廢尼龍絲增強再生砂漿基本性能研究

仝小芳 王 欣

（揚州市職業大學，225009）

建筑固體廢棄物再生粗骨料的應用比較普遍，但是再生細骨料大多沒有得到充分利用，這與其吸水率大，收縮率高有著直接關系[1]。如何有效解決這些問題將直接關系到建筑垃圾再生細骨料能否利用。常見的解決辦法便是摻加纖維，但是常見的聚丙烯纖維、尼龍纖維等在拌合過程中容易抱團呈絮狀，不易均勻分散[2]，這會降低其抗裂作用。而在牙刷、毛刷等尼龍絲制品生產過程中所產生的廢尼龍絲后則普遍具有機械強度和軟化點很高、耐磨又耐熱、耐油又耐弱酸，同時，其在拌合過程中分散性也由于纖維。因此，可考慮將廢尼龍絲應用于再生砂漿中，以改善其抗縮裂性。

1 原材料

1.1 細骨料

（1）再生細骨料：本次實驗采用的再生細骨料是由建筑垃圾（廢棄的混凝土）破碎后得到的4.75mm 及以下粒徑的細集料按照一定的級配組合而成。主要技術指標如下：表觀密度為2500kg/m3,自然堆積密度為1410kg/m3、瞬時吸水率為12%、壓碎指標為11%，中砂。

（2）天然砂：黃砂，中砂，自然堆積密度為1550 kg/m3。

1.2 膠凝材料

（1）石灰屬于一級石灰，適應設計需求。

（2）水泥等級為42.5 級普通硅酸鹽水泥。

1.3 廢尼龍絲

尼龍（PA）為韌性角狀半透明或乳白色結晶性樹脂，作為工程塑料的尼龍分子量一般為1.5-3 萬。實驗中所采用廢尼龍絲主要來源于尼龍工業廢料，如牙刷、毛刷的邊角料廢絲，公稱直徑在0.02mm-0.5mm 之間。

2 實驗方案

設計“四因素三水平”正交實驗方案[3]（具體因素水平詳見表1），重點研究廢尼龍絲摻量、再生細骨料摻量對砂漿抗壓及抗收縮性能影響。具體材料用量詳見表2。

表1 廢尼龍絲改善再生砂漿（M10）正交實驗方案

表2 廢尼龍絲改善再生砂漿（M10）配合比

3 實驗數據分析

分別檢測廢尼龍絲改善再生砂漿強度及收縮值。其中強度主要是檢測標準養護28 天立方體抗壓強度；收縮值是制備40mm*40mm*160mm 的棱柱體，采用立式砂漿收縮儀檢測。具體測值詳見表3。

表3 廢尼龍絲改善再生砂漿（M10）實驗結果

從表中可以明顯的看出7號試樣的試塊28天時收縮值最大，為2.392×10-4mm，2 號試樣的收縮值最小，為0.264×10-4mm：即未添加廢尼龍絲的再生砂漿收縮值比較大。但也可以明顯看出再生砂摻量較大時會對再生砂漿強度產生影響。

3.1 收縮值的極差分析

表4 28 天收縮值試驗結果極差分析

采用極差分析的方法分析數據[4]。由28 天收縮值試驗結果極差分析能夠看出：四個因素對砂漿28 天收縮值的影響由大到小為：A>B> C > D，其中單位用水量影響最大，隨著用水量的增加，再生砂漿抵抗收縮的能力越差。其次是廢尼龍絲摻量，摻加量為1%時，增強再生砂漿抗縮裂作用最佳。

3.2 28 天抗壓強度的極差分析

表5 28 天立方體抗壓強度試驗結果極差分析

采用極差分析的方法分析數據[4]。由28 天立方體抗壓強度試驗結果極差分析能夠看出：四個因素對砂漿28 天立方體抗壓強度的影響由大到小為：D>A>C>B,再生骨料摻加量對砂漿的立方體抗壓強度影響最大，隨著摻量的逐步增大，抗壓強度有下降的趨勢。其次是單方用水量，隨著單位用水量增大，抗壓強度越差。廢尼龍絲摻量以及廢尼龍絲的長度對抗壓強度影響較小。

4 結語

由實驗可知，在砂漿中摻入適量的再生砂及廢尼龍絲制備廢尼龍絲增強的再生砂漿是可行的：一方面，廢尼龍絲的摻加有利于提高再生砂漿抗縮裂性能上的不足，分析其成因主要是由于廢尼龍絲對再生砂漿的裂縫擴展的阻滯效應，如圖1所示，廢尼龍絲再生砂漿中有裂紋擴張時，裂紋尖端與尼龍絲相遇，裂紋擴張能力被摻入的廢尼龍絲逐步削減，直到擴張能力消耗殆盡，裂紋終止擴展；另一方面摻加少量的（30%以下）再生砂對砂漿強度及收縮性能影響不大，但摻加再生砂要謹慎，摻量過大會導致強度下降。同時由于再生砂及尼龍絲主要來源于建筑垃圾及工業廢料，有利于最大限度的利用資源，變廢為寶。

圖1 廢尼龍絲阻滯效應