王晉浩，鄭傳磊，金寶宏,，趙亞娣，李淑翔，李新正，楊保明，候玉飛

(1. 寧夏大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院，銀川 750021； 2. 寧夏大學(xué) 新華學(xué)院，銀川 750021)

0 引 言

隨著國(guó)內(nèi)建設(shè)活動(dòng)變得越來(lái)越頻繁，混凝土的消耗也在與日俱增。石子作為配置混凝土不可或缺的材料，大量開(kāi)采造成骨料資源枯竭、無(wú)法持續(xù)滿足建設(shè)工程的需求和一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。與此同時(shí)，由于建筑的老舊和自然災(zāi)害的破壞，大批建筑物的拆除也產(chǎn)生了大量固廢[1]。

纖維自密實(shí)混凝土具有劈拉強(qiáng)度高、早期開(kāi)裂少、干燥收縮變形小等特點(diǎn)[2]。再生混凝土是利用再生骨料替代天然石子的新型綠色混凝土，可以用來(lái)解決砂石資源短缺和環(huán)境問(wèn)題，形成建筑材料循環(huán)利用。但是由于再生骨料具有吸水率高、過(guò)渡界面復(fù)雜、壓碎指標(biāo)大等諸多劣性，導(dǎo)致再生混凝土強(qiáng)度和耐久性低于普通混凝土[3-6]。為了強(qiáng)化再生混凝土力學(xué)性能，各國(guó)學(xué)者對(duì)再生骨料的預(yù)處理和再生混凝土基體的改性摻和視為研究重點(diǎn)[7-8]。主要包括骨料物理改性處理[9]、骨料化學(xué)改性處理[10-12]、水化水泥漿體改性處理[13]、骨料重組[14]和界面過(guò)渡區(qū)改性處理[15]。不引入再生混凝土成分體系外的骨料化學(xué)改性和骨料重組強(qiáng)化效果較好。羅素榮等[11]用納米二氧化硅對(duì)再生骨料進(jìn)行改性處理后，再生混凝土的界面過(guò)渡區(qū)壓痕模量得到提升、疲勞性能得到改善。曹鑫鋮等[12]通過(guò)用水泥漿對(duì)再生骨料進(jìn)行包裹處理，發(fā)現(xiàn)采用42.5R的水泥效果最好而且增強(qiáng)了過(guò)渡界面。Bui等[14]通過(guò)骨料成分重組方式將再生骨料替代小粒徑的天然骨料，得到的混凝土比傳統(tǒng)再生混凝土具有更高的彈性模量和劈拉強(qiáng)度。

鋼渣和粉煤灰都是工業(yè)活動(dòng)的副產(chǎn)品。鋼渣具有表面粗糙、壓碎指標(biāo)低、吸水率好等特點(diǎn)[16]，目前被用于地基回填，路基和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，但其綜合利用率僅為30%[17]。將適量的鋼渣石摻入到混凝土中，會(huì)提高混凝土強(qiáng)度和耐磨性能[16,18]。粉煤灰可以延遲火山灰反應(yīng)、降低水化反應(yīng)放出的水化熱、增強(qiáng)混凝土抗開(kāi)裂能力、減少混凝土內(nèi)部堿儲(chǔ)備[19-21]。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)纖維自密實(shí)再生混凝土研究較少。本文從骨料成分重組和混合水泥漿包裹改性處理方式著手，將鋼渣石和包漿再生骨料復(fù)摻替代天然石子，設(shè)計(jì)PVA體積分?jǐn)?shù)、鋼渣石替代率、粉煤灰摻量和包漿再生骨料替代率的四因素四水平正交試驗(yàn)，研究4種因素對(duì)纖維自密實(shí)再生混凝土力學(xué)性能影響，對(duì)比鋼渣石和包漿再生骨料在混凝土中力學(xué)性能影響大小并總結(jié)再生骨料改性經(jīng)驗(yàn)。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 原材料

