1.极差分析
根据正交理论，分别计算出再生骨料掺量A、粉煤灰掺量B、减水剂掺量C、不同种类纤维D对再生混凝土拌合物和易性、抗压强度、劈拉强度、抗折强度力学性能影响的极差值，见表3.8。
表3.8 极差分析表
由极差表3.8可分析得出：减水剂和不同种类纤维的掺加是影响纤维再生混凝土和易性的重要因素；再生骨料掺量是影响其抗压强度的重要因素；不同种类纤维的掺加是影响其劈拉强度和抗折强度的重要因素。选择同时满足再生粗骨料混凝土良好和易性和各项力学性能要求的最佳正交组合为A2B3C2D1，即再生粗骨料掺量为50%、粉煤灰掺量为20%、减水剂掺量为0.5%、铣削波纹型钢纤维掺量为1%。
2.钢纤维再生混凝土和易性
影响纤维再生混凝土和易性因素的主次顺序是C＞D＞A＞B，即减水剂掺量＞不同种类纤维的掺加＞再生骨料掺量＞粉煤灰掺量。其坍落度随减水剂掺量的增加而增大，流动性得到显著提高，当减水剂掺量为0.5%、1.0%时，流动性较不掺减水剂时分别增大9mm、42mm；当再生骨料掺量为100%时，坍落度大幅度下降，只有10mm。因为再生粗骨料较天然碎石表面粗糙，增大了拌合物在拌和与浇注时的摩擦阻力，孔隙多、吸水率大、用浆量多，使混凝土拌合物的保水性和粘聚性增强，因而降低了混凝土坍落度。
钢纤维的种类不同，混凝土拌合物坍落度的降低幅度就各不相同。掺入铣削波纹型钢纤维混凝土的坍落度值大于掺入剪切端钩型钢纤维，拌合物流动性稍好些。因为钢纤维在拌合物中形成网状结构，起到支撑骨架的作用，拌合物内部摩擦阻力增大，因而阻止了拌合物的流动，和易性变差。
3.抗压强度分析
影响钢纤维再生混凝土28d抗压强度因素的主次顺序是A＞D＞C＞B，即再生骨料掺量＞不同种类纤维的掺加＞减水剂掺量＞粉煤灰掺量；影响钢纤维再生混凝土90d抗压强度因素的主次顺序是A＞B＞D＞C，即再生骨料掺量＞粉煤灰掺量＞不同种类纤维的掺加＞减水剂掺量。
当再生骨料掺量为50%、100%时，钢纤维再生混凝土的抗压强度分别降低8%～11%、14%～17%；由于超量取代粉煤灰的原因，28d龄期的抗压强度低于普通混凝土强度，90d龄期的抗压强度稍高于普通混凝土，其掺量为10%、20%时，抗压强度分别增大3%、7%；减水剂掺量为0.5%时，抗压强度最大；3种纤维的掺量对抗压强度增强效果不是很明显，但相比较看，掺入铣削波纹型钢纤维时的抗压强度值最高，掺入剪切端钩型钢纤维时的抗压强度最低。
再生混凝土的抗压强度随再生骨料掺量的增大逐渐降低，原因有两点：①与天然碎石相比，再生粗骨料密度低、孔隙率较高，压碎指标大，骨料本身强度较低；②利用扫描电镜对再生混凝土内部各组分的形貌进行分析，可清晰地看到内部的组分是骨料、包裹在骨料周围的旧砂浆以及新砂浆，骨料与新、旧砂浆之间以及新、旧砂浆本身之间存在一些结合较弱的区域，从图3.30～图3.33可以清楚地看到混凝土磨光断面内部的裂缝。图3.30测出骨料与旧砂浆之间裂缝在30～40μm之间，相对较大；图3.31中的再生骨料在破碎过程中产生的裂缝为4.7μm，但可以看到界面靠近砂浆的部分有一孔洞；图3.32中除了骨料和新、旧砂浆界面存在裂缝外，新、旧砂浆本身存在较多的裂缝，且都相互贯穿起来，形成强度低的薄弱区。从图3.33看，新、旧砂浆界面的裂缝在5～10μm之间，这些缺陷都是导致强度低的原因。
图3.30 再生骨料内部裂缝
图3.31 带孔洞的再生骨料和旧砂浆界面裂缝
图3.32 骨料和旧砂浆界面裂缝(www.xing528.com)
图3.33 新、旧砂浆界面裂缝
4.劈拉、抗折强度分析
影响钢纤维再生混凝土劈拉强度因素的主次顺序是D＞A＞C＞B，即不同种类纤维的掺加＞再生骨料掺量＞减水剂掺量＞粉煤灰掺量；影响钢纤维再生混凝土抗折强度因素的主次顺序是D＞C＞A＞B，即不同种类纤维的掺加＞减水剂掺量＞再生骨料掺量＞粉煤灰掺量。
试验可以看出，铣削波纹型钢纤维对混凝土的劈拉和抗折增强效果最好，优于剪切端钩型钢纤维和混杂纤维，混杂纤维中含有聚丙烯纤维，聚丙烯纤维对混凝土的增强效果不明显。纤维在混凝土基体中主要起到3个作用：①提高基体的抗拉强度；②阻止基体中原有缺陷的扩展；③提高基体的变形能力。
对纤维再生混凝土试件进行抗折强度试验后，结合螺旋CT对试件内部结构进行了CT扫描，如图3.34～图3.36所示。图3.34中可以看出裂缝贯穿碎石内部，即碎石受荷发生破坏断裂，贯穿裂缝的钢纤维完好，没有折断现象，同时可清晰地看到铣削波纹型钢纤维。图3.35中裂缝的界面显然不同于图3.34，它的破坏界面不仅表现在骨料被断裂破坏，还表现在骨料和新、旧砂浆之间的粘结破坏，且裂缝宽度较图3.34有所增大，由于再生混凝土强度低于普通混凝土强度的原因，骨料本身的断裂强度高于骨料和砂浆的粘结强度。图3.36中骨料与砂浆的裂缝更加明显，裂缝宽度最大。另外，从图3.34～图3.36中可以清晰地看到铣削波纹型钢纤维和剪切端钩型钢纤维在混凝土内部的分布情况，混凝土中乱向分布的钢纤维，阻碍了混凝土内部微裂缝的扩展，并阻滞宏观裂缝的发生和发展，有效提高了基体的抗裂能力。
图3.34 S3破坏形态截面图
图3.35 S4破坏形态截面图
图3.36 S7破坏形态截面图
5.结论
（1）减水剂和不同种类纤维的掺加是影响钢纤维再生混凝土和易性的重要因素，掺入铣削波纹型钢纤维的再生混凝土和易性优于掺入剪切端钩型钢纤维的混凝土。
（2）再生骨料掺量仍是影响钢纤维再生混凝土抗压强度的重要因素，当再生骨料掺量为50%、100%时，抗压强度分别降低8%～11%、14%～17%，铣削波纹型钢纤维对再生混凝土抗压增强效果优于剪切端钩型钢纤维。
（3）不同种类纤维的掺加是影响其劈拉强度和抗折强度的重要因素，掺加铣削波纹型钢纤维时，劈拉强度和抗折强度都达到最大值，而混杂纤维的劈拉和抗折强度最低。
（4）同时满足纤维再生混凝土良好和易性和各项力学性能要求的最佳正交组合为A2B3C2D1，即再生粗骨料掺量为50%、粉煤灰掺量为20%、减水剂掺量为0.5%、铣削波纹型钢纤维掺量为1%。
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