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高等混凝土结构课程文献综述钢纤维再生混凝土力学性能研究（抗压）2016年3月1日专业名称结构工程学生姓名周爱鹏学号159912007钢纤维再生混凝土力学性能研究（抗压）摘要：据统计，每平方米拆除旧建筑物将产生7000-12000t建筑垃圾，将废弃的混凝土经过破碎，清洗和分级后，按照一定的配合比，制作以再生骨料为主的混凝土，简称再生混凝土。然而，再生混凝土与普通混凝土相比，抗压、抗拉强度较低，限制了其应用范围。在实验中向再生骨料混凝土添加钢纤维，以起到增强增韧的效果，改善其力学性能，对再生骨料混凝土的应用具有积极意义【3】。关键词：钢纤维;再生混凝土;力学性能Abstract:accordingtothestatistics,ofeverysquaremetredemolitionofoldbuildingstogenerate$7000-12000tconstructionwaste,thewasteconcreteaftercrushing,washingandclassification,accordingtoacertainmixingratio,productionisgivenprioritytowithrecycledaggregateconcrete,recycledconcreteforshort.However,recycledconcretecomparedwithordinaryconcrete,compressivestrength,tensilestrengthislow,limitingitsapplicationscope.Intheexperimenttotherecycledaggregateconcreteaddingsteelfiber,withtheeffectofenhancedtoughening,improveitsmechanicalproperties,theapplicationofrecycledaggregateconcretehaspositivesignificance.Keywords:steelfibre;Recycledconcrete;Mechanicalproperties一、引言再生混凝土骨料是从已经拆除的建筑工程和桥梁中的建筑废渣，经过过筛、清洗得到的。破碎、拆解时，原有的混凝土结合体会被随机分解，在筛选时就会出现三类再生骨料：砂浆块、砂浆与卵石（砾石）的混合物、含有极少量砂浆的卵石（砾石）。工程应用表明，通过对再生骨料进行研磨和分类回收，可以改善其粒形、分离硬化水泥砂浆，从而提高其表观密度，降低吸水率。但是这种方法在多数一般的土木工程成本比较高，使用的范围比较小。针对这种情况，在工程上，最好的办法就是在再生混凝土中加入适量的钢纤维【1】，用钢纤维的抗拉强度来弥补再生再生混凝土自身强度不足的缺点。本文主要研究钢纤维对再生混凝土抗压性能的影响，考虑了1.钢纤维的掺比率2.再生粗骨料取代率3.再生混凝土强度的等级3个因素。二、钢纤维掺比率的确定与天然碎石相比，再生粗骨料密度低、孔隙率高，压碎指标大，骨料本身强度较低：骨料和新、旧砂浆面存在裂缝外，新、旧砂浆本身存在较多的裂缝，且都相互贯穿起来，形成强度低的薄弱区。另外，掺加钢纤维对混凝土的抗压强度有一定提高，这主要与钢纤维的特性有关，钢纤维均匀地分散于基体混凝土中，并通过分散的钢纤维，减小因荷载在基体混凝土引起的细裂缝端部的应力集中，从而控制混凝土裂缝的扩展，并在混凝土的受力破坏过程中吸收大量能量的作用，提高纤维再生混凝土的抗压强度，弥补再生骨料的内部缺陷。实验对比结果表明如下【1】：1.钢纤维再生混凝土立方体抗压强度略低于相应的钢纤维天然混凝土。2.再生混凝土中加入钢纤维后抗压强度得到较明显提高（10%左右），且随着钢纤维从0.5%提到1.5%。其抗压强度呈非显现提高。当钢纤维为（1%～1.5%）提高幅度较大。但国内外研究表明，并非所加入钢纤维率越大混凝土构件的抗压能力提高越多。超过2%时特别到3%时，就不太明显效果。而且粘合协同工作会受影响【2】。3.当钢纤维掺率为1%时，钢纤维会发挥最好的力学效果，并且此时对外界能量的吸收达到最大值。钢纤维与再生混凝土可较好粘结，共同作用时能有效的阻滞、减缓裂缝的发生和发展，大大提升再生混凝土的抗裂性能【1】。三、再生粗骨料取代率的影响1.粗骨料取代率一般取40%，70%，100%进行分析。40%时抗压强度降低2%-9%，70%时降低5%-11%，100%时降低10%-29%。这是因为取代率越高，本身里面的缺陷就多【2】。2.确定再生粗骨料的百分比还要考虑加钢纤维之后相对于相同强度等级的普通混凝土强度的提高百分比。