文摘
作为一种可再生资源,强奸稻草表面有丰富的纤维组织和伍迪的部分,可以提供高韧性和抗拉强度。然而,强奸草治疗通常是通过现场焚烧,造成严重破坏生态环境和资源。强奸稻草纤维(RSF)加入粉煤灰混凝土(FAC)有效地重用强奸草,保护环境,发展绿色建筑材料和可再生。在该测试中,RSF分为4体积增加0.1%,0.2%,0.3%,和0.4%和3长度间隔20 - 30、30 - 40、40 - 50 mm研究FAC的力学性能和微观结构。结果表明,RSF体积含量0.1% - -0.2%,30 - 40毫米的长度可以有效地提高FAC的机械性能。不过,大型RSF的过度的合并可以减少抗压强度、劈裂抗拉强度、FAC和超声波速度。抗压强度、抗拉强度、分裂和声速的标本体积含量为0.2%,30 - 40毫米的长度大小增加了8.73%,11.37%,和7.60%,与对照组相比,分别。扫描电镜结果表明,RSF混合适量的FAC呈现集聚的缺席,分叉裂纹的存在,和其他现象,与FAC密切结合的能力,填补毛孔内部,提高机械性能的有效前沿空中管制官。
1。介绍
天然植物纤维展示高潜在替代合成纤维加强混凝土由于其丰度和高重现性的特点(1- - - - - -3]。因此,许多研究已经进行了确定内容的影响大小和长宽比的天然植物纤维混凝土的力学性能4- - - - - -7]。Manniello et al。8]研究了芦笋的长径比的影响纤维拉伸性能的混凝土块。芦笋纤维的抗拉强度的比较样本具有不同长度直径比率显示,高的纤维混凝土标本长度直径比现在更好的拉伸性能。Bheel et al。9]探索通过控制混凝土的力学性能的不同数量的黄麻纤维和小麦秸秆灰和证明,添加适当的数量的黄麻纤维和小麦秸秆灰可以提高抗压,分裂,混凝土的抗弯强度值。Mukhopadhyay和保护10显示香蕉纤维的高表面积,可以密切结合混凝土浆,减少内部裂缝,有效地提高混凝土的抗压强度。
强奸,石油的主要作物,已广泛种植在中国南方。其种植面积和总产量价值占全球总数的30%。通常的治疗当场强奸秸秆燃烧对资源和生态环境造成了严重的损害(11]。强奸秸秆含有发达的表面和木材纤维结构;因此,强奸稻草纤维(RSF)可以用来改善混凝土的性能,因为它高的抗拉强度和韧性7,12]。曾(13)表明,在混凝土中添加含量低RSF可以有效改善混凝土的力学性能。混凝土的力学性能,如抗压和分裂拉伸优势,与RSF的增加先增加,然后降低规模和内容。刘等人。14)观察混凝土的表观密度和抗压强度的变化通过设置的内容和大小RSF测试变量。结果表明,混凝土的抗压强度降低的衰落和混凝土礼物满意的塑料特性当RSF大小超过2.0厘米。
混凝土行业经常与辅助取代水泥胶结材料,以减少资源消耗的基础上可持续发展目标(15,16]。粉煤灰、热电厂的副产品,是一种辅助胶结材料全球使用的国家(17,18]。苏et al。19]研究了秸秆纤维的影响与粉煤灰混合分裂和陶粒混凝土的抗压和抗拉强度值。结果表明,将粉煤灰混凝土的抗拉强度(FAC)大于其抗压强度。耿et al。20.)的影响进行了探讨不同类型和形式的秸秆纤维对FAC的机械性能。研究人员透露,强奸稻草比小麦和玉米秸秆更有利提高FAC的机械性能。
总之,研究天然植物纤维增强混凝土的现场时,多数学者忽视的腐蚀性影响混凝土内部水化产生的碱性环境对植物纤维。同时,大多数学者只关注单个RSF的影响性能的混凝土或不同类型的纤维的影响对FAC的性能。力学性能和微观结构的研究前沿空中管制官与RSF混合不同的卷内容和长度的间隔很少。因此,本文以RSF的体积含量和长度范围测试变量和调整混凝土内的碱性环境中通过添加适量的粉煤灰减少强奸稻草纤维的腐蚀效果,和实验研究的影响RSF FAC的基本力学性能和微观结构。
2。材料和方法
2.1。原材料
使用以下测试材料:(1)英航锣山品牌42.5水泥。需求强度、凝结时间、水消耗标准的一致性,和水泥的体积稳定性。化学性质如表所示1。(2)飞灰。粉煤灰是由他金粉煤灰开发利用有限公司,有限公司,其性能满足要求的国家标准GB / 50146 - 2014(粉煤灰生产和利用21]。化学性质如表所示1。(3)细骨料。从淮南当地河流砂的细度模数3.1作为细骨料。(4)粗骨料。砾石直径15 - 20毫米是利用粗集料。表观密度为2780公斤/米3。