水泥采用寧夏賽馬牌42.5R普通硅酸鹽水泥，28 d抗壓和彎折強(qiáng)度分別為46.3和7.5 MPa。粉煤灰為靈武發(fā)電廠生產(chǎn)的二級(jí)粉煤灰。PVA為日本可樂(lè)麗公司生產(chǎn)的直徑31微米長(zhǎng)度為9毫米的短切纖維，詳細(xì)性能如表1。再生骨料來(lái)源于廢棄公路路面，原始強(qiáng)度為C30，二次破碎后篩選出5～20 mm粒徑；包漿再生骨料由再生骨料包裹混合水泥漿得到；天然石子產(chǎn)自鎮(zhèn)北堡；鋼渣石來(lái)自當(dāng)?shù)責(zé)掍搹S的鋼渣廢料；表2為4種粗骨料基本物理性能。減水劑為北京幕湖公司生產(chǎn)的聚羧酸高效減水劑(粉劑)，減水率為20%。水為銀川城市自來(lái)水。粗骨料和PVA外觀見(jiàn)圖1。

表1 PVA主要性能指標(biāo)Table 1 Main performance indicators of PVA

表2 粗骨料基本物理性能Table 2 Basic physical properties of coarse aggregates

圖1 粗骨料和PVAFig.1 Coarse aggregate and PVA

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為研究PVA、鋼渣石、粉煤灰和包漿再生骨料對(duì)纖維自密實(shí)再生混凝土力學(xué)性能的影響，考慮4個(gè)因素：PVA體積分?jǐn)?shù)Vp、鋼渣石替代率Rs、粉煤灰摻量Rf以及包漿再生骨料替代率Rc，每個(gè)因素設(shè)置4個(gè)水平，如表3所示。采用L16(45)正交試驗(yàn)表。每組配合比如表4所示。減水劑摻量為0.5%～1.0%。

表3 因素水平Table 3 Factor level

表4 纖維自密實(shí)再生混凝土配合比Table 4 Mix proportion of fiber reinforced self-compacting recycled concrete kg/m3

1.3 試件制備及試驗(yàn)方法

包漿再生骨料采用水膠比為0.5，粉煤灰摻量為20%的42.5R水泥漿進(jìn)行包裹[12]，在室內(nèi)陰處?kù)o置3 d后倒入混凝土。鋼渣石放在裝水的桶中陳化12 d以上，以使得會(huì)影響混凝土后期體積穩(wěn)定性的f-CaO和f-MgO盡可能反應(yīng)[22]。粉煤灰按照《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》[23]中的混凝土配合比設(shè)計(jì)方法摻入，填充性能設(shè)計(jì)為SF3級(jí)。攪拌方式采用二次攪拌[24]，振搗方式采用手動(dòng)振搗。在混凝土入模1d后脫模，再移到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室至28 d齡期。試驗(yàn)設(shè)備采用美特斯工業(yè)系統(tǒng)(中國(guó))有限公司的SHT-4106型壓力試驗(yàn)機(jī)。試驗(yàn)一共制備9個(gè)100 mm×100 mm×100mm的混凝土立方體塊和4個(gè)100 mm×100 mm×400 mm的棱柱體，分別用于測(cè)試混凝土立方體抗壓、劈裂抗拉及彎折試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 破壞形態(tài)

2.1.1 立方體抗壓破壞形態(tài)

圖2為立方體抗壓試驗(yàn)破壞形態(tài)。在加載前期，試件中部和底部只出現(xiàn)少許微小裂縫。到了加載中期，試件兩側(cè)底邊角出現(xiàn)大裂縫并以縱向方向逐漸往頂部發(fā)展，同時(shí)試件受壓膨脹導(dǎo)致中部的短小裂縫橫向相互貫通連接形成長(zhǎng)裂縫。到加載后期，混凝土內(nèi)部形成長(zhǎng)裂縫，試件失穩(wěn)破壞，試驗(yàn)停止。對(duì)于未摻PVA的試件，出現(xiàn)較大表面混凝土脫落，如圖2(a)L1所示。隨著PVA的體積分?jǐn)?shù)增加，纖維的橋接和應(yīng)力傳遞作用越明顯，試件周身布滿細(xì)小裂縫，最終形態(tài)完整度也越高，如圖2(b)L8和(c)L14所示。不同再生骨料在混凝土立方體破壞形態(tài)上并無(wú)明顯區(qū)別。

圖2 立方體抗壓試驗(yàn)破壞形態(tài)Fig.2 Failure forms of cube compressive test

2.1.2 劈拉破壞形態(tài)

