玄武岩纤维铁尾矿再生混凝土力学性能分析

金生吉; 马文鹏; 杨宇豪; 陈灿龙; 刘凯玲

沈阳工业大学学报 ›› 2026, Vol. 48 ›› Issue (2) : 127 -136.

玄武岩纤维铁尾矿再生混凝土力学性能分析

金生吉, 马文鹏, 杨宇豪, 陈灿龙, 刘凯玲

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摘要

【目的】通过研究玄武岩纤维(BF)和铁尾矿砂(ITS)共同作用下的改性材料对再生混凝土性能的影响，以此提高建筑垃圾和铁尾矿砂的回收利用率，进而推动绿色建筑材料的发展。针对传统天然骨料资源日益紧张的问题，探索利用再生骨料和工业废弃物制备高性能再生混凝土的有效途径。【方法】采用正交试验设计，系统分析了玄武岩纤维体积掺量、铁尾矿砂取代率、再生粗骨料取代率、再生砖混骨料配合比以及水胶比5个因素对再生混凝土力学性能和吸水率的影响，通过水泥裹砂石法搅拌工艺制备试件，并测试了28 d养护龄期试件的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和吸水率。【结果】试验结果表明，玄武岩纤维体积掺量、再生粗骨料取代率和水胶比是影响再生混凝土力学性能的主要因素，当玄武岩纤维体积掺量为0.1%、铁尾矿砂取代率为30%、再生粗骨料取代率为50%、再生砖混骨料配合比为1∶2、水胶比为0.35时，玄武岩纤维铁尾矿再生混凝土的综合力学性能最佳。具体表现为:当抗压强度最大值达到53.6 MPa时，抗折强度为7.81 MPa、劈裂抗拉强度为4.7 MPa、吸水率为2.8%;采用再生粗骨料取代天然粗骨料制备的混凝土力学性能均比天然粗骨料制备的混凝土力学性能有所提高，当再生粗骨料取代率为50%时，混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度最高，分别为40.30 MPa和3.78 MPa，相比天然粗骨料制备的混凝土分别提升23.5%和9.6%;当再生粗骨料取代率为75%时，混凝土抗折强度最高为6.54 MPa，相比天然粗骨料制备的混凝土提升5.7%。【结论】适量掺入玄武岩纤维和铁尾矿砂可显著提升再生混凝土的力学性能和耐久性。本文得出的最优配合比方案，不仅有效利用了建筑垃圾和工业废弃物，还制备了性能优异的再生混凝土，为绿色建筑材料的发展提供了重要参考。