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再生混凝土的性能特點及其應用工程論文

再生混凝土的性能特點及其應用工程論文

在日常的學習和工作中,說到論文,大家肯定都不陌生。論文是討論問題和進行學術研究的壹種手段。妳見過的論文有哪些?以下是我為妳收集的關於再生混凝土的性能特點和應用工程的論文,希望對妳有所幫助。

淺談再生混凝土的性能特點及其應用:

無論是新建建築工程的建設,還是舊建築工程的拆除,都會產生大量的建築垃圾,不僅造成環境汙染,也浪費了大量的資源。如何處理日益增多的建築垃圾,減少環境汙染,已經成為各國必須面對的重要問題。通過分析再生混凝土的物理、力學、耐久性、抗剪和抗震性能,探討了再生混凝土的應用前景。

關鍵詞:再生混凝土;績效指標;建築垃圾;應用前景

介紹

目前我國正處於大規模建設時期,民用建築的快速發展帶動了國民經濟,也成為消耗資源和產生垃圾最多的行業。為了有效減少對環境的汙染和破壞,減少廢棄混凝土的產生量,實現可持續協調發展,解決這壹問題的唯壹途徑就是再生利用,因此與再生混凝土相關的壹些技術和研究也得到了快速發展。

再生骨料或再生混凝土骨料[1-2]是指廢棄混凝土塊按壹定級配破碎、分級、混合形成的骨料,用再生骨料作為部分或全部骨料配制的混凝土稱為再生骨料混凝土,是建築材料循環利用的重要組成部分,與生態環境的發展相協調,也符合國家可持續發展戰略。本文主要討論再生混凝土的基本性能。

1,再生混凝土的研究現狀

1.1國外研究現狀國外對再生混凝土的研究比較早,可以追溯到二戰時期。多年的戰爭摧毀了大量的建築,也產生了大量的垃圾,所以歐洲很多國家都不同程度地面臨著如何處理垃圾的問題[2]。20世紀50年代,為了處理大量廢棄混凝土,為城市重建提供新的原材料,蘇聯和德國先後開展了再生混凝土技術的研究工作。1977,日本政府制定JIS TR A 0006《再生骨料和再生混凝土使用規範》;1991年,日本政府制定了《資源再利用促進法》,規定施工過程中產生的渣土、混凝土塊、瀝青混凝土塊、木材、金屬等建築垃圾必須送至“再生資源設施”進行處理。

對於廢棄物的再利用,美國政府還制定了超級基金法,規定“任何產生工業廢棄物的企業必須自行妥善處理,不得隨意傾倒。”這壹規定為再生混凝土的發展提供了操作依據和法律保障。

1.2國內研究現狀

我國對再生混凝土的研究起步較晚,目前仍處於實驗室研究階段。但是政府對再生混凝土的研究非常重視,投入了大量的資金,也取得了壹些成果。同濟大學在再生混凝土技術方面開展了大量的研究工作[2-3]。包括再生混凝土的強度和工作性能、廢棄混凝土破碎再生技術的研究、再生混凝土的耐久性、再生混凝土梁、柱的試驗研究、再生混凝土框架節點的試驗研究和再生混凝土框架結構的抗震性能等。2007年,同濟大學編制了地方標準《再生混凝土應用技術規程》(DG/TJ 08-2018-2007),為再生混凝土的應用提供了技術指導。

此外,中國科學院、東南大學、浙江大學和北京工業大學等相關科研單位也開展了大量的再生混凝土研究工作,開發了相關的再生混凝土技術。

2、再生混凝土的性能特點

2.1物理力學性質東南大學陳亮等。總結和比較了再生骨料混凝土技術發展和研究的最新進展[3],分析結果表明再生混凝土的破壞過程和破壞模式與普通混凝土基本相同。從破壞形式來看,再生混凝土的破壞基本上是從粗骨料與水泥凝膠表面的粘結破壞開始的。再生混凝土長期抗壓強度的發展規律不同於普通混凝土。分析還指出,與相同配合比的普通碎石混凝土相比,再生混凝土的抗壓強度、抗拉強度、抗壓彈性模量和抗拉彈性模量分別降低了9%、7%、28%和34%,表明再生混凝土的脆性降低。韌性增加。而以廢棄混凝土為骨料的再生混凝土的極限拉應變提高了28%,拉伸模量降低了34%,抗壓強度比提高,說明再生混凝土的抗裂性能更好。