圖3為試件劈拉試驗(yàn)破壞形態(tài)。在加載前期，試件處于彈性階段，頂部和底部墊條處出現(xiàn)微小裂縫。隨著試驗(yàn)進(jìn)行，到加載中后期，裂縫逐漸往試件中部延伸形成一條連續(xù)的大裂縫。到達(dá)最大荷載時(shí)，會(huì)發(fā)生“砰”的一聲，試驗(yàn)隨即停止。對(duì)于PVA體積分?jǐn)?shù)較低的試件，其只有一條主裂縫，斷裂面平整，試件完整性高，如圖3(a)L2所示。而PVA摻量較高的試件，纖維四周的水泥砂漿會(huì)由于橋接作用在拉拔過(guò)程中出現(xiàn)破壞，導(dǎo)致試件出現(xiàn)一條主裂縫和次裂縫，如圖3(b)L15所示。對(duì)所有L1-L16的試件，觀察其斷裂面，發(fā)現(xiàn)全部鋼渣石均發(fā)生折斷；而其他粗骨料會(huì)因?yàn)榕c砂漿界面間的黏結(jié)破壞出現(xiàn)部分剝離部分折斷現(xiàn)象，如圖3(c)L7所示。

圖3 劈拉試驗(yàn)破壞形態(tài)Fig.3 Failure forms of splitting tensile test

2.1.3 彎折破壞形態(tài)

圖4為試件彎折試驗(yàn)破壞形態(tài)。在加載前期，試件在跨中部位并未出現(xiàn)明顯裂縫。隨著荷載的增加，到接近破壞荷載時(shí)，試件跨中底部位置逐漸出現(xiàn)微小裂縫并往頂部快速發(fā)展。達(dá)到破壞荷載時(shí)，試件伴隨“砰”的一聲被瞬間折斷，發(fā)生脆性破壞。觀察所有試件側(cè)面，大都只出現(xiàn)一條較為筆直的裂縫，如圖4(a)L8所示。從試件斷裂面可以看出，鋼渣石均發(fā)生折斷；而其他粗骨料發(fā)生部分折斷部分粘結(jié)破壞，如圖4(b)L8所示。

圖4 彎折試驗(yàn)破壞形態(tài)Fig.4 Failure forms of flexural test

2.2 混凝土力學(xué)性能

表5為纖維自密實(shí)再生混凝土的抗壓強(qiáng)度(fcu)、劈拉強(qiáng)度(fts)和彎折強(qiáng)度(ff)。為考察PVA體積分?jǐn)?shù)Vp(A)、鋼渣石替代率Rs(B)、粉煤灰摻量Rf(C)和再生骨料替代率Rc(D)對(duì)纖維自密實(shí)再生混凝土強(qiáng)度的影響程度，找出顯著性影響因素，進(jìn)行極差和方差分析并分別把結(jié)果列于表6和表7。

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Orthogonal experiment results/MPa

表6 正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果Table 6 Results of range analysis of orthogonal experiment/MPa

表7 正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果Table 7 Results of analysis of variance of orthogonal experiment/MPa

2.2.1 立方體抗壓強(qiáng)度

由表5可以看出16組纖維自密實(shí)再生混凝土抗壓結(jié)果都滿足C30混凝土強(qiáng)度。粉煤灰摻量對(duì)抗壓強(qiáng)度影響程度最大，極差為14.000 MPa。

由圖5(a)可知，隨著Rf的增加，抗壓強(qiáng)度呈增大趨勢(shì)；隨著Vp和Rs的增加，抗壓強(qiáng)度呈先增大后下降趨勢(shì)；隨著Rc的增加，抗壓強(qiáng)度呈先下降后上升趨勢(shì)。

圖5 PVA體積分?jǐn)?shù)(Vp)、鋼渣石替代率(Rs)、粉煤灰替代率(Rf)和包漿再生骨料替代率(Rc)對(duì)強(qiáng)度的影響Fig.5 The influence of PVA volume fraction(Vp), steel slag stone replacement rate(Rs), fly ash replacement rate(Rf) and wrapped slurry recycled coarse aggregate replacement rate(Rc) on strength

