文摘

这次调查主要集中在一些移动珍珠岩轻质混凝土的弯曲实验。在这些样本中,纺织废料纤维在纺织网玻璃纤维和嵌入式核心部分的立方轻质混凝土标本。弯曲试验表明,轻质混凝土板的核心纺织废料纤维密度小于水和高的吸收能量和延性。此外,这些复合面板通过适当的保温特性可用于建筑的分区。

1。介绍

在先进的工业化国家,利用纤维在混凝土始于1960年代初1]。纤维的类型和形式以及纤维增强混凝土的建设(FRC)明显改善在过去五年里,和他们的就业一直在上升2,3]。改善混凝土的力学性能使用随机分布的纤维的主题感兴趣的众多研究[3- - - - - -7]。在1994年至2011年之间,王等人的一些研究成果进行添加地毯废弃物纤维混凝土和土壤。在这个研究中,旧的地毯变成了纤维。这些纤维是不一定相同的大小和实际使用在许多不同的形状和大小在混凝土和土壤。压缩和弯曲实验后,结果表明,废纤维的使用失败的阻力有明显影响,混凝土的刚度和延性。这个便宜的使用浪费在混凝土也增加了混凝土的耐久性8- - - - - -10]。

近年来,dos Reis等人研究了纤维与纺织机械性能的浪费。在这个研究中,新弗里堡工业纺织废料,位于巴西的里约热内卢,。这项研究的目的是探索增强聚合物混凝土的力学性能和最佳使用纺织废料的纤维考虑增加产量在巴西这种浪费的。总体结果,这是表示,减少浪费纺织纤维与聚合物混凝土混合编制了一个独特的复合材料有较低的抗弯和抗压特性与无筋相比,聚合物混凝土。使用这些纺织废料混凝土导致平滑失败,与无筋聚合物混凝土的脆性破坏行为。此外,纺织废料的使用可以解决环境污染问题,为建筑行业提供一种替代材料(11,12]。先前的研究随机分布的纤维混凝土的研究已经完成主要防止混凝土开裂在凌晨或提高混凝土的力学性能。此外,纤维混凝土中使用的比例一直微不足道(约1 - 5%的卷)[8- - - - - -13]。然而,本研究旨在广泛使用的纺织废料作为核心部分的纤维芯板,导致了更多的环境友好和权重在非结构元素的建筑。

在这项研究中,纺织废料纤维在纺织网玻璃纤维,用作轻质混凝土的中心层。纺织网玻璃纤维环保材料制成的耐碱性纤维和可用于钢筋混凝土薄和轻量级部件(14- - - - - -19]。这些属性是在轻质混凝土使用纺织网的主要原因。

2。的研究意义

每年,由于制造工艺的工业活动,世界上各种各样的废物产生。这不仅对环境构成了威胁,也代表了有用的资源的浪费。因此,近几十年来,大部分的努力进行回收和重复利用的活动以减少浪费材料。一个纺织废料的浪费。由于世界人口的增长和增加对纺织产品的需求在我们生活的不同类别,纺织废料绝对占很大一部分的工业废物。这些软废物除了强化属性可用于填充水泥复合材料和建筑材料的目的。使用纺织废纤维填充的目的,这是本研究的主要目的,不仅会导致消除这些大量的浪费,还引入了一个新的、低成本替代在建筑行业。

3所示。试验研究

3.1。材料

下面的材料被用于目前的调查。

3.1.1。纺织废料纤维

关于纺织工业的令人印象深刻的服务及其主要角色在我们的生活中,每年产生大量的废料在这个行业。纺织废料被评为第三相比,塑料和纸板(1,20.]。在这个调查中,至少废棉质量使用纤维由于其低密度,导热性和低成本。棉花纤维分类天然植物纤维中有大量的垃圾在纺织行业的初始生产步骤20.- - - - - -23]。抗拉力和密度这些纤维是微不足道的21- - - - - -24]。

3.1.2。纺织网玻璃纤维

编织网的玻璃纤维纺织网(玻璃纤维)被用来限制的废纤维轻质混凝土标本(见图1)。

提到的网格是商业上称为网格75克。这个数字表明其每一平方米的重量。光阑的大小毫米。这些网格加强石膏的一些用法和混凝土部分,墙壁,地板和屋顶。他们也防止混凝土裂缝的变形和扩展和提高聚合物的力学性能。报道在表的更多细节1(14- - - - - -19]。

3.1.3。轻质混凝土

在这次调查中,所有的标本用轻量级珍珠岩水泥建造的。轻质混凝土体积混合制备的水泥和轻量级珍珠岩聚合。II型硅酸盐水泥体积密度为1160公斤/米³使用相应的ASTM标准。此外,珍珠岩聚合由于其体积密度115公斤/米³使用9.5毫米的最大大小(1,23,24]。

