴文贵.推动混凝土与水泥制品行业走绿色低碳高质量发展之路[J].中国建材,2022(10):47-49.
[16] 马昆林,刘建,申景涛,等.骨料强化方法对再生混凝土多界面过渡区微观结构的影响[J].铁道科学与工程学报,2023,20(10):3809-3819.
[17] 中华人民共和国住房和城乡建设部,国家市场监督管理总局.混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准:GB/T 50082—2024[S].北京:中国建筑工业出版社,2024.
[18] 肖前慧,郭欣怡,邱继生,等.再生骨料掺量对混凝土碳化性能的影响[J].西安科技大学学报,2023,43(5):972-979.
[19] 班顺莉.矿物掺合料对再生混凝土界面过渡区微结构影响研究[D].青岛:青岛理工大学,2023.
[20] 陈金盛,徐茂龙,张必胜,等.碱激发胶凝材料抗硫酸盐研究[J].福建建筑,2023(8):58-63.
[21] 姜磊.硫酸盐侵蚀环境下混凝土劣化规律研究[D].西安:西安建筑科技大学,2016.
[22] 岳公冰.再生混凝土多重界面结构与性能损伤机理研究[D].青岛:青岛理工大学,2019.
[23] 宫尧尧,李楠,张蕾,等.离子侵蚀对再生混凝土多重界面区(ITZ)性能的影响[J].混凝土与水泥制品,2021(2):91-96.
[24] 唐洪刚.矿物掺合料对混凝土中钢筋腐蚀进程的影响[D].南京:南京理工大学,2017.
[25] 李琳琳.不同机制下硫酸盐对混凝土的腐蚀及氯盐抑制机理的研究[D].徐州:中国矿业大学,2017.
[26] 张忠维,葛怀宇,柴建强.纳米改性混凝土抗硫酸盐腐蚀性能试验研究[J].粉煤灰综合利用,2023,37(5):55-59.
[27] 张晓佳,张高展,孙道胜,等.水泥基材料硫酸盐侵蚀机理的研究进展[J].材料导报,2018,32(7):1174-1180.
[28] 郑皓睿.硫酸盐侵蚀下结构混凝土的传输-损伤性能时变预测及其抑制措施[D].石家庄:石家庄铁道大学,2023.
引用本文
梁海波,姜迎春,魏兆赫,等.硫酸盐侵蚀环境下碱激发再生混凝土的ITZ显微硬度分析[J].混凝土与水泥制品,2025(8):87-90.
LIANG H B,JIANG Y C,WEI Z H,et al.Analysis of ITZ microhardness of alkali-activated recycled concrete under sulfate attack environment[J].China Concrete and Cement Products,2025(8):87-90.
上一个： 锂渣粉对混凝土力学性能影响研究进展
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