描述：先前的研究强调，适当数量和类型的纤维的使用可以通过减少结构尺寸来减少混凝土结构与建筑材料相关的碳排放，这是由于机械性能的提高。此外，一些研究人员强调了纤维-基质界面在从纤维中获得的整体效益方面的重要性。因此，本研究采用了通常用于改善再生骨料和水泥基体之间界面的两阶段混合方法 (TSMA) 来增强纤维-混凝土基质界面。为了评估该方法的有效性，进行了混凝土路面案例研究，并进行了机械测试和微观结构分析。根据结果得出，使用 TSMA 是一种很有前途的方法，能大大的提升纤维增强混凝土的机械性能，由此减少混凝土结构的结构尺寸和环境影响。

  大家好，我是康奈尔大学的博士后。今天，我将展示我们的研究，题为“利用两阶段搅拌方法提高纤维混凝土的性能”，这是我今年年初完成的博士论文的一部分。我将从纤维使用和两阶段搅拌方法的背景信息开始。先前的研究表明，使用纤维能够最终靠提高机械性能和耐久性来提高混凝土路面的可持续性，由此减少建筑结构的材料使用。众所周知，纤维水泥基质界面的质量对纤维增强混凝土路面的性能有着重要的影响。两阶段搅拌方法是2005年首次实施的一种方法，旨在通过改善再生骨料与新水泥基质之间的界面来提高再生骨料混合物的性能，方法是用高强度水泥基质填充再生骨料的裂缝和孔隙。在那项研究中，他们使用了两种不同的搅拌方法：常规搅拌方法和两阶段搅拌方法。对于常规搅拌方法，他们将干燥材料和水混合在一起，以准备混凝土样本。对于两阶段搅拌方法，首先他们将骨料和一半的搅拌水混合，然后加入水泥和剩余的搅拌水来准备样本。根据他们所做的测试，他们报告了不同再生骨料替代水平的抗住压力的强度值。如图所示，底线显示了他们对常规搅拌方法得到的结果，顶线显示了他们对两阶段搅拌方法得到的结果。正如您所看到的，他们报告了两阶段搅拌方法性能的显著提高，效果随着再生骨料替代量的增加而增加。在这项初步研究之后，不同的研究人员使用不相同的再生骨料类型、辅助水泥材料和改良的搅拌办法来进行了不同的研究，以进一步提升从两阶段搅拌努力中获得的益处。在这项研究中，我们实施了两阶段搅拌方法，以改善纤维和水泥基质之间的界面。因此，个人会使用了您在这里看到的这些具有凹凸纹理的聚丙烯纤维。正如您所看到的，纤维表面有凹槽，实施这种两阶段搅拌方法的目的是填充凹槽并用水泥基质涂覆纤维，以提高纤维的抗拔出性能。这是概述，为了评估所实施方法的有效性，个人会使用普通搅拌方法和改良搅拌方法准备了混合料，并进行了机械测试和微观结构分析，我们还进行了一些分析，以了解在实际规模应用中获得的贡献程度。在这种情况下，我们分析了混凝土路面和综合环境影响。我们准备了四种不同的混合料，如您所见，有一种控制混合料不含纤维，还有三种不同的纤维增强混凝土混合料，硅灰的使用量从0%到4%不等，纤维的量固定为体积的5%。正如您所看到的，对于所有纤维增强混凝土混合料，个人会使用标准搅拌方法和改良搅拌方法来准备混合料，即本研究中的两阶段搅拌方法。我们准备了五个圆柱形五个棱柱形试件，用于机械强度测试，压缩强度模量和四点弯曲测试是依据相关CM标准做的。因此，我们在这项研究中实施的搅拌方法是，对于标准搅拌方法，我们将干燥材料放入搅拌机中，并将它们混合在一起以获得干燥混合物，然后我们添加水和SP增塑剂混合物到混合物中，然后我们将它们混合在一起1分钟以获得湿混合物，然后我们在搅拌机运行时加入聚丙烯纤维1分钟，然后我们将最终混合物再混合一分钟以获得纤绑增强混凝土混合物。对于标准搅拌方法，混合物的水泥比率固定为60%，对于所有纤维增强混凝土混合物。对于改良搅拌方法，个人会使用两种不同的搅拌机，一个是主混合的P搅拌机，另一个是准备粘结剂浆料的砂浆搅拌机。