中科院武漢巖土力學研究所羅通過壹系列試驗,分析了再生混凝土不同取代率對靜態力學性能的影響,研究了再生混凝土聲波傳播特征參數隨再生混凝土軸壓變形的變化規律[4]。指出隨著再生混凝土取代率的增加,再生混凝土的應力峰值降低。再生混凝土的彈性模量和變形模量也在降低。分析還表明,隨著再生混凝土的軸壓變形,再生混凝土的聲波傳播速度先增大後減小,超聲波在再生混凝土中的振幅在軸壓過程中先增大後減小。

同濟大學肖建莊通過不同再生粗骨料取代率的再生混凝土單軸受壓應力應變曲線試驗,分析了再生粗骨料取代率對再生混凝土應力應變曲線形狀及抗壓強度、彈性模量、峰值和極限應變的影響[5]。研究表明,再生混凝土應力-應變曲線的整體形狀與普通混凝土相似,但曲線上各特征點的應力和應變值不同。再生混凝土的棱柱體抗壓強度與立方體抗壓強度之比高於普通水泥土。再生混凝土的峰值應變大於普通混凝土;再生混凝土的彈性模量明顯低於普通混凝土,並指出再生混凝土應力-應變曲線的上升段和下降段可以分別用三次多項式和有理分式擬合。

浙江大學徐逸東利用優質礦物摻合料和高效減水劑成功配制了C40—C60高性能再生混凝土,並利用電液伺服壓力試驗機對高性能再生混凝土進行了單軸壓縮試驗,測得其應力-應變曲線並進行了理論分析,總結出了再生混凝土單軸壓縮全應力-應變曲線的數學表達式,與試驗結果吻合較好[6-7]。

米(meter的縮寫))西班牙加泰羅尼亞理工大學的Etxeberria設計了四種不同的再生混凝土粗骨料取代率,通過四種混凝土的配比得到相同的抗壓強度,並分析了再生混凝土的力學性能[8]。試驗中,再生骨料處於吸水狀態,但未飽和。為了控制新拌混凝土的性能、有效水灰比和較低的強度偏差,研究結果表明,用中低抗壓強度骨料生產再生混凝土的必要性已被證明歸因於水泥用量,並測得了再生混凝土相對較低的彈性模量,驗證了多位學者提出的數學模型的有效性。

名詞(noun的縮寫)葡萄牙裏斯本理工大學的Fonseca通過不同的養護條件分析了再生混凝土的物理力學性能,分析了再生混凝土的抗壓強度、劈裂強度、彈性模量和磨耗值。分析結果表明,影響再生混凝土物理力學性能的養護條件與普通混凝土基本相同[9]。

意大利馬爾凱理工大學的Valeria Corinaldesi利用替代率為30%的再生骨料制備再生混凝土,分析了在周期荷載作用下結構梁柱節點使用再生混凝土的可行性[10]。當取代率為30%時,再生混凝土具有與普通混凝土幾乎相同的抗壓強度。但是,再生混凝土的抗拉強度、劈裂強度和彈性模量低於普通混凝土。基於周期荷載試驗結果,用參數裂縫類型、分布能量、延性和設計值來評價梁柱節點的性能。結果表明,采用再生混凝土澆築的節點具有足夠的結構性能。

2.2耐用性

武漢大學劉淑華、饒美娟主要討論再生混凝土的變形性能,包括彈性行為、幹縮徐變、溫度變形性能,再生混凝土的耐久性包括滲透性、抗凍性、抗化學侵蝕性[11]。深入分析了再生混凝土的變形性能和耐久性,結果表明,再生骨料對再生混凝土的變形性能和耐久性有不同程度的影響,但也能滿足工程應用。

