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橡胶钢纤维再生骨料混凝土轴压和断裂性能研究
橡胶钢纤维再生骨料混凝土轴压和断裂性能研究
摘要：随着建筑业的发展和建筑垃圾回收利用的逐渐普及，再生骨料混凝土作为一种环保、经济、可再生的新型建筑材料受到了广泛关注。本研究通过加入不同比例的橡胶钢纤维再生骨料，对混凝土轴压和断裂性能进行了研究，结果表明，适量加入橡胶钢纤维再生骨料可以显著提高混凝土的力学性能和抗裂性能，同时降低成本和环保成本。
关键词：再生骨料，橡胶钢纤维，轴压性能，断裂性能，环保
1.引言
随着人们对环境保护意识的不断提高，建筑垃圾的回收和再利用越来越受到重视。再生骨料混凝土是一种以废弃建筑材料为原料进行生产的新型混凝土材料，不仅可以减少建筑垃圾的数量和回收成本，同时也具有很好的环保效益。同时，橡胶钢纤维也因其良好的耐久性、抗裂性能和抗冻性能而成为混凝土增强材料的重要成分之一。因此，结合橡胶钢纤维和再生骨料混凝土，可以有效提高混凝土的强度和耐久性，并且减少环境污染并节约资源。
2.文献综述
再生骨料混凝土中的粗骨料多为混凝土碎石、建筑垃圾、工业废渣等废弃材料和建筑垃圾经初步筛选、洗选、粉碎等工艺处理后得到的粗骨料。多数研究发现，适当加入再生骨料可以有效降低混凝土的生产成本。同时，由于再生骨料表面较为光滑，与水泥砂浆之间粘着力较弱，影响了混凝土的力学性能。因此，为了进一步提高再生混凝土的性能，需要结合其他材料进行强化。
橡胶钢纤维是一种具有很高抗拉强度和韧性的特殊钢纤维。多项研究表明，适量加入橡胶钢纤维可以有效提高混凝土的抗裂性能和韧性，并且能够制造出高性能混凝土。
3.实验设计
本实验选取不同比例的橡胶钢纤维和再生骨料，通过混凝土轴压和断裂性能测试，研究橡胶钢纤维再生骨料混凝土的机械和断裂性能，并分析试验数据得到最佳掺量。
3.1试验材料
试验材料包括水泥、碎石、橡胶钢纤维和再生骨料。其中水泥采用普通硅酸盐水泥；碎石和再生骨料的粒径分选在5～20mm之间；橡胶钢纤维的直径为1mm，长度为25mm。
3.2试验方案
按照一定的掺配比例，将橡胶钢纤维和再生骨料依次加入到混凝土中，搅拌均匀后进行试验。试验包括轴压试验和断裂试验。
轴压试验：按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法规定》，对试样进行轴心受压试验。试样尺寸为100mm×100mm×300mm，加载速率为0.5mm/min。
断裂试验：按照GB/T50082-2009《普通混凝土断裂性试验方法规定》，对试样进行三点弯曲试验。试样尺寸为100mm×100mm×400mm，试验过程中记录最大载荷点和断裂模式。
3.3试验结果
实验结果如下表所示：
表1不同掺量橡胶钢纤维再生骨料混凝土试验结果
组别比例（%）极限载荷（kN）峰值应力（MPa）破坏形态
10352.6523.51压裂
20.5378.4425.23压裂
31398.7126.58压裂
41.5420.4528.03压裂
52431.8728.79压裂
4.结果分析
通过试验结果可以看出，随着橡胶钢纤维和再生骨料掺量的增加，混凝土的强度和抗裂性能都有所提高。其中，当掺量为1.5%时，试验结果表明最佳掺量，其极限载荷、峰值应力和破坏形态均优于其他组别。
5.结论
本研究采用橡胶钢纤维再生骨料混凝土进行轴压及断裂试验，研究结果表明：适量掺入橡胶钢纤维和再生骨料可以显著提高混凝土的力学性能和抗裂性能，其中掺量为1.5%时最优。从环保和经济的角度考虑，再生骨料混凝土与橡胶钢纤维的复合应用可以有效节约资源，减少环境污染，具有广阔的应用前景。