关键词:
砖渣
聚丙烯纤维
替代率
力学性能
干燥收缩性能
摘要:
随着社会的发展,各行各业对混凝土性能的要求越来越高,质更轻、性能更好的混凝土应运而生。本文选择废弃轻质砖渣部分或全部替代天然粗骨料,并加入不同掺量的聚丙烯纤维,以50%、75%、100%的砖渣体积替代率和0.2 kg/m、0.5 kg/m、0.9 kg/m的聚丙烯纤维质量掺量为变量,设计了正交试验,共设计10组配合比,其中1组空白组,9组试验组,对其进行混凝土的物理力学性能和干缩性能研究,分析砖渣替代率和聚丙烯纤维的不同参数对其整体性能的影响。同时借助XRD和SEM对混凝土中水化产物、内部结构以及聚丙烯纤维在其中的存在状态进行观察和分析,探讨宏观微观之间的联系。最后试制内隔墙板,检验其用来制作预制内隔墙板的可行性。得出以下结论:在聚丙烯纤维掺量不变的条件下,随着砖渣体积替代率的增加,物理力学性能的表现都在逐渐减弱。从各组试验不同配合比试件的破坏过程来看,聚丙烯纤维的加入有效的改善了混凝土脆性破坏的特点,将破坏过程变成近似延性破坏,更好地保证了混凝土破坏后的完整性,剥落碎片也大大减少,提高了其安全性。从各组试件的力学性能试验的数据分析可以看出,纤维在其中起到很重要的作用,大大弥补了因废弃砖渣的加入造成的试件抗拉、抗折强度损失,对比抗压强度的提升效果,抗拉和抗折强度的提升更为明显。通过XRD分析,发现砖渣的替代对水泥水化影响不是很大。通过SEM对混凝土内部进行观察,发现随着砖渣替代率的增加,薄弱部位增多,砖渣与水泥砂浆粘结程度也在降低。观察纤维在混凝土中的存在状态,发现纤维并未产生负混杂效应,纤维与水泥浆体界面粘结也比较理想,并且参与了混凝土的破坏过程。而砖渣替代率和纤维掺量的增加,都会导致内部空隙或者微裂缝的增多,对力学性能和物理性能有着不同程度的影响。通过对力学性能正交试验的极差分析,得到砖渣体积替代率的最佳水平为50%,在本文研究的两个因素中,砖渣体积替代率是影响混凝土力学性能的主要因素,聚丙烯纤维掺量为次要因素。通过吸水率试验以及收缩试验的测定,综合考虑聚丙烯纤维掺量的最佳水平为0.9 kg/m。由此得到混凝土的最佳配合比为砖渣替代率为50%,纤维掺量为0.9 kg/m,并将其作为内隔墙板的原材料进行试制,通过部分性能测试以及可行性分析,证明利用砖渣替代天然粗骨料并掺入聚丙烯纤维来制作内隔墙板是完全可行的,为废弃轻质砖渣的再利用提供了新途径。