废弃瓷砖粉对超高性能混凝土的抗压强度影响规律与机制

超高性能混凝土极低的水胶比和较高的水泥用量,使其在广泛应用中面临着水泥基体高自收缩和高成本等问题,而使用工业副产品或废弃物取代部分水泥是有效的解决方法之一。废品瓷砖已成为一种大宗工业废弃物,应用瓷砖粉在超高性能混凝土中可有效地解决水泥的高消耗和废弃瓷砖的堆积问题。因此,使用瓷砖粉取代水泥质量的10wt%、15wt%、20wt%和25wt%来制备新型绿色低碳超高性能混凝土,主要研究了瓷砖粉对超高性能混凝土抗压强度的影响规律,并采用修正Andreasen堆积模型、XRD分析、TG/DTG、SEM观察探讨了瓷砖粉对超高性能混凝土的改性机制,同时对瓷砖粉超高性能混凝土的环境足迹和成本进行了分析。研究结果表明,瓷砖粉的掺入对超高性能混凝土各龄期抗压影响在±10%以内,但对7~28天和28~60天的抗压强度发展影响显著,在25wt%掺量时抗压强度增长率分别达到了104.6%和51.8%。这主要是由于瓷砖粉的掺入提高了超高性能混凝土的堆积密实度,发生二次水化反应并生成了低钙硅比的水化硅酸钙凝胶,提高了水泥的水化程度,降低了界面过渡区的宽度。并且由环境影响和成本计算可知,瓷砖粉可有效降低超高性能混凝土的能耗、CO₂排放量和成本。      

镀铜钢纤维增强废弃陶瓷粉超高性能混凝土的压敏性研究

镀铜钢纤维具有良好的电学性能、力学性能和电导率，而废弃陶瓷粉具有内养护作用和低碳属性。在镀铜钢纤维分散良好的情况下，两者的协同作用易在混凝土基体中形成良好且化学稳定的增强、增韧和导电网络。采用均匀筛入法分散镀铜钢纤维，制备了镀铜钢纤维增强废弃陶瓷粉超高性能混凝土并研究了其压敏性能。研究结果表明，在不同镀铜钢纤维掺量、不同加载幅值和不同加载速率下，镀铜钢纤维均可提高废弃陶瓷粉超高性能混凝土的压敏性能，2.50%(体积分数)的镀铜钢纤维增强废弃陶瓷粉超高性能混凝土的电阻率变化率和应力/应变灵敏度相比于对照组分别提升了650.0%、614.3%和1 223.0%。相比纤维掺量和加载速率，加载幅值对压敏性能的影响最大。且由力-电模型表明，废弃陶瓷粉超高性能混凝土在循环荷载的电阻率变化率和应力/应变之间均服从指数函数关系，拟合度均在0.90以上。因此，通过测试镀铜钢纤维增强废弃陶瓷粉超高性能混凝土的电阻率即可实现混凝土结构的应力/应变监测。