3.分析得再生粗骨料掺量为40%时比较合理，不但钢纤维对其的弥补最佳，而且可使其获得良好的和易性（再生粗骨料吸水率相对较大），满足强度经济性要求【2】。四、再生混凝土强度等级影响根据实验得出，相对来说当掺粗骨料的百分比相等时，随着再生混凝土抗压强度的增大，损失的抗压强度就会减小【2】。C20强度在粗骨料掺量为40%，70%，100%时抗压强度降低9%，11%，29%。C25强度在粗骨料掺量为40%，70%，100%时抗压强度降低2%，15%，10%。C30强度在粗骨料掺量为40%，70%，100%时抗压强度降低2%，9%，13%。C35强度在粗骨料掺量为40%，70%，100%时抗压强度降低3%，5%，12%【2-9】。这就说明越高强等级的再生混凝土相对普通相同等级的混凝土缺陷越少。也就是可以认为钢纤维的加入使得强度差距更小。五、结果分析与建议（1）钢纤维再生混凝土的抗压强度随着再生骨料的增加而减小，随着钢纤维的掺加增加而增大。（2）研究表明，再生混凝土中加入钢纤维后抗压强度得到较明显提高（10%）左右。（3）分析得再生粗骨料掺量为40%，取钢纤维掺量1%左右最为合理。钢纤维会发挥最好的力学效果，并且此时对外界能量的吸收达到最大值，而且可使其获得良好的和易性（再生粗骨料吸水率相对较大），满足强度经济性要求【2】。（4）越高强等级的再生混凝土相对普通相同等级的混凝土缺陷越少，也就是可以认为钢纤维的加入使得强度差距更小。六、发展与展望1.通过大量的实验发现，在再生混凝土破坏时，再生混凝土开裂，而掺入的钢纤维基本上没有什么变形或破坏。钢纤维的强度基本上没有什么变形或者破坏，形成钢纤维的强度“浪费”。但是降低钢纤维的含量，不能起到防止再生混凝土过早开裂，提高混凝土强度的目的，即钢纤维强度，钢纤维形状，钢纤维类型，钢纤维拌入均匀等尚需要进一步解决【5】。2.钢纤维再生混凝土的耐久性问题等通过对再生混凝土的性能相关实验研究，表明再生混凝土的耐久性较普通混凝土的要差。由于再生骨料孔隙率较高、吸水率打，再生混凝土抗渗性能较相同条件下的普通混凝土差，氯离子的渗透性也差【6】。3.在抗压强度方面，尽管掺入钢纤维有一定的提高，离普通相同等级混凝土还有些差距：（1）还可以掺不同比例的矿渣微粉替代水泥,研究矿渣微粉不同掺量对混凝土的抗压强度、抗渗、抗冻等性能的影响程度（2）锂渣及再生粗骨料对混凝土抗压强度有一定的影响。七、结语钢纤维再生混凝土与普通原生混凝土相比，虽然在力学性能上有一定的不足，但是其对于环境保护、资源的可持续利用方面具有重大的意义。其具有的独特的工程特性也是一般混凝土所不具备的。如果能在正常的工程环境中，合理的使用钢纤维再生混凝土，那么其价值会与普通原生混凝土相当【5-12】。近年来钢纤维混凝土在建筑方面的应用已经越来越广泛，一般出现在屋面防水工程、地下防水工程、预热装工程和房屋主体建筑等领域中。如在屋面防水工程中，在以往的混凝土结构中，屋面在承受荷载等因素的作用下，会比较容易产生裂缝，从而使房屋发生渗水、漏水现象，而钢纤维混凝土具有良好的抗拉性能，可以在很大程度上限制裂缝的出现和发展，从而达到防水的效果【6-11】。参考文献[1]熊毅，蒋华.钢纤维再生混凝土的力学研究.四川.西华大学.2015[2]陈爱玖.钢纤维再生混凝土抗压强度试验研究.河南.华北水利水电学院.2012[3]侯选平.钢纤维再生混凝土力学性能试验研究.福建厦门.厦门理工学院.2011[4]高丹盈.钢纤维混凝土抗压强度试验研究.河南郑州.郑州大学.2007[5]熊毅，蒋华.钢纤维再生混凝土的研究与展望.四川.西华大学.2014[6]张浩，蒋华.钢纤维再生混凝土研究现状与应用前景.四川.西华大学.2015[7]高丹盈，楼志辉，王占桥.钢纤维再生混凝土抗压强度试验研究[J].郑州大学学报：工学版，2007.28（2）：5-10[8]王军龙，冯忠居，赵兴寨.路用钢纤维再生混凝土的最佳配合比研究[J].公路，2008（12）：223-227[9]杨粉，陈爱玖.钢纤维再生混凝土劈拉、抗折强度试验研究.河南郑州.华北水利水电学院.2012[10]杨粉，陈爱玖.不同钢纤维对再生混凝土基本力学性能的影响.河南郑州.华北水利水电学院.2012.450011[11]Ashour,SmairA;Wafe,FaisalF.Flexuralbehaviorofhigh-strengthfiberreinforcedconcretebeams[J].ACIStructuralJournal,1993.[12]A.-B.Eissa,G.Batson.ModelforpredictingthefractureprocesszoneandR-curveforhighstrengthFR[J].Elsevier,1996