钢纤维粉煤灰再生混凝土强度正交试验研究

利用正交试验方法对钢纤维粉煤灰再生混凝土（以下简称再生混凝土）的强度性能进行了试验,考察了粉煤灰取代率（质量分数）、钢纤维掺量（体积分数）和再生粗骨料取代率（质量分数）对再生混凝土28d立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响,并对试验结果进行了系统分析.结果表明：粉煤灰取代率对再生混凝土抗压与抗折强度的影响规律一致,但对其劈裂抗拉强度的影响规律却不相同;再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均随钢纤维掺量的增加而增大,但钢纤维掺量对劈裂抗拉和抗折强度的影响显著,对抗压强度的影响较小;再生粗骨料取代率对抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律基本一致,强度总体上随再生粗骨料取代率的增大而增大.要使再生混凝土强度得到提高,需降低粉煤灰的取代率,增大钢纤维掺量和再生粗骨料取代率.当粉煤灰取代率在30%以内、钢纤维掺量在18%以内时,粉煤灰取代率对再生混凝土抗压强度的影响最大,其次是再生粗骨料取代率,最次是钢纤维掺量;钢纤维掺量对再生混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度的影响最大,其次是粉煤灰取代率,最次是再生粗骨料取代率.     

钢纤维增强地聚物再生混凝土单轴受压全曲线试验

为增强再生混凝土的抗压强度及延性,并进一步减少水泥制备造成的碳排放,采用粉煤灰/矿渣基地聚物100％取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥,并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能,配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%,及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件,并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入,SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变;立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加;立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低,但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率,对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正,提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型,其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

Experiments on stress-strain curve of steel fiber reinforced geopolymer recycled concrete under uniaxial compression

为增强再生混凝土的抗压强度及延性，并进一步减少水泥制备造成的碳排放，采用粉煤灰/矿渣基地聚物100％取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥，并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能，配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%，及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件，并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入，SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变；立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加；立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低，但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率，对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正，提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型，其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

预拌掺锂渣再生混凝土抗压—劈裂抗拉试验研究

采用标准试验方法,研究锂渣掺量(0、10%、20%、30%)及再生粗骨料取代率(30%、50%、70%、100%)对预拌掺锂渣再生混凝土立方体抗压—劈裂抗拉强度的影响规律。结果表明,掺入适量锂渣,尤其在后期,锂渣能够与水泥水化产物发生二次水化反应,对再生混凝土的强度有一定提升,但掺入过多,则会产生反作用。再生粗骨料最佳取代率在50%左右。若取代率过大,由于再生骨料存在自身缺陷,会对强度产生较大负影响。通过试验数据及回归分析,拟合出预拌掺锂渣再生混凝土劈裂抗拉强度与立方体抗压强度之间的关系式。经对比发现,计算值与试验结果契合度较高。     

玄武岩纤维对再生混凝土力学性能的影响研究

通过试验研究了玄武岩纤维掺量对再生粗骨料取代率50%的再生混凝土抗压、劈裂抗拉以及抗折强度的影响,为其在玄武岩纤维再生混凝土(BFRAC)的研究和实际工程应用中提供参考。结果表明:再生粗骨料取代率为50%,玄武岩纤维掺量为6kg/m3时,BFRAC的立方体抗压、轴心抗压、劈裂抗拉、抗折强度较未掺玄武岩纤维的再生混凝土分别提高了12.8%、3.1%、48.8%、10.5%;BFRAC的峰值应变在0.001900～0.002120;BFRAC的单轴受压应力-应变本构关系全曲线与普通混凝土相似,玄武岩纤维对再生混凝土的延性起到积极作用。     

含石粉机制砂再生混凝土基本力学性能研究

为研究机制砂中石粉含量、再生粗骨料取代率对混凝土拉、压性能的影响,制作不同石粉含量(0、5%、10%、15%)和不同再生粗骨料取代率(0、33.3%、66.6%、100%)的机制砂再生混凝土试块,共有96个标准立方体试块用于抗压、劈裂抗拉强度试验和48个标准棱柱体试块用于抗压强度试验,并分析了单因素和双因素耦合作用对拉、压强度影响规律。试验结果表明:机制砂中含有一定量的石粉对立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和劈裂抗拉强度的提高均起促进作用;随着再生粗骨料取代率的增加,抗压和劈裂抗拉强度均先降低后提高。并且拟合分析得出立方体抗压强度与劈裂抗拉强度以及立方体抗压强度与棱柱体抗压强度间关系式。     

聚乙烯醇纤维再生混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应研究

为研究聚乙烯醇（PVA）纤维再生混凝土劈裂抗拉强度的尺寸效应,以5种再生骨料取代率、5种PVA纤维掺量、3种试件尺寸为变量,对81个立方体试件进行劈裂抗拉试验。结果表明：随着骨料取代率的提高,再生混凝土劈裂抗拉强度先增加后降低,25%再生骨料取代率下再生混凝土劈裂抗拉强度及尺寸效应度表现最佳;PVA纤维可降低再生混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应,随着PVA纤维掺量的提高,其尺寸效应先减小后增大,0.1%PVA纤维掺量最优;基于试验数据,给出了试件劈裂抗拉强度的效应律计算式,可进行各种尺寸规格试块的劈裂抗拉强度计算。     