3.2。混合、铸造和养护

混合,和没有纤维芯,一个水灰比(w / c)为0.45,和珍珠岩和水泥的数量保持不变。

许多混凝土标本进行测试在这项研究中,定义下面的表2。(我)PC2: PC2标本准备的尺寸厘米。在准备PC2s,轻骨料混凝土的体积比1水泥、2珍珠岩,水灰比0.45采用(1,23,24]。(2)FPC25: PC2s FPC25s是一样的,但在其内部,一个核心废棉的纤维,在编织玻璃纤维网格厘米,。(3)FPC25s FPC26: FPC26标本是一样的,但在其内部,一个核心废棉的纤维,在编织玻璃纤维网格厘米,。

图2试验表明FPC标本的示意图。

混合标本的过程包含以下几个阶段。起初,轻量级珍珠岩骨料被安置在混合器和地一分钟在恒定速度。然后,水泥添加到混合物,材料地另一分钟。最后,提供了所需的水量逐渐和混合过程持续了2分钟。为了确定轻质混凝土的抗压强度,这是用于所有标本(有或没有纤维芯标本),立方标本的维度mm是准备。三层的轻质混凝土被放置在模具和巩固。抗压标本进行测试根据ASTM C39 [25在28天的年龄)。这个测试是由数字自动测试机的负载率100千克/秒。试样的抗压强度是计算除以最大负载测试期间获得的总横截面积标本。

具体的棱镜毫米尺寸也用于弯曲测试。为了使弯曲与中央纤维芯标本,一层混凝土的厚度2或2.5厘米(取决于纤维芯中部的维度)被放置在模具,首先。然后,纤维芯很准确地放置在模具的中心周围的混凝土被填满。最后,上层也充满了混凝土。所有样品都是附着式振捣器系统上保持10秒钟。成型工艺后,标本保存在测试部门的平均温度在一段时间内24小时。然后,所有标本demolded并储存在水箱在一个常数°C为28天,直到实验。

轻质混凝土的弯曲和压缩样本检测。珍珠岩轻质混凝土的核心纺织废纤维仅用于试验弯曲行为。三个标本每个样本准备测试。

依照ASTM C1018标准试验(26),模制或锯标本厚部分应当打开他们一边对位置铸,之前将支持系统。所以对于执行弯曲实验,所有的样品都转90°和被放置在弯曲试验机的支持系统。的距离从一个中心转移到另一个支持系统是45厘米,和集中载荷的两个中心之间的距离是15厘米。有效载荷的计算是三分之一的中间梁的跨度。这个实验产生的负载率缓慢为了得到确切的结果对未来数据(这发生在2公斤/秒的速度与挠度计3厘米和精确的0.01毫米,这是放置中心点的标本)。结果被收购之后,所有标本的载荷挠度曲线绘制和韧性指标,绝对的韧性,残余强度因素(RSF),和所有其他相关的计算进行了关于ASTM C1018标准测试方法。计算载荷挠度曲线下的面积在特定变位第一个裂纹和指定的终点偏转,我们可以获得弯曲韧性指数的标本。更多的载荷挠度曲线计算结果按照ASTM c1018 - 97 (26]。

4所示。结果与讨论

4.1。抗压和抗弯强度

珍珠岩轻质混凝土的抗压强度,用于所有标本,平均为91.9公斤/厘米²,其比重为1269.8公斤/米³。按ASTM c331 - 81 (27),这种混凝土被称为水平轻质混凝土。

图3显示的失败行为PC2标本(没有纤维芯标本)后弯曲实验。另外,图4显示了FPC25的失败行为,它显示了fpc的失败模式后弯曲实验。

考虑到数据,整体结果得到如下。(我)打破所有样本的三分之一的立方体的中心是弯曲断裂类型。所以,在这方面,所有的标准ASTM c1018 - 97已经被监管。(2)可以看到,这些样品没有纤维芯脸脆性断裂,但那些纤维芯轻声打破。这意味着PC2崩溃的样品后立即第一个裂纹。换句话说,首先点重合,最终的失败点。因此,这些样品的韧性很低。然而,在第一个裂纹已经发起了样本纤维芯,它可以承受负载,直到30 mm偏转没有崩溃。这个样品有高延性特征。

首先尝试的价值力量,首先尝试偏转,韧性指标,表和剩余强度因素3。

4.2。首先尝试的力量

首先尝试强度是纤维增强混凝土的行为在水泥矩阵[第一个裂纹28]。它可以看到从表的结果3首先尝试强度大约是相似的5厘米纤维芯标本。这个数量比首先标本6厘米的纤维芯和强度低于纯标本的优先权强度(没有纤维芯)。按表3,首先尝试变位的标本也约0.3毫米。

4.3。韧性指数

载荷挠度曲线下的面积表示吸收能量的总量和韧性指标。

ASTM C1018的定义:被定义为载荷挠度曲线下的面积的3倍的挠度第一个裂纹直到第一个裂纹偏转除以面积。

ASTM C1018的定义:被定义为载荷挠度曲线下的面积的5.5倍的挠度第一个裂纹直到第一个裂纹偏转除以面积。

ASTM C1018的定义:被定义为载荷挠度曲线下的面积的10.5倍的挠度第一个裂纹偏转除以面积直到第一个裂纹(25]。

从表可以看出3轻量级面板5厘米的纤维芯始终具有较高韧性指数比轻量级小组有6厘米的纤维核心。这个结果表明postpeak裂纹prepeak裂纹区域的比例是FPC25标本FPC26s相比相对较高。