Rf從0%增加到30%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，抗壓強(qiáng)度提高34.4%。因?yàn)楸敬卧囼?yàn)按照《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》[23]摻入的粉煤灰，導(dǎo)致水膠比從0.5下降到了0.41，從而混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)較大增幅。Vp從0%增加到1.0%(體積分?jǐn)?shù))，抗壓強(qiáng)度提高10.8%；當(dāng)增加到1.5%時(shí)，抗壓強(qiáng)度卻出現(xiàn)下降。這是因?yàn)樵赑VA摻入適量的情況下，纖維在受壓過(guò)程中傳遞了應(yīng)力，改善了基體內(nèi)部的應(yīng)力分布，使得抗壓強(qiáng)度得到提升；但是過(guò)高的摻量造成纖維在基體內(nèi)部形成非定向支撐體系，對(duì)混凝土各組分之間的堆聚產(chǎn)生促進(jìn)作用；另一方面，纖維的摻入會(huì)消耗掉一部分用于包裹粗骨料和細(xì)骨料的水泥砂漿，減弱了骨料的滑移流動(dòng)作用，影響纖維自密實(shí)再生混凝土的工作性能，造成混凝土孔隙率更高且不密實(shí)[25-26]。

Rs從0%增加到20%，抗壓強(qiáng)度提高8.9%。由于鋼渣石吸水率低且壓碎指標(biāo)高，骨料物理性能高于天然碎石，因此混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)提升；當(dāng)Rs增加到30%，抗壓強(qiáng)度卻下降1.9%，這是因?yàn)殇撛砻娑嗫?，隨著摻量的提高，使得更多的水泥漿體去填充鋼渣石內(nèi)部孔隙，而沒(méi)有用于包裹骨料，也沒(méi)有用于降低基體水膠比，因而強(qiáng)度出現(xiàn)下降。

Rc從0%增加到30%，抗壓強(qiáng)度下降了1.3%，這是包漿再生骨料的物理性能低于天然骨料，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度出現(xiàn)下降；當(dāng)增加到70%時(shí)，抗壓強(qiáng)度提高9.3%，是因?yàn)殡S著替代率的增加，包漿再生骨料表面未充分水化的活性物質(zhì)在倒入混凝土后，降低了界面過(guò)渡區(qū)的水膠比[27]，同時(shí)由于包漿再生骨料的界面過(guò)渡區(qū)部位存在濃度梯度，骨料內(nèi)部的水分子往外滲透，而基體中的活性物質(zhì)往骨料方向移動(dòng)，此過(guò)程中產(chǎn)生大量AFt和C-S-H，形成了更為致密的界面過(guò)渡區(qū)[28-29]。此兩種正面效應(yīng)逐漸大于了再生骨料劣性給混凝土的負(fù)面影響，從而提升了抗壓強(qiáng)度。

由表7可知，粉煤灰是纖維自密實(shí)再生混凝土抗壓強(qiáng)度的顯著因素，PVA、鋼渣石和包漿再生骨料是非顯著因素，但包漿再生骨料的顯著性高于鋼渣石。在僅考慮抗壓強(qiáng)度的情況下，最佳配合比為：1%的PVA，20%的鋼渣石，30%的粉煤灰，70%的包漿再生骨料。

2.2.2 劈拉強(qiáng)度

由表6可知：影響纖維自密實(shí)再生混凝土劈拉強(qiáng)度的因素依次為粉煤灰摻量Rf(C)>PVA體積分?jǐn)?shù)Vp(A)>鋼渣石替代率Rs(B)>包漿再生骨料替代率Rc(D)，其中Rf對(duì)劈拉強(qiáng)度影響程度最大，極差為0.65 MPa。

由圖5(b)可知，隨著Vp、Rf和Rc的增加，劈拉強(qiáng)度均呈增大趨勢(shì)；隨著Rs的增加，劈拉強(qiáng)度先持平后增大，最后下降。Rf從0%增加到30%，劈拉強(qiáng)度提高21.6%。粉煤灰不僅通過(guò)分散水泥顆粒，形成更致密的水泥骨架，而且還作為微集料給C-S-H等水化產(chǎn)物的生長(zhǎng)提供額外表面[30]，同時(shí)隨著摻量的增加，改善了纖維自密實(shí)再生混凝土的和易性，此3種效應(yīng)協(xié)同作用下，使得混凝土強(qiáng)度提高。

Vp從0%增加到1.5%，劈拉強(qiáng)度提高9.1%。這是因?yàn)镻VA在混凝土基體內(nèi)部隨機(jī)分布，當(dāng)受到拉力荷載時(shí)，纖維起到了傳遞應(yīng)力的作用，在混凝土出現(xiàn)裂縫過(guò)程中，纖維與混凝土基體間形成橋接作用，其具有高彈性模量的特性再加上與基體間機(jī)械咬合力和粘結(jié)力，增強(qiáng)了基體的強(qiáng)度和韌性[31]。