  正如您在这里看到的，我们第一步分离出20%的粘结剂，并将这种粘结剂与相应于粘结剂35%的水和分散剂混合物混合。再次，如您在顶部看到的，主混合物的水泥比率为60%，但对于您在这里准备的水泥粘结剂浆料，粘结剂比率为35%，这样做是为了更好的提高性能。然后，在准备好这种粘结剂浆料后，我们将聚苯乙烯纤维放入2分钟，以同时获得SL聚苯乙烯纤维。在平搅拌机中，我们第一步放入干燥材料，然后将它们混合在一起以获得干燥混合物，然后我们将剩余的水和分散剂混合物加入干混合物中，以获得我的B混合物。然后我们将SL聚丙烯和纤维放入主搅拌机中，并将它们混合在一起再一分钟，以获得纤维增强混凝土混合物。这些是我们基于所做测试获得的复杂强度和模量测试结果。正如您在这里看到的，对我们在这里测试的所有混合物，压缩强度和弹性模量结果或多或少相似，随着硅烟使用量的增加略有增加。当涉及到总体性能测试结果时，正如您所看到的，这些是从上到下给出的结果，分别是0%硅烟使用、2%硅烟使用和4%硅烟使用，图中的蓝色虚线显示了标准搅拌的结果，红色连续线是改良搅拌的结果。在所有三种情况下，正如您所看到的，对于残余部分，即裂后部分，红线位于蓝色虚线之上，这显示了两者的贡献。当我们根据我在前一张幻灯片中展示的图表检查平均结果时，再次发现，对于所有纤维增强混凝土混合物以及普通混合物，弯曲强度结果或多或少相似，但裂后获得的残余弯曲强度值对于改良搅拌方法更好。当我们通过将左侧图中给出的残余弯曲强度值除以断裂模量值（即弯曲强度）来标准化结果时，我们得到了这个图表。这是纤维增强混凝土的一个重要参数。

  因为这是人们通常用来设计纤维混凝土结构的参数。正如您在这里看到的，对我们检查的所有三种混合料，改良搅拌方法的结果被发现更好，结果弹性强度比增加了高达30%。为了在微观结构分析中看到程度，了解界面是不是真的得到一定的改善，咱们进行了一些EDX分析。首先，我们小心地从水泥基质中分离出纤维，接着进行EDX分析以确定图中所示区域的元素组成。文献中通常将较低的钙硅比与较高的硅酸钙水化物和较低的氢氧化钙及蚀斑石量相关联。因此，我们为这里测试的所有混合料确定了钙硅比，所有结果对于不含硅灰的U混合料都是相似的，对于含有硅灰的混合料，改良搅拌方法与标准搅拌方法相比，得到了较低的硅比，这也是另一个表明实施方法改善了纤维界面的证据。然后，使用这一些结果，我们确定了铺路的厚度，并进行了一些成本和环境影响分析。这些是用于设计的交通、环境和土壤参数，以及交通频谱。印度公路大会方法被用于设计纤维增强混凝土混合料，个人会使用了增加断裂模量的方法，这绝大多数都是利用我在前几张幻灯片中展示的残余弯曲强度比来增加设计中使用的断裂模量。这些是设计中使用的材料参数，利用这里给出的材料参数和我在前一张幻灯片中解释的设计方法，我们得到了本研究中测试的所有混合料所需的厚度值。正如您所看到的，利用纤维，我们得知所需厚度最多减少了13%，改良搅拌方法被发现能大大的提升性能并进一步减少厚度，最多减少了6%。然后，利用前一张幻灯片中给出的厚度要求，我们确定了生产1平方米混凝土铺路所需的材料，并得到了单位混凝土成分的成本和二氧化碳排放量。正如您在这里看到的结果，这些值是从土耳其的当地供应商与一些文献研究中获取的。然后，我们为单位铺路面积确定的成本和二氧化碳排放值在这个图中展示。根据图表，纤维被发现增加了成本，最多增加了35%，但减少了混合料的二氧化碳排放量，最多减少了16%，改良搅拌方法被发现能更加进一步降低成本和二氧化碳排放量，最多减少了6%。因此，我们根据我刚刚解释的内容准备的论文刚刚发表在《建筑材料》上，您能够正常的使用这里的链接或二维码免费访问文章。很谢谢您的关注。

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