韓慧優(yōu)，遲翠萍，裴長(zhǎng)春*

1.延邊大學(xué)工學(xué)院 土木工程專業(yè)，吉林 延吉 133002 2.日照市規(guī)劃設(shè)計(jì)院研究院集團(tuán)有限公司，山東 日照 262300

0 引言

我國目前處于城市建設(shè)高峰期，隨著城市化進(jìn)程的加快，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國建筑能耗比例達(dá)到35%左右，非常多的建筑物達(dá)到使用年限，需要拆除重建，建筑垃圾應(yīng)運(yùn)而生。建筑垃圾資源化處置已經(jīng)成為近年來的研究熱點(diǎn)，國內(nèi)已經(jīng)有很多將廢棄混凝土破碎再利用的先例，但制成的再生混凝土有早期強(qiáng)度低、易開裂、抗沖擊性能差等缺點(diǎn)。還有，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展廢棄毛線、廢棄針織物（純紡或與羊毛混紡）和廢棄機(jī)織物等物品的量也增加，而這些物品中都以纖維制成。部分的纖維都具有較高的抗拉、抗彎、抗剪和抗扭強(qiáng)度，卓越的抗沖擊性能等物理力學(xué)性能［1-2］。

為了降低環(huán)境污染，有效再利用工業(yè)廢料和建筑垃圾，本文通過改變廢棄聚丙烯腈纖維（以下簡(jiǎn)稱PAN）和聚丙烯仿鋼纖維（以下簡(jiǎn)稱PPTF）的摻入比例，分析再生混凝土的力學(xué)性能。

1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及方法

本實(shí)驗(yàn)中的水膠比采用0.35，用30%破碎而成的再生粗骨料代替天然粗骨料，減水劑摻率為膠凝體總質(zhì)量的1%，纖維總摻量控制為0.3%，為了改善再生混凝土的各項(xiàng)性能，本實(shí)驗(yàn)通過改變聚丙烯腈纖維和聚丙烯仿鋼纖維的摻入比例，共設(shè)計(jì)5組不同配合比的實(shí)驗(yàn)組?；炷翑嚢韬笙葴y(cè)試坍落度，然后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，并在規(guī)定的齡期參照《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50081-2002）的試驗(yàn)方法測(cè)試再生混凝土的抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉性能等。

1.2 試驗(yàn)原材料

（1）水泥：延吉市P.0 42.5 型號(hào)普通硅酸鹽水泥，其密度為3150kg/m3；

（2）纖維：聚丙烯腈長(zhǎng)度為19mm，其密度為1.18 g/m3，聚丙烯仿鋼纖維長(zhǎng)度為19mm，其密度為0.91 g/m3；

（3）天然粗骨料：碎石，粒徑為5～25m，含水率為2.4%；

（4）再生粗骨料： 廢棄混凝土先經(jīng)過人工破碎成中等尺度的碎塊，之后用顎式破碎機(jī)破碎，再生粗骨料的粒徑為5～25mm，含水率為5%;

（5）砂： 延吉市本地天然黃砂，中砂，級(jí)配良好，細(xì)度模數(shù)為2.9，含水率為2.4%；

（6）減水劑：聚羧酸高效減水劑，減水率為20%。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 抗壓強(qiáng)度分析

如圖1 所示，隨著聚丙烯腈纖維（以下稱為PVA 纖維）摻率的增加，混凝土的28d 抗壓強(qiáng)度呈有起伏，但幅度不大的趨勢(shì)。其中在P25F75時(shí)達(dá)到最大值，為77.40MPa，其次為P0F100，P100F0，P25F75，P75F25。綜合來看，PAN 纖維摻入比例為50%，PPTF 纖維摻入比例為50%時(shí)，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度最高。

圖1 不同摻率比組合混雜纖維再生混凝土28d 的抗壓強(qiáng)度

2.2 抗折強(qiáng)度分析

圖2 不同摻率比組合混雜纖維再生混凝土的抗折強(qiáng)度

由圖2 中可知，隨著PAN 纖維的摻率的增加，再生混凝土的抗折強(qiáng)度呈先增后減的趨勢(shì)。其中在P25F75組強(qiáng)度達(dá)到最大值，為10.4MPa，其次為P50F50，P75F25，P100F0，P0F100順序?？梢钥吹?，單摻PAN 纖維、PPTF 纖維對(duì)基體混凝土的增強(qiáng)效果有限，而PAN 纖維和PPTF 纖維混摻則能更好地取長(zhǎng)補(bǔ)短，將兩者的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，PAN 纖維摻量為25%，PPTF 纖維摻量為75%時(shí)，混雜纖維對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度的增強(qiáng)效果最佳［3］。

2.3 劈裂抗拉強(qiáng)度分析

如圖3 所示，隨著PAN 纖維摻率的增加，再生混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度呈先減后增的趨勢(shì)。其中在P100F0組強(qiáng)度達(dá)到最大值，為1.97MPa，其次為P75F25，P25F75，P50F50，P0F100順序。這是因?yàn)镻AN 纖維的抗拉強(qiáng)度較大。

圖3 不同摻率比組合混雜纖維再生混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度

3 結(jié)論

（1）PAN 纖維與PPTF 纖維摻入比例為1：1 時(shí)，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值。

（2）在素混凝土中單摻PAN 纖維或PPTF 纖維對(duì)其抗折強(qiáng)度的增強(qiáng)效果并不顯著，相比而言，混雜纖維對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度的增強(qiáng)效果更佳，本實(shí)驗(yàn)中，PAN 纖維摻量為25%，PPTF纖維摻量為75%時(shí)，增強(qiáng)效果達(dá)到最大化。

（3）摻入PAN 纖維可以作為提高混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的有效方法之一，這是因?yàn)槠淇估瓘?qiáng)度較大。