钢纤维再生混凝土强度的试验研究

针对宁夏再生骨料利用问题,在已有研究的基础上。以再生骨料取代率、粉煤灰取代率和钢纤维体积掺量为因素,设计L9(33)正交试验和单因素试验方案。研究了再生骨料对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和工作性能的作用效果,揭示了作用规律,并进行了机理分析。试验结果表明:混凝土28 d抗压强度随着再生骨料掺量的增加而降低,钢纤维掺入再生混凝土中可以有效改善其力学性能,提高其拉压强度,对于提高废弃混凝土的再生利用具有重要的意义。     

缓释减水剂对再生骨料混凝土性能影响研究

本实验主要研究了聚羧酸缓释减水剂对再生混凝土性能的影响,再生混凝土中再生骨料对天然骨料的质量取代率为0、50%和100%。试验首先研究了在特定流动度下再生骨料取代率对减水剂掺量的影响,然后分析了减水剂的添加对再生混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响。结果表明,随着再生骨料取代率的提高,减水剂的用量也相应增加,并且减水剂的添加可以有效提升再生骨料的抗压强度,这是由于掺有聚羧酸减水剂的水泥浆体相当于对再生粗骨料进行了化学强化。当再生骨料取代率为100%时,通过添加减水剂,可以使得再生混凝土抗压强度达到基准混凝土的90%以上。但是,对于劈裂抗拉强度,减水剂并没有带来显著的变化。     

再生粗骨料混凝土力学性能试验研究

以某10年龄期的既有建筑物废弃混凝土作为再生粗骨料原料,配制了坍落度达140 mm的C40泵送混凝土。以再生粗骨料取代率、粉煤灰取代率为主要研究参量,对配制的混凝土试块的立方体抗压、棱柱体抗压、劈裂抗拉和弹性模量等力学性能指标进行了系统的试验研究。结果表明,再生混凝土的抗压、劈裂抗拉破坏形态与普通混凝土基本一致。在满足坍落度一定的前提下,立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和弹性模量随着再生骨料取代率的增加而降低,而随着粉煤灰取代率的增加而有所提升;劈裂抗拉强度离散性较大,无明显规律;各力学指标间关系受再生粗骨料和粉煤灰取代率的影响也不明显。研究结果可为再生粗骨料的应用提供参考。     

正交法分析钢纤维橡胶再生混凝土的劈拉、抗折强度

采用正交试验分析再生粗骨料掺量、骨料强化方式、橡胶颗粒掺量和钢纤维掺量四个配合比因素对再生混凝土劈裂强度和抗折强度的影响规律。通过正交分析得:橡胶颗粒影响最大,钢纤维掺量影响次之,再生骨料掺量和骨料的强化方式影响不大,同时能满足再生混凝土劈裂强度和抗折强度要求的最佳正交组合为A2B2C2D2,即再生粗骨料掺量为20%、骨料机械强化、钢纤维掺量为0.6%、橡胶掺量为20%。     

盐冻循环作用下再生保温混凝土的抗冻性能研究

为研究再生粗骨料取代率对盐冻循环作用下再生保温混凝土抗冻性能的影响，对不同再生粗骨料取代率试件在盐冻循环0～100次下的宏观形貌、微观形貌、氯离子浓度、质量损失率、抗压强度和劈裂抗拉强度等指标进行对比分析。结果表明，盐冻循环100次后，再生粗骨料取代率为0的试件表面未发生明显变化，再生粗骨料取代率为30%和50%的试件表面出现再生粗骨料剥落和少量浆料脱落，再生粗骨料取代率至70%和100%的试件表面出现了贯穿性裂纹和再生粗骨料剥落现象。随着盐冻循环次数从0增加至100,不同再生粗骨料取代率试件的抗压强度和劈裂抗拉强度都呈现减小特征；在相同盐冻循环次数下，再生粗骨料取代率越高则试件的抗压强度和劈裂抗拉强度越小，再生保温混凝土试件的抗压强度和劈裂抗拉强度损失率都随着盐冻循环次数增加而增大。盐冻循环过程中，裂纹先在旧界面薄弱区产生，并随着盐冻循环次数增加而出现裂纹扩展并贯穿至新水泥砂浆中。     

钢纤维再生混凝土劈拉、抗折强度试验研究

选用0、40%、70%、100%四个再生骨料掺量及0、0.5%、1%三个钢纤维掺量,对C20、C25、C30、C35不同强度等级的钢纤维再生混凝土进行了48组配合比试验研究,分析了再生骨料和钢纤维掺量这两个配合比因素对钢纤维再生混凝土劈裂抗拉强度及抗折强度的影响。试验结果表明:当钢纤维掺量为0.5%、1%时,再生混凝土抗折强度分别增加10%~27%、17%~40%,劈拉强度分别增加9%~14%、15%~21%。     

钢纤维增强轻骨料混凝土的试验研究

采用粉煤灰陶粒配制成高强轻骨料混凝土,研究铜纤维对高强轻骨料混凝土的增强效果.结果表明,随着钢纤维掺量的增加,轻骨料混凝土的抗压、抗折及劈裂抗拉强度均有不同程度的提高,尤以劈裂抗拉强度的增幅最大.     

