3.5 小结
(1)在其他条件相同时,随着再生骨料掺量的增加,钢纤维再生混凝土的坍落度降低,但保水性和粘聚性较普通混凝土好。这是由于再生骨料较为粗糙、棱角较多,孔隙率大,故需水量较大,因此流动性较差。但由于有较多的孔隙和表面积使其与砂浆能较好结合,另外,再生骨料表面粗糙,增大了钢纤维再生混凝土拌合物的摩擦力,从而增大了粘聚性和保水性。
在其他条件相同时,随着钢纤维掺量的增加,钢纤维再生混凝土的坍落度降低。这是由于钢纤维的结构支撑作用,形成支撑体系,使混凝土更加紧密地结合起来,降低了流动性。
(2)在其他条件相同时,随着再生骨料掺量的增加,钢纤维再生混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗压弹性模量、抗折强度以及劈裂抗拉强度均呈现降低趋势。这是因为:①再生骨料表面有大量水泥砂浆,同时由于其吸水率大,界面过渡区的水灰比大于水泥浆体本体中的水灰比,使得再生集料表面与水泥浆体间生成结构疏松的水化产物,这些均导致骨料与新旧水泥浆之间存在一些结合较弱的区域,由此降低了界面粘结强度;②再生粗骨料内部存在大量微裂缝,在轴向受压过程中极易形成应力集中,从而导致其抗压强度的越低。但是和天然骨料相比,再生粗骨料拌制的混凝土各项力学性能指标变化不大,说明再生混凝土符合一般结构材料的使用。
在其条件相同时,随着钢纤维掺量的增加,钢纤维再生混凝土的钢纤维的立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗压弹性模量、抗折强度以及劈裂抗拉强度均呈现升高趋势。但是抗压强度提高有限,而抗拉、抗折强度提高较明显。这是因为:钢纤维的掺入使得混凝土内部形成均匀乱向分布的支撑体系,在混凝土开裂时承担一部分拉应力,吸收收缩应力产生能量,应变曲线缓慢下降,避免应力的突然释放,阻碍了混凝土内部裂缝的扩展,连接性增强,对混凝土具有增强、增韧和阻裂效果,使混凝土强度提高。
(3)钢纤维的掺入提高了钢纤维混凝土的各项力学性能,但是对于低强度的混凝土力学性能的提高远不及高强混凝土的提高多。在较低的强度下,钢纤维再生混凝土的破坏多表现为钢纤维的拔出,不能充分发挥钢纤维强度;而在较高强度条件下,钢纤维再生混凝土的破坏则多表现为钢纤维的断裂,发挥了其纤维强度。这是因为:钢纤维表面与水泥浆体之间有一个薄弱的过渡区,此处的强度较低,容易发生拔出的破坏形式。
(4)减水剂和不同种类纤维的掺加是影响钢纤维再生混凝土和易性的重要因素,掺入铣削波纹型钢纤维的再生混凝土和易性优于掺入剪切端钩型钢纤维的混凝土。
(5)再生骨料掺量仍是影响钢纤维再生混凝土抗压强度的重要因素,当再生骨料掺量为50%、100%时,抗压强度分别降低8%~11%、14%~17%,铣削波纹型钢纤维对再生混凝土抗压增强效果优于剪切端钩型钢纤维。
(6)不同种类纤维的掺加是影响其劈拉强度和抗折强度的重要因素,掺加铣削波纹型钢纤维时,劈拉强度和抗折强度都达到最大值,而混杂纤维的劈拉和抗折强度最低。
(7)同时满足钢纤维再生混凝土良好和易性和各项力学性能要求的最佳正交组合为A2B3C2D1,即再生粗骨料掺量为50%、粉煤灰掺量为20%、减水剂掺量为0.5%、铣削波纹型钢纤维掺量为1%。
(8)减水剂掺量是影响其抗冻性的主要因素。纤维再生混凝土遭受150次冻融循环破坏时各因素对其抗冻性影响主次因素为C→A→D→B,即减水剂掺量→再生骨料掺量→不同种类纤维→粉煤灰掺量。当减水剂掺量为0.5%时,相对动弹模有最大值,当掺量为1.0%时,相对动弹模降低得很快,说明减水剂掺量的增大对其抗冻性不利。掺入铣削波纹型钢纤维其抗冻性明显优于其他两种纤维的掺入。
(9)满足钢纤维再生混凝土强度和抗冻性最佳正交组合为A2B2C2D1,即再生骨料掺量为50%、粉煤灰掺量为10%、减水剂掺量为0.5%,选用铣削波纹型钢纤维。