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近些年来,我国建筑业及纺织维纤制造业也进入高速发展阶段,产量足年增长的同时也极大的透支着我们赖以生存的环境资源。废弃纤维及混凝土通常的处理方法就是填埋,能否将废弃纤维及混凝土再次加工利用形成废弃纤维再生混凝土,这样不仅可以解决处理废弃纤维及混凝土的问题,同样也可解决资源匮乏的问题,实现能源的可持续利用。
再生混凝土的破坏形式呈脆性破坏,废弃纤维在再生混凝土中加入能起到增强、增韧和阻裂作用,形成新的复合型材料。废弃纤维能够有效抑制早期再生混凝土的开裂及收缩,能够有效减少混凝土析出水量和再生骨料的沉降,阻止裂缝的产生。废弃纤维的乱向分布有效增强了再生混凝土的整体性。本文通过对88个100mm×100mm×500mm试块,进行开裂强度试验,研究再生混凝土体积含量、废弃聚丙烯纤维长度及掺入量、不同预制相对切口深度等条件对混凝土的断裂韧度断裂能的影响。
主要结论:
(1)12mm、19mm和30mm的废弃聚丙烯纤维均能使再生混凝土的断裂韧度、及断裂能有所提高,这说明废弃聚丙烯纤维在再生混凝土中能够有效限制了骨料间裂缝的扩展与贯通,有明显的阻裂作用,增强了混凝土断裂性能。
(2)在废弃聚丙烯纤维掺量变化中:当废弃聚丙烯纤维长度为19mm,掺入量为0.12%时改善最明显,断裂韧度及断裂能最高。当废弃聚丙烯纤维体积掺入量为0.12%和0.16%时,长度为30mm废弃聚丙烯纤维的断裂韧度、断裂能反而比12mm与19mm长的废弃聚丙烯纤维有所下降。这是由于掺量过高导致废弃聚丙烯纤维成团,内部形成应力集中产生薄弱区域使得混凝土抵抗断裂能力降低。
(3)在废弃聚丙烯纤维长度变化中:在缝高比为0.3,再生骨料掺入量为50%的前提下。混凝土中掺入长度12mm,体积掺量0-0.16%的废弃聚丙烯纤维,强度比不掺废弃聚丙烯纤维的再生混凝土提高了约3.24%-12.74%;当混凝土中掺入长度19mm,体积掺量0-0.16%的废弃聚丙烯纤维,强度提高了约4.48%-19.8%;当混凝土中掺入长度30mm,体积掺量0-0.16%的废弃聚丙烯纤维,强度提高了约5.29%-15.14%。在长度为19mm,掺入量为0.16%时,混凝土断裂韧度提高达到最大值,废弃聚丙烯纤维长度19mm提高幅度要优于12mm和30mm。
(4)预制裂缝的缝高比越大,断裂韧度及断裂能越小。再生骨料掺入量比例与再生混凝土的开裂荷载、断裂韧度、断裂能成反比,影响较大;但掺入废弃聚丙烯纤维后,再生混凝土掺入量的影响削弱,在掺入长度为19mm的废弃聚丙烯纤维时,再生骨料掺入量对废弃聚丙烯纤维再生混凝土的断裂韧度影响最小。在掺入废弃聚丙烯纤维掺入量为0.12%再生骨料掺入量为50%时性能最优。