(5)萘,减代理。FDN-C萘减水剂使用,性能指标如表所示2。(6)无国界记者。RSF使用强奸稻草离地面300毫米洗和烘烤3 h,然后把稻草表面的纤维直径2毫米,20 - 30毫米,30 - 40毫米,和40 - 50毫米长,如图1。植物纤维的改性碱性化(22- - - - - -24),氢氧化钠溶液中浸泡RSF 24 h去除木质素浓度的2.0%,半纤维素,蜡,和果胶RSF表面,改善表面粗糙度,并防止RSF分解在碱性环境中混凝土随时间;减少内部的孔隙半径RSF减少它的亲水性;和阻止RSF聚合成集群在混凝土搅拌。洗了,晾干备用。性能指标如表所示3。
(一)
(b)
(c)
RSF的四个大小被分为四个体积含量为0.1%,0.2%,0.3%,0.4%25,26]。其他原材料表中列出4。水泥和骨料混合干燥30年代,无国界记者和粉煤灰混合30年代,然后减水剂和水放入搅拌机60年代的测试。样品被放置在测试模具,振实振动台的60年代,存储24 h,然后放在一个养护室28 d。如图2,三个100毫米×100毫米×100毫米测试每组准备。
(一)
(b)
2.2。机械性能测试
超声波法是一种非破坏性的方法检测混凝土的强度和测试的材料,结构和功能。同时,混凝土的超声声速与混凝土的抗压强度27- - - - - -29日]。mc - 6310非金属超声波探测器从北京明创科技有限公司有限公司是用于混凝土强度测量。参数,如点火电压和采样周期,调整前测试,以减少测试误差。偶联剂上的探针被两边的样品保持同一水平。测试后开始样品与探测器耦合,如图3。每组样品是三个测试区域,和每个测试区域被控三个测试点。超声波测试结果列在表中5。
(一)
(b)
机械性能测试是根据中国标准GB / t50081 - 2002(标准为普通混凝土的力学性能的测试方法)(30.]。新闻YAW3000电液伺服试验被用来测试标本的抗压和分裂拉伸优势(31日- - - - - -33),如表所示4。
图4。抗压和分裂拉伸优势的转换系数分别为0.95和0.85,分别。
(一)
(b)
2.3。扫描电子显微镜观察
样本的中心部分FAC标本受到扫描电子显微镜。样品的表面可见RSF骨折被选为干燥和治疗。样品被放入仪器以确保在真空条件下观察修复后(34- - - - - -36]。
3所示。结果与讨论
测试分类和编码根据大小和每个测试组RSF的剂量。测试编号和抗压和分裂拉伸标本展示在表的优势5。对照组表示组0。结果在表5是三个测试样本的平均值从同一组。
3.1。RSF FAC的抗压强度的影响
如图5(一个),标本的抗压强度以20 - 30和30 - 40毫米的长度和体积含量0.1%和0.2%的显著提高,最大与对照组相比增加了8.73%。然而,FAC的抗压强度逐渐降低RSF的体积含量增加到0.3%以上。RSF的增加体积含量从0.1%到0.4%的对照组。试样的抗压强度和长度范围的40 - 50 mm下降了2.85%,7.75%,11.75%,16.39%。这一趋势是观察到歌曲等。37]。RSF与粉煤灰混合时,试样的抗压强度随RSF增加内容。这一发现表明,RSF体积用量小于0.3%,20 - 30或30 - 40毫米的长度范围内可以有效地提高FAC的抗压强度,而长度范围内的40 - 50 mm可以减少FAC的抗压强度。
(一)
(b)
图5 (b)表明,试样的抗压强度与体积含量先增加然后减少0.1%和0.2%的RSF的长度范围从20 - 30毫米增加到40 - 50毫米,达到峰值0.2%。这一发现是因为RSF的体积含量小于0.2%不能完全与混凝土基体发生反应,导致微孔隙FAC,影响抗压强度。RSF含量高于0.2%会聚集和分布在FAC,使纤维无法与混凝土结合矩阵,进一步影响FAC的抗压强度。抗压强度的标本体积含量的0.3%下降了2.81%,1.01%,11.75%与对照组相比。抗压强度的标本体积含量的0.4%下降了5.08%,6.51%,16.39%与对照组相比。Bheel et al。38- - - - - -40)进行了一个类似调查显示,添加大量的小麦秸秆灰导致稀释反应混凝土的矩阵,从而导致供应有限的Ca(哦)2用于水化产物的形成,导致抗压强度的降低。
3.2。RSF对FAC的分裂抗拉强度的影响
根据图6(一)、抗拉强度的标本分离的体积含量0.1% - -0.4%增长了7.49%,10.33%,1.55%,0.78%时RSF的长度范围是20 - 30毫米。分裂标本体积含量为0.2%的抗拉强度提高11.37%和4.39%,当RSF长度范围是30 - 40和40 - 50毫米,分别和标本中其他部分的分裂抗拉强度小于对照组。阴和贝(41)观察到当PVA纤维的尺寸太长,混凝土标本的分裂抗拉强度降低。这一发现表明,RSF长度范围大于40毫米增加FAC分叉和断裂的发生,而无效地改善了分割试样的抗拉强度。
