林娇青　余锐

摘要：选用水胶比为0.4、0.45、0.5，再生骨料取代率为0、40%、80%以及钢纤维体积掺量为0、1%、1.5%，对掺钢纤维的再生混凝土标准试块进行劈拉强度试验，以水胶比、再生骨料取代率、钢纤维体积掺量作为影响因素，进行了9组共计27个试块的劈拉试验。试验结果表明，再生骨料取代率再生混凝土的劈拉强度影响不显著，钢纤维的掺入改善了再生混凝土的力学性能，提高了再生混凝土的劈拉强度。

Abstract： The splitting tensile strength test of recycled concrete standard block with steel fiber is carried out， with the water-binder ratio is 0.4， 0.45， 0.5， the replacement ratio of recycled aggregate is 0， 40%， 80%， and the volume of steel fiber is 0， 1%， 1.5%. Taking the water-binder ratio， the replacement ratio of recycled aggregates and the volume of steel fiber as the influencing factors， the splitting tensile test of a total of 27 test blocks in 9 groups is carried out. The test results show that the effect of recycled aggregate replacement rate on the splitting tensile strength of recycled concrete is not significant. The incorporation of steel fiber improves the mechanical properties of recycled concrete and improves the splitting tensile strength of recycled concrete.

关键词：再生混凝土；钢纤维；劈拉强度

Key words： recycled concrete；steel fiber；splitting tensile strength

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）32-0216-02

0 引言

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，再生混凝土是建筑垃圾再利用的有效途径。与天然骨料相比，再生骨料具有孔隙率大、吸水率大、强度低等特点，在一定程度上限制了再生混凝土的推广应用。国内一些学者尝试在再生混凝土中加入钢纤维，开展了钢纤维再生混凝土的相关试验研究[1][2][3]。本文主要研究水胶比、再生骨料取代率、钢纤维掺量3个因素对钢纤维再生混凝土劈拉强度的影响。

1 原材料

水泥采用的是P.O42.5普通硅酸盐水泥。天然河砂，细度模数为2.7。粗骨料包括天然粗骨料和再生粗骨料，天然粗骨料为连续级配的卵石，再生粗骨料是教学废弃的混凝土试块，经人工破碎、清洗、筛分而成，粒径为5～20mm，连续级配，各项性能指标见表1。钢纤维采用的是镀铜微丝钢纤维，平均长度为13mm，长径比为65。聚羧酸高效减水剂，减水率为20%。南昌市饮用自来水作为混凝土拌合和养护用水。

2 试验方案和试验方法

本试验选用水胶比为0.4、0.45、0.5，再生骨料取代率为0、40%、80%以及钢纤维体积掺量为0、1%、1.5%，对掺钢纤维的再生混凝土标准试块进行劈拉强度试验，以水胶比、再生骨料取代率、钢纤维体积掺量作为影响因素，进行了9组共计27个150mm×150mm×150mm的立方体标准试块的劈拉试验。按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》[5]GB/T50081-2002进行试验。再生混凝土的配合比及劈拉强度见表2。

3 试验结果与分析

3.1 试验现象

对于没有掺入钢纤维的混凝土试块，在加载初期，试块处于弹性阶段，随着荷载的增加，沿着垫片处混凝土表面开始出现细小的裂缝，达到极限劈拉强度时，荷载急速下降，裂缝贯通试块顶面和底面，试块被劈成两部分，发生脆性破坏，如图1所示。

对于掺钢纤维的混凝土试块，破坏形态差异较大，随着荷载的增加，沿着垫片处试块表面出现细微裂缝，从上下边缘向中部延伸，达到极限劈拉强度时，裂缝发展贯通顶面和底面，但试块没有被劈裂成两部分，主要是因为裂缝间有钢纤维的连接，钢纤维的均匀无序分布，使得试块的裂缝发展受到一定程度的抑制，试块发生塑性破坏，如图2所示。

3.2 劈拉强度分析

根据正交试验理论，計算了水胶比A、再生骨料取代率B和钢纤维掺量C对劈拉强度影响的极差值R，RA=0.7，RB=0.24，RC=1.6，并绘制劈拉强度的点图分析，如图3所示，可知：随着水胶比的增大，钢纤维再生混凝土的劈拉强度先增加后降低，主要原因在于再生骨料的孔隙大、吸水性大，在混凝土拌合物初期，再生骨料吸收部分自由水，导致拌合物的实际用水量减小而影响其力学性能；随着再生骨料取代率的增加，劈拉强度影响不明显；随钢纤维体积掺量的增加，劈拉强度增加，钢纤维体积掺量在1.5%时达到最大，原因在于钢纤维在水泥基中的杂乱分布，对裂缝起到拉结作用，可以阻止裂缝的发展。

试验结果表明，钢纤维体积掺量是劈拉强度的主要影响因素，其次是水胶比。钢纤维再生混凝土劈拉强度达到最优的组合为A2B2C3，即水胶比为0.45，再生骨料取代率为40%，钢纤维体积掺量为1.5%。

4 结论

通过对掺钢纤维的再生混凝土劈拉强度试验的研究，得出以下结论：

①钢纤维体积掺量是劈拉强度的主要影响因素，其次是水胶比。钢纤维再生混凝土的劈拉强度随着水胶比的增加，先增加后降低；再生骨料取代率对劈拉强度的影响不显著；钢纤维再生混凝土的劈拉强度随着钢纤维体积掺量的增加而增加。

②在再生混凝土中掺入钢纤维可以有效的改善再生混凝土的力学性能，改善了混凝土的脆性破坏形态，提高其劈拉强度，这对于再生混凝土的应用具有积极的意义。

参考文献：

[1]杨粉，陈爱玖，等.钢纤维再生混凝土劈拉、抗折强度试验研究[J].混凝土，2012（12）：11-14.

[2]陈爱玖，王静，等.纤维再生混凝土力学性能试验及破坏分析[J].建筑材料学报，2013，16（2）：244-248.

[3]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.

[4]JGJ55-2011，普通混凝土配合比设计规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[5]GB/T50081-2002，普通混凝土力学性能试验方法标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.

[6]杨永生.纤维再生混凝土基本力学性能试验[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学），2013，32（12）：1669-1672.