不同钢纤维率钢纤维再生混凝土梁的抗弯性能试验分析

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1、西华大学硕士学位论文1绪论1.1本课题研究目的与意义伴随我国经济的飞速发展，建筑业无论是质或量都显著提高。现有的各项设计、施工技术将建筑工程提升到一个新的高度，而国家对于各类新建、改造的建筑工程量的需求也空前强大。伴随这些产生的是大量的建筑垃圾，粗略统计每平方米建筑面积[1]的材料损耗就会产生70kg左右建筑垃圾，巨额的建渣处理费与由此引发的环境问题与社会问题，已经引起了社会各界的广泛关注。目前普遍认可且开始使用的建筑垃圾处理方法就是利用这些废弃物制作新建筑材[2]料，实现材料的循环利用。混凝土以其自身强度高、刚度大、耐久

2、性好、造价低等优点，是用量最大、最普遍使用的建筑材料之一，同时也是建筑垃圾、建筑物拆除后建[3]渣的主要组成。将废弃混凝土经过破碎、除杂、分级等处理后成为再生骨料，并利用[4]再生骨料配制的混凝土，称作再生混凝土。再生混凝土技术不仅可以解决废弃混凝土带来的环境污染，还可以节约天然骨料资源，社会效益、经济效益和环境效益十分显[5][6]著，对节约资源、能源，减轻环境负荷及维护生态平衡具有重要的意义。然而，再生混凝土结构性能较之普通混凝土结构性能有不同程度的降低，这严重[7]阻碍了再生混凝土在实际工程中的应用。众所周知，组合结

3、构可使钢材和混凝土两种不同性质的材料避重就轻，最大程度发挥各自的长处，具有一系列的优点。若将再生混凝土应用在组合结构中，即可弥补再生混凝土的不足，又具有组合结构的优点，这[8][9]将为再生混凝土在结构工程中应用提供更宽广的道路。纤维混凝土(FiberConcrete，简称FC)，通常是以水泥净浆、砂浆或者混凝土为基体，将短而细的，具有高抗拉强度、高极限延伸率、高抗碱性等良好性能的纤维均[10]匀的分散其中。纤维在混凝土中限制混凝土早期裂缝的产生及在外力作用下裂缝的进一步扩展。在纤维混凝土受力初期，纤维与混凝土共同受力，此

4、时混凝土是外力的主要承担者，随着外力的不断增加或者外力持续一定时间，当裂缝扩展到一定程度之后，混凝土退出工作，纤维成为外力的主要承担者，横跨裂缝的纤维极大的限制了混[11]凝土裂缝的进一步扩展。由此可见，纤维有效地克服了混凝土抗拉强度低、易开裂、抗疲劳性能差等固有缺陷。与普通混凝土相比，FC具有较高的抗拉、抗弯拉、抗冲击、抗阻裂、抗爆和韧性、延性等性能，同时对混凝土抗渗、防水、抗冻、护筋性等方面也有很大的贡献。就钢纤维而言，当钢纤维混凝土（SFC）破坏时，大都是纤维被拔出而不是被拉断，因此改善纤维与基体间的粘结强度是改善纤

5、维增强效果的主要控制因[12]素之一。虽然再生混凝土构件较原生混凝土构件以及钢纤维混凝土构件在力学性能上各有不同，但是鉴于纤维混凝土具有素混凝土不具有的优点，尤其是钢纤维混凝土在实际1不同钢纤维率钢纤维再生混凝土梁的抗弯性能试验研究工程中日益得到学术界和工程界的关注。将钢纤维与再生混凝土结构组合，既能使有限的资源得以再利用，解决了部分环保问题，钢纤维混凝土的优点又可以弥补再生混[13-19]凝土构件力学性能方面的不足。1.2再生混凝土国内外研究现状及应用1.2.1国外研究现状及应用美国、日本和欧洲等发达国家对废弃混凝土的再

6、利用研究的较早,主要集中在对再生骨料和再生混凝土基本性能的研究,这些基本性能包括物理性能、化学性能、力学性能、结构性能、工作性能和耐久性能等。美国每年废弃的混凝土大约有六千万吨，政府制定了“超级基金法”,规定:任何生产有工业废弃物的企业,必须自行妥善处理,不得擅自随意倾倒。美国对再生混凝土的性能做了系统性的研究和试验以鼓励再生混凝土的利用，且已有再生混凝土用于工程的实例——据美国联邦公路局统计，美国现在已有超过20个州在公路建设中采用再生混凝土；26个州允许将再生混凝土作为基层材料；4个州允许将再生混凝土作为底基层材料；将

7、再生混凝土应用于基层和底基层的28个州级机构中，有15个制定了关于再生混凝土的规范。公路水泥混凝土的再生利用在美国现已被广泛应用于高速公路施工中。许多州已经完成了大量的混凝土再生利用项目，并计划实施更多的再生利用项目。美国的CYCLEAN公司采用微波技术回收利用路面沥青混凝土，回收率可达100%且质量与新拌沥青混凝土路面质量相同,但成本减少了1/3，同时降低了垃圾清运和处理费[20]用，减轻了环境污染。日本土地资源稀少，故在再生资源方面研究颇多，技术较国内成熟很多。早在1977年，日本政府就制定了《再生骨料和再生混凝土使用

8、规范》，同时在各地建立了处理建筑垃圾的再生利用工厂。1991年又制定了《资源重新利用促进法》来保障实施，其方针是：①尽可能不从施工现场排出建筑垃圾；②建筑垃圾要尽可能地重新利用；③对于重新利用有困难的建筑垃圾则应适当予以处理。1992年，日本提出了“控制建筑副产品排放和建筑副产品再利用技术开发”的5年计