废弃纤维再生混凝土及构件性能的试验研究

基于再生混凝土和纤维混凝土的研究成果，提出用废弃纤维做再生混凝土的增强纤维，形成废弃纤维再生混凝土（FCC）。通过FCC配比试验和细观试验，研究强度特性随再生骨料掺入量、废弃纤维掺入量、废弃纤维种类、废弃纤维损伤度的演变规律，提出FCC的细观机理及基于概率基础的损伤模型。结合耐久性试验，确定废弃纤维和再生骨料的最优掺量。进行FCC梁、柱的静载荷试验及在地震作用下的破坏状态和工作性能分析，根据废弃纤维和再生骨料损伤的概率分布，采用"虚拟筋法"建立废弃纤维和再生骨料掺入量与结构承载力之间的关系。本项目"以废治废"，利用废弃纤维来提高再生混凝土的力学性能，不仅降低了工程造价，拓展再生骨料的使用范围，同时提高废弃纤维的利用率，对建筑垃圾再生利用和固体废弃物治理具有重要意义。

基于再生混凝土和纤维混凝土的研究成果，提出用废弃纤维做再生混凝土的增强纤维，形成废弃纤维再生混凝土（FCC）。研究了纺织纤维长度、体积掺量、种类，再生混凝土取代率，水灰比以及龄期对混凝土坍落度、抗压强度和劈裂抗拉强度性能的影响，在此基础上提出了废弃纺织纤维再生混凝土最优配合比设计方法，为解决废弃纤维、再生骨料对环境的污染及其在工程上的科学应用提供技术支持。探讨了废弃纺织纤维再生混凝土在各种侵蚀溶液、各种浓度、各种侵蚀时间下的质量增量、抗压强度及氯离子侵蚀程度变化规律，提出了废弃纺织纤维再生混凝土不同深度氯离子含量计算公式，为该类结构在氯离子侵蚀环境下的使用提供设计依据。提出了不同水灰比、再生骨料掺入量、纺织纤维长度及体积掺量条件下废弃纺织纤维再生混凝土应力-应变关系及损伤量-应变关系，并提出了适用于废弃纺织纤维再生混凝土的本构模型和损伤模型。通过废弃纺织纤维再生混凝土梁、柱和节点的承载试验，给出了再生骨料掺量、废弃纺织纤维长度、掺量对梁、柱和节点承载力的影响规律，并提出了梁、柱和节点的承载力计算表达式，使该类材料建造的结构进行“强节点弱构件”设计成为可能，为废弃纤维再生混凝土梁的工程应用提供了设计依据。目前再生混凝土主要用于地基加固、道路工程的垫层、室内地坪垫层、砌块砌体等方面，要扩大其应用范围，将再生骨料混凝土用于钢筋混凝土结构工程中，必须克服再生骨料自身的缺点。而废弃纺织纤维的加入能够抑制再生混凝土的收缩、提高其抗拉强度、增加再生混凝土韧性的作用。废弃纺织纤维可由废弃丙纶地毯、涤纶纤维破碎后获得，用作混凝土的增强纤维，可改变废弃纺织纤维传统的填埋处理方法，因此可节约资源、保护环境。