Rs從0%增加到20%，劈拉強(qiáng)度提高4.9%，表明鋼渣石在低替代率下能夠增強(qiáng)混凝土劈拉強(qiáng)度。這是因?yàn)殇撛砻孑^天然碎石粗糙，與膠凝材料的機(jī)械咬合力和粘結(jié)作用更強(qiáng)，在其受到劈拉荷載時(shí)，鋼渣石與周圍膠凝材料緊密結(jié)合共同承擔(dān)荷載，直到骨料被折斷也不發(fā)生與砂漿界面間的黏結(jié)破壞；當(dāng)增加到30%，劈拉強(qiáng)度與未摻入鋼渣石的混凝土相比并沒(méi)有明顯變化。Rc從0%增加到70%，劈拉強(qiáng)度只提高4.0%，表明包漿再生骨料對(duì)劈拉強(qiáng)度影響不明顯。

由表7可知，粉煤灰是纖維自密實(shí)再生混凝土劈拉強(qiáng)度的顯著因素，PVA有一定影響。鋼渣石對(duì)劈拉強(qiáng)度的顯著性幾乎是包漿再生骨料的兩倍，體現(xiàn)在：混凝土立方體塊斷面處的鋼渣石均為折斷，未出現(xiàn)骨料與基體剝離現(xiàn)象，而包漿再生骨料和天然骨料則出現(xiàn)部分折斷，部分剝離現(xiàn)象。在僅考慮劈拉強(qiáng)度的情況下，最佳配合比為：1.5%的PVA，20%的鋼渣石，30%的粉煤灰，70%的包漿再生骨料。

2.2.3 彎折強(qiáng)度

由表6可知：影響纖維自密實(shí)再生混凝土彎折強(qiáng)度的因素依次為粉煤灰摻量Rf(C)>PVA體積分?jǐn)?shù)Vp(A)=鋼渣石替代率Rs(B)>包漿再生骨料替代率Rc(D)，其中Rf對(duì)彎折強(qiáng)度影響程度最大，極差為0.75 MPa。

由圖5(c)可知，Rf從0%增加到30%，彎折強(qiáng)度提高16.9%。Vp從0%增加到1%，彎折強(qiáng)度提高5.3%；當(dāng)增加到1.5%，彎折強(qiáng)度只提高2.7%。

Rs從0%增加到20%，彎折強(qiáng)度提高4.8%，當(dāng)增加到30%，抗折強(qiáng)度只提高0.5%。這是由于隨著替代率的升高，鋼渣石較高的表觀密度和孔隙率導(dǎo)致擴(kuò)展度降低，影響了纖維自密實(shí)再生混凝土的工作性能，最終強(qiáng)度下降。Rc從0%增加到50%，彎折強(qiáng)度提高3.2%；當(dāng)增加到70%，彎折強(qiáng)度只提高2.6%。

由表7可知，粉煤灰是纖維自密實(shí)再生混凝土彎折強(qiáng)度的顯著因素，鋼渣石具有同PVA一樣的顯著性，遠(yuǎn)大于包漿再生骨料。在僅考慮彎折強(qiáng)度的情況下，最佳配合比為：1%的PVA，20%的鋼渣石，30%的粉煤灰，50%的包漿再生骨料。

2.3 功效系數(shù)法分析

根據(jù)表6的極差分析和表7的方差分析，4種因素對(duì)纖維自密實(shí)再生混凝土強(qiáng)度影響不一致，難以確定最優(yōu)配合比，故引入功效系數(shù)法[32]。此法可以對(duì)多個(gè)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)分。根據(jù)表5的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分別選用抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度、彎折強(qiáng)度的最大值和最小值作為功效系數(shù)法指標(biāo)評(píng)價(jià)體系的滿意值和不滿意值，置于表8。

表8 滿意值和不滿意值Table 8 Satisfaction and dissatisfaction values/MPa

功效系數(shù)法公式詳見(jiàn)公式(1)

(1)

式中：d1、d2和d3分別代表抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度和彎折強(qiáng)度

將表5中的試驗(yàn)結(jié)果引入公式(1)后得到功效系數(shù)值表9。由表9可知，試件10的∑di最大，總功效系數(shù)值為300。因此建議最佳配合比為：1vol%的PVA,10%的鋼渣石,30%的粉煤灰,50%的包漿再生骨料。