(一)
(b)
如图6 (b)分裂抗拉强度的标本长度从20 - 30毫米增加7.49%当RSF的体积含量与对照组相比是0.1%。试样的抗压强度与一系列30 - 40毫米和40 - 50毫米下降了4.65%和1.03%,分别与对照组相比。提高利率的标本20 - 30毫米到40 - 50毫米是10.33%,11.37%,4.39%时RSF的体积含量为0.2%。FAC的抗拉强度与RSF的体积含量0.3%和0.4%先增加然后减少长时间间隔。曾庆红et al。(42)添加一个低数量的无国界记者观察到,也可以有效地提高混凝土的抗拉强度和分裂的抗拉强度增加,然后减少与增加RSF的大小和数量。因此,RSF的体积用量和长度应控制在0.3%左右,30 - 40毫米,分别有效地提高FAC的分裂抗拉强度。
3.3。RSF对FAC的超声波声速的影响
图7(一)介绍了RSF体积含量从0.1%增加到0.4%的对照组。此外,标本的声速与长度范围的20 - 30和30 - 40 mm都增加,然后降低,最大增长7.60%。RSF的标本40 - 50毫米的长度范围减少了0.8%,3.2%,4.0%,5.4%。这一发现表明,混凝土浆RSF的满意的成键效应- 40毫米的长度范围提高了FAC的密实度和进一步提高超声波的声速前沿空中管制官。RSF的长度范围内的40 - 50 mm将减少FAC的声速。
(一)
(b)
根据图7 (b)的超声波速度值标本,20 - 30和30 - 40毫米的长度范围RSF体积含量的0.2%增加了2.0%和7.6%,分别比对照组。标本的声速与40 - 50毫米的长度范围与对照组相比降低3.2%。标本的声速增加然后减少随着长度的增加范围当RSF的体积分数为0.1%,0.3%,0.4%。因此,超声波的声速FAC可以反映标本的密实度,密实度的标本FAC的强度有关。高声速对应于一个FAC强度高。相反,低声速表明FAC强度较低。商等。43)发现,随着混凝土的内部结构变得致密,抗压强度增加相应的干扰传播的超声波混凝土变得虚弱。因此,声音的速度变得很高。
3.4。微观结构
断裂表面的微观结构是通过扫描电镜观察。图8说明了水化的SEM照片保存在实验组2 - 2、2 - 4、3 - 2、3 - 4 28 d 500倍。
(一)
(b)
(c)
(d)
样品的断裂表面是由RSF的结合,粉煤灰和水泥砂浆。RSF的随机分布的FAC在三维空间集聚有效地抑制FAC裂缝的发展和裂纹扩展引起的干燥和化学收缩在水化过程中。图8(一个)显示了这个示例RSF 30 - 40毫米的大小和体积含量为0.2%。密集的无国界记者和混凝土浆和RSF-filled之间的联系作用的FAC有利于改善FAC的压缩和拉伸性能。大毛孔之间存在RSF有害和混凝土浆当RSF大小不变和体积含量减少,和最大孔隙大小约200μm(图8 (b))导致显著降低FAC的抗压强度。然而,抗压强度略有降低当小毛孔的最大大小约50μm(图8 (c)RSF和混凝土之间观察到的泥浆。RSF的内容保持不变,增加大小。同意的这个结果,观察到Zhang et al。44]。当过度无国界记者补充道,有害的,危害较小洞混凝土增加。如图(d)8,就会出现纤维分叉和断裂,导致减少之间的粘结效果RSF和FAC的大小和剂量RSF同时增加。
4所示。结论
本研究旨在探讨影响RSF的FAC的基本力学性能和微观结构通过控制RSF与不同的卷内容和长度测试变量。从本研究可以得出以下结论:(1)无国界记者有一个重要的研究作用在发展绿色建筑材料和可再生。力学性能FAC的体积掺合料可以有效地改善0.1% -0.2%和30 - 40毫米的长度范围,而抗压强度、抗拉强度、分裂和超声波速度的FAC可以减少超过0.3%的体积掺合料或40 - 50毫米的长度范围。(2)指数样本参数达到最优时稻草纤维的体积含量为0.2%和大小长度为30 - 40毫米。样品的抗压强度为55.41 MPa,最多增长8.73%。分裂的抗拉强度为4.31 MPa,最大增长11.37%。超声波速度为5.38公里/秒,最大增长7.60%。(3)样品的断裂表面的微观结构是通过扫描电镜观察。RSF的适当的合并可以填补FAC的内部孔隙,增强在FAC粘结效果,并改善FAC的机械性能,如抗压和分裂的抗拉强度。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项研究得到了国家自然科学基金(51974008)。