橡胶取代率对再生混凝土基本力学性能的影响

通过改变再生橡胶取代率(5%、10%、15%)、再生粗骨料取代率(50%、100%),对再生混凝土的破坏形态、立方体抗压强度、棱柱体抗压强度以及劈裂抗拉强度进行试验研究。试验结果表明:橡胶颗粒的掺入能提高再生混凝土的延性性能;随着再生橡胶掺量和再生粗骨料增加,混凝土的三个强度值都减小了。     

废弃纤维再生混凝土细观结构研究

通过力学性能试验及扫描电镜(SEM)从多尺度角度研究了再生粗骨料和废弃纤维的掺入对废弃纤维再生混凝土强度性能的影响情况。废弃纤维再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度在宏观上表现为随着再生骨料取代率的增加而减小,细观上表现为再生混凝土的多界面性、骨料和水泥基体的裂缝。废弃纤维体积掺入量对抗压强度影响不大,最优体积掺量为0.12%。而由于废弃纤维的加入,劈裂抗拉强度增长较多,细观上表现为废弃纤维的桥接作用。     

钢纤维再生粗骨料混凝土碳化试验

为了研究钢纤维体积率、再生粗骨料取代率及水灰比对混凝土抗碳化性能的影响,将实验室废弃的强度等级为C30的混凝土试块加工处理后制成粒径范围为5~31.5 mm的骨料,针对这种骨料按不同掺量,加入不同体积率的钢纤维,按照不同水灰比配制的钢纤维再生混凝土试样进行碳化试验。结果表明:其它相同条件下,钢纤维体积率在0.5%~1.5%,再生混凝土碳化深度明显较小;仅考虑再生粗骨料对碳化深度影响时,当再生粗骨料取代率为50%,碳化深度最小;同理,仅考虑水灰比,当水灰比为0.4时,混凝土抗碳化性能较好。通过对钢纤维再生混凝土抗碳化模型研究,并引入抗碳化系数α和β,得到了钢纤维再生混凝土的碳化龄期与碳化深度的模型。研究成果对钢纤维再生混凝土应用具有重要的理论意义。     

纤维再生混凝土力学性能试验

本实验研究基于C30混凝土在粗骨料取代率为50%下掺入不同种类的纤维后,再生混凝土的主要力学性能。选择掺入的纤维有钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维。再生粗骨料选择龄期为40年的废弃建筑物混凝土。制作粗骨料取代率为50%再生混凝土标准土立方体试块(150 mm×150 mm×150 mm),标准棱柱体试块(150 mm×150 mm×300 mm),尺寸为150 mm×150 mm×550 mm试块。每种尺寸下制作3组试块。在三种试块的制备过程中分别加入钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维,观察其流动性、塌落度、保水性。入模后按混凝土标准实验的养护方法放置于养护室中养护28 d后测试其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度。对所得结论进行比较分析后得知在相同粗骨料取代率下对于掺入不同纤维的再生混凝土,其表现出了不同的物理力学性能。对于掺入钢纤维的,再生混凝土流动性降低、塌落度增大、保水性变差,但强度及抗折强度有所增加,劈裂抗拉强度无明显变化。对于掺入玻璃纤维的再生混凝土其流动性小幅增强、坍落度小幅减小、保水性基本不变,而抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度均有一定的增强。对于掺入聚丙烯纤维的再生混凝土,其流动性增强,塌落度减小而抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度均有一定的降低。对于上述结论可知,掺入玻璃纤维的再生混凝土相对来说性能更优越,建议选择该种混凝土进行推广。     

钢纤维对高强轻骨料混凝土的增强效果研究

本文采用粉煤灰陶粒和页岩陶粒两种轻骨料,配制成28d抗压强度分别为58.9MPa和64.6MPa的高强轻骨料混凝土.并采用弓形钢纤维增强这两种轻骨料混凝土,试验结果表明,随着钢纤维体积掺量的提高,这两种轻骨料混凝土的抗压、抗折及劈裂抗拉强度均有不同程度的提高,但以劈裂抗拉强度提高幅度最大.     

钢纤维轻骨料混凝土力学性能正交试验研究

在轻骨料混凝土中掺入钢纤维,配制钢纤维轻骨料混凝土。采用四因素、三水平的正交试验设计方法,研究了钢纤维掺量、粗骨料类型和粉煤灰替代率三种不同试验因素对轻骨料混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗冲击性能的影响。研究结果表明:粉煤灰替代率是影响轻骨料混凝土抗压强度的主要因素;粉煤灰替代率和钢纤维掺量是影响轻骨料混凝土劈裂抗拉强度的主要因素;钢纤维掺量变化、粗骨料类型和粉煤灰替代率三种因素对轻骨料混凝土抗初裂冲击次数影响不显著;钢纤维掺量变化是影响轻骨料混凝土抗终裂冲击次数的主要因素。