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本文针对建筑垃圾逐渐加重环境负担、天然资源日益枯竭的现状,基于国内再生混凝土性能尤其是耐久性能与应用研究相对较少以及再生混凝土目前存在工作性差、强度偏低、脆性大等问题,采用数学、物理、化学和胶凝材料学等学科交义的手段,以机理分析与试验验证相结合的研究方法,利用复合生态纤维良好的阻裂效果,结合硅灰、粉煤灰的叠加作用,通过试验研究,探讨分析复合生态纤维与硅灰、粉煤灰等复合作用对再生混凝土的工作性、力学和耐久性能的影响,阐明其对再生混凝土的改性机理,研究获得高工作性、高强低脆、抗冻抗渗性能好的绿色高性能再生混凝土,从而促进再生混凝土的推广和应用,有效减轻环境负担,缓解资源短缺、能源告急的危机,同时也为再生混凝土的深化研究和工程应用提供一些参考借鉴。通过试验研究得出以下主要结论:
⑴利用复合生态纤维、硅粉和粉煤灰对混凝土进行强化和改性作用,通过大量的宏观试验研究及分析表明:再生骨料混凝土强度、抗冻抗渗性均有较大程度的提高,甚至能赶上并超过天然骨料混凝土的强度。当三种掺和料掺量分别为0.9kg/m3、15%、10%,水灰比为0.3、砂率为0.46时,复合生态纤维增强再生混凝土的性能最佳。
⑵通过正交试验、方差与极差分析,以28d抗压强度、28d抗劈裂强度、28d拉压比为考察指标,得出的因素影响主次顺序为:水灰比>复合生态纤维>粉煤灰>硅灰>砂率。优化配合比为:28d抗压强度A2B1C3D1E3;28d抗劈裂强度A1B1C3D3E3;28d拉压比A2B1C3D1E3。结合经济性考虑,得出经济配合比为:28d抗压A2B1C2D1E2;28d抗劈裂强度A1B1C2D3E2;28d拉压比A2B1C2D1E2。
⑶按综合性价比定量分析,复合生态纤维再生混凝土的最优配合比符合经济性原则。复合生态纤维再生混凝土比天然骨料混凝土高2%。
⑷选择水灰比0.35,粉煤灰掺量10%,硅灰掺量15%,复合生态纤维掺量0.9kg/m3时,复合生态纤维砂浆强度最佳;当水灰比为0.4.粉煤灰掺量为20%,硅灰掺量为10%,复合生态纤维掺量为0.9kg/m3时,砂浆符合性价比原则。
⑸以砂浆28d抗压强度作为考核指标,最优配合比为:A2B2C3D3;以砂浆28d抗折强度为考核指标,最优配合比为:A1B1C4D4。
⑹复合生态纤维砂浆采用较低的水灰比、生态纤维、高性能矿物掺合料硅灰以及粉煤灰使砂浆有良好的保水性和抗裂性能。