表9 功效系數(shù)值計(jì)算結(jié)果Table 9 Results of efficacy factor value calculation

2.4 力學(xué)性能指標(biāo)換算關(guān)系分析

根據(jù)圖6可以得出，普通混凝土關(guān)于劈拉強(qiáng)度及彎折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的計(jì)算式不適用于纖維自密實(shí)再生混凝土。

2.4.1 劈拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)系

圖6(a)列出了其他文獻(xiàn)[16,33-37]和此次試驗(yàn)測(cè)試所得的劈拉強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度分布情況，可以看出劈拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的增大呈正相關(guān)，與普通混凝土保持一致。

我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[33]將劈拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系定義為：

(2)

美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)(ACI)[34]將兩者關(guān)系定義為：

(3)

向星赟[35]建議將兩者換算關(guān)系取為：

(4)

肖建莊[36]則得出用公式(5)計(jì)算兩者的關(guān)系：

(5)

綜合國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)和此次數(shù)據(jù)，擬采用形如公式(6)的回歸模型進(jìn)行分析：

(6)

得到劈拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)系：

(7)

相關(guān)系數(shù)R為0.90318，相關(guān)性較高，比較準(zhǔn)確地反應(yīng)了本試驗(yàn)的劈拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系。

2.4.2 彎折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)系

圖6(b)綜合了國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)[12,16,36,38-39]和此次測(cè)試所得的彎折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度分布情況，可以看出：大致上，彎折強(qiáng)度隨著抗壓強(qiáng)度的提高而增大，但是各試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散性較大，推測(cè)其原因是本試驗(yàn)變量因素較多，不同變量對(duì)抗折強(qiáng)度的影響相互交叉，導(dǎo)致規(guī)律不明顯。

圖6 混凝土劈拉強(qiáng)度及彎折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系Fig.6 Relationship between splitting tensile strength and flexural strength and compressive strength of concrete

歐洲委員會(huì)(CEB)[38]建議將彎折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系式取為：

(8)

金昌[39]采用公式來(lái)表示兩者的關(guān)系：

(9)

曹鑫鋮[12]建議取為：

(10)

肖建莊[36]推薦使用公式對(duì)兩種強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算：

(11)

綜上，換算關(guān)系擬采用公式(6)進(jìn)行回歸分析，得到新的公式：

(12)

其相關(guān)系數(shù)R為0.92507，相關(guān)性較高，按照公式(8)、(9)、(11)計(jì)算的混凝土抗折強(qiáng)度結(jié)果偏大，采用公式(12)能更準(zhǔn)確地反應(yīng)彎折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系。

3 結(jié) 論

(1)對(duì)于抗壓強(qiáng)度，粉煤灰為顯著因素，包漿再生骨料顯著性大于鋼渣石，最佳配合比為：1%的PVA，20%的鋼渣石，30%的粉煤灰，70%的包漿再生骨料；對(duì)于劈拉強(qiáng)度，粉煤灰為顯著因素，PVA有一定影響，鋼渣石顯著性大于包漿再生骨料，最佳配合比為：1.5%的PVA，20%的鋼渣石，30%的粉煤灰，70%的包漿再生骨料；對(duì)于彎折強(qiáng)度，粉煤灰為顯著因素，鋼渣石顯著性大于包漿再生骨料，最佳配合比為：1%的PVA，20%的鋼渣石，30%的粉煤灰，50%的包漿再生骨料。

(2)根據(jù)功效系數(shù)法對(duì)抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度和彎折強(qiáng)度進(jìn)行綜合評(píng)分，得出最佳配合比為：1%的PVA，10%的鋼渣石，30%的粉煤灰和50%的包漿再生骨料。

(3)基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)所得到的非線性回歸表達(dá)式，相關(guān)系數(shù)均在0.9以上，擬合精度良好，能直觀反應(yīng)纖維自密實(shí)再生混凝土抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度和彎折強(qiáng)度之間的關(guān)系。

(4)對(duì)再生骨料進(jìn)行包漿時(shí)，應(yīng)分粒徑大小分別處理。其中5～10 mm粒徑的骨料易發(fā)生團(tuán)聚，應(yīng)在包漿完成后，將團(tuán)聚骨料分離，否則會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降，或?qū)?～10 mm骨料不處理，從而利于工業(yè)化生產(chǎn)。