绝对的韧性被材料吸收能量的总量。这个值被确定载荷挠度曲线下的面积估计的最终失败。绝对PC2s韧性或吸收能量,FPC25s FPC26s是,分别为96.4公斤毫米,4235.9公斤毫米,4360公斤毫米。换句话说,吸收的能量通过FPC25 FPC26样本,分别24和25倍PC2样品(见图5)。这个吸收能量的总量显著增加表示更大的韧性和弯曲fpc的能力。吸收能量的总量的差异,fpc相比普通标本可以使用,由于纺织网玻璃纤维的取向轻质水泥矩阵。此外,纺织品的玻璃纤维网格扭曲FPC25和FPC26标本被放置在同一个方向的拉力。因此,更高的抵抗偏转和宏观裂纹的传播,通过转移力量具体矩阵,。

4.4。残余强度因素(rsf)

残余强度因素代表保留职位的平均水平裂缝强度,随着特定的变形量,首先尝试强度的百分比。这些因素,都是直接从韧性指标,计算按照ASTM C1018标准测试方法使用以下方程(25]: 在哪里,,韧性指数定义的部分吗4所示。3。

维度的增加纤维芯中部没有显著地提高板的剩余强度。根据表3的价值,高于FPC26 FPC25标本。这一结果表明,峰值FPC25s的行为,首先尝试偏转间隔3到5.5倍,比FPC26s要好。附近的残余强度的因素,一般来说,更高的值为100,相当于完全塑性行为的材料,和较低的值显示低性能(25]。

4.5。载荷挠度曲线

图6显示的载荷挠度曲线弯曲标本。根据这个数字,弯曲的行为样本分为两种不同类型。一类是PC2样本的行为是完全线性(弹性),不进入塑性变形区域。在这些标本,极限荷载恰逢最大偏转点和最终的失败点。的载荷挠度曲线PC2标本完全是在上升。类型两个行为FPC25s FPC26s,显示的第一个高峰是紧随其后的是负载下降然后高原或硬化与第二个峰值是持续到最终的失败。这些标本显示弹塑性行为和高延性。

根据载荷挠度曲线,所有样品的行为之前第一个裂缝大约是相同的,使用纤维芯和增加其维度,第一个裂纹变形量的样品并没有太多改变。然而,第一个裂纹强度降低,其原因是减少混凝土覆盖的核心。

5。光权重

各种标本的重量是由使用平衡精度为0.5 g。加权样本后,密度的平均值计算按照ASTM C138 [29日]。图7显示了不同标本的比重。它可以看到从图7纤维复合标本,5厘米的纤维芯(FPC25),比其他的轻15%样本(PC2)。样品6厘米的纤维芯(FPC26)甚至比PC2样品轻22.5%。降低密度具有积极作用减少建筑物的静负荷,导致减少地震的产生的力量。这不仅提高了建筑物的安全系数也降低了建筑成本。此外,轻材料简化了施工工艺,降低运输的成本(24,28,30.]。

6。伴热保温

的重要因素之一,导致建筑热能耗散不使用适当的绝缘墙壁。可能是说,很大一部分的内部和外部的建筑是由墙壁。如果墙壁是理想情况下使用合适的材料建造,他们可以防止能源逃离,有效。为此,预制混凝土夹心板材已经广泛使用的从1960年到现在31日]。这些面板由外周围混凝土或轻质混凝土层绝缘层(32,33]。轻质混凝土由于其比传统混凝土骨料孔隙度可以更有效的保温(30.,34]。此外,隔热层,它是由聚苯乙烯或聚亚安酯,等等(35,36通过控制面板的热效率,可以减少建筑物的加热和冷却成本(31日,32]。

目前复合面板在这项研究是一个合适的绝缘材料,以防止转移和浪费热能由于存在这样的元素,如珍珠岩孔隙度轻骨料和纺织纤维芯(37- - - - - -39]。

根据19世纪伊朗国家建筑法规的一部分,热导率是通过单位厚度的热量传播的方向正常的单位面积的表面,由于单位在稳态条件下温度梯度。热导率的轻量级面板显示在表的组成部分4(38,39]。

根据表4轻质混凝土的最大热导率是0.3 W /可。由于少量珍珠岩和棉花的导热系数,导热面板肯定是低于0.3 W /可[38,39]。

7所示。结论

纺织废料作为轻量级的核心部分纤维芯板已经被证明是一个有趣的方式扣除大量的固体废物的环境压力和额外的原始资源的使用,。此外,实验表明,通过使用轻质材料轻量化绝缘板,和由于监禁纺织网玻璃纤维、轻量级的postcrack行为面板已有所改善。

预计这项研究引起使用这种低成本的增加纺织品废弃物在建筑行业,并进一步全面实验显示面板将被执行。