改性稻草纤维对透水再生混凝土性能影响研究

作     者：秦思谈 

作者单位：武汉工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈旭勇;王波

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：透水再生混凝土 稻草纤维 透水性能 力学性能 抗冻性能 路用性能 

摘      要：透水再生混凝土的开发应用不仅能减小城市洪涝灾害的不利影响,还能解决建筑废弃物处理的问题,具有良好的社会、经济和环境效益。然而,透水再生混凝土存在脆性大、抗裂性差等缺点。添加植物纤维能够延缓混凝土开裂,然而,未经过处理的植物纤维与胶凝材料没有良好的粘接作用,会导致混凝土的性能下降。本文以稻草纤维为研究对象,以稻草纤维质量损失和成分含量以及相关性能为评价指标,获得最佳改性碱溶液浓度和浸泡时间;进而研究改性稻草纤维对透水再生混凝土的透水性能、力学性能和抗冻性的影响规律,获得最优配合比。最后对其进行路用实测分析,评价改性稻草纤维透水再生混凝土在实际工程中的应用效果。主要研究内容如下:(1)采用不同质量分数的碱溶液对稻草纤维进行浸泡,测定不同浸泡时间对稻草纤维失重率和成分含量的影响,以此来判断稻草纤维中缓凝物质的析出效果。继而研究改性稻草纤维对透水再生混凝土实际孔隙率和抗压强度的影响。试验结果表明:通过宏观和微观分析,发现预处理后的纤维外表面由光滑变得褶皱粗糙,更有利于与水泥基的结合;相较于未处理稻草纤维,改性稻草纤维能够较好改善透水再生混凝土的力学性能,且能在透水再生混凝土中形成一定的孔隙数量;以质量分数为4%的Na OH溶液和12h的浸泡时间对稻草纤维进行预处理的效果最好。(2)采用丝状和粉末状两种形态改性稻草纤维,研究其对透水再生混凝土性能的影响,掺量分别选取0kg/m、1.6kg/m、3.2kg/m与4.8kg/m,测定各组28d的实际孔隙率、透水系数、抗压强度、劈拉强度以及抗折强度,并计算出折压比。试验结果表明:不同形态的改性稻草纤维掺入均会降低透水再生混凝土抗压强度,但在一定程度上会提升其实际孔隙率、透水系数、劈拉强度、抗折强度和折压比;纤维形态为丝状、掺量为3.2kg/m时,改性稻草纤维透水再生混凝土的基本性能可以达到最优,且此时抗压强度满足规范要求。通过纤维形态和掺量对冻融循环下透水再生混凝土的质量和抗压强度的影响发现,无论哪种形态改性稻草纤维的掺入都能在一定程度上抑制冻融循环后质量和抗压强度的降低。试验结果表明:掺入丝状改性稻草纤维对于抑制透水再生混凝土因冻融造成的破坏有更好的效果,且掺量为3.2kg/m时,抗冻性能最好。(3)通过最优组配合比方案进行路用实测分析,并在此基础上开展路面孔隙恢复方法对比试验。试验结果表明:养护28d路面抗压强度为20.72MPa,透水系数为4.01mm/s;使用高压水枪冲洗法对路面孔隙恢复效果最优。