湖南省高速公路管理局龔顯兵和長沙理工大學劉朝暉、李久蘇對道路再生骨料混凝土的耐久性進行了系統的試驗研究,包括抗硫酸鹽侵蝕試驗、抗凍性試驗和幹縮試驗。結果表明,再生骨料混凝土的耐久性能夠滿足道路工程的需要[12]。

浙江大學徐逸東、沈建生根據再生骨料的特點,結合“高性能混凝土”的技術,使再生混凝土向高性能方向發展[13]。研究表明,雖然再生骨料屬於低品質骨料,但通過在再生混凝土中應用粉煤灰、礦渣、矽灰等礦物摻合料,充分利用粉體的優化組合和界面增強效應,再生混凝土可以具有良好的工作性和界面增強效果。

安徽水利水電大學魏對再生混凝土的抗滲性、抗凍融性、抗碳化性、氯離子滲透性、硫酸鹽侵蝕性、耐磨性進行了分析,提出了降低水灰比、摻粉煤灰、采用二次攪拌技術、降低再生骨料最大粒徑、采用半飽和面等提高再生混凝土耐久性的措施[14]。研究結果表明,再生混凝土具有抗滲、抗凍融等性能。

A.美國威斯康星大學麥迪遜分校的格克切在中幹試驗環境下對自由狀態下的引氣再生混凝土和非引氣再生混凝土進行了凍融耐久性試驗[15]。結果表明,直接凍融牢固度試驗為判斷再生混凝土骨料的牢固度提供了更符合實際的試驗條件,硫酸鹽牢固度試驗不能預測再生混凝土骨料的凍融難度。

英國諾森比亞大學的艾倫·理查森等。研究了基於質量損失和極限抗壓強度兩個指標的再生混凝土凍融耐久性試驗[16]。結果表明,再生混凝土的耐久性與普通混凝土幾乎相似,這是由於配料前對再生骨料的精心選擇和處理。耐久性是材料的壹個重要指標,再生骨料需要進行大量的工業生產試驗。本文展示了未來應用的可能性。

2.3剪切性能

廣西大學黃英和鄧誌恒進行了四點應力等高變寬梁的抗剪試驗,探討了相同水灰比下再生骨料取代率對再生混凝土抗剪性能的影響[17]。研究表明,再生混凝土的剪切破壞形式與普通混凝土相似,但其抗剪強度和變形能力低於普通混凝土。通過對再生混凝土抗剪強度、剪切變形和剪切模量的分析,得出了再生混凝土的剪切應力和應變。

黃建河同濟大學建築工程系肖建壯和廣東省建築科學研究院雷斌對影響再生混凝土梁抗剪承載力的各種因素進行了定性分析,得出了再生混凝土梁的抗剪機理。包括剪跨比、混凝土強度、配箍率在內的諸多因素對再生混凝土梁抗剪承載力的影響趨勢與普通混凝土梁基本相同[18]。同時指出,提高荷載分項系數可以明顯提高再生混凝土梁的抗剪可靠指標,但當配箍率較小時,當荷載分項系數提高到1.5時,再生混凝土梁的抗剪可靠度不能滿足可靠度要求。提高再生混凝土的平均抗壓強度,使其標準值達到與普通混凝土相同的水平,再生混凝土梁的抗剪可靠度可以滿足規範要求,這是提高再生混凝土梁抗剪可靠指標的最佳途徑。

劉峰,Xi建築科技大學的白國良等。在他們的實驗中使用了相同高度和不同寬度的光束。考慮混凝土強度等級和再生骨料取代率,研究了再生混凝土梁的抗剪強度和變形及其發展規律[19],得出了再生混凝土梁的抗剪極限承載力與取代率沒有直接關系的結論。同時還得出結論,再生混凝土梁的剪應力主應變曲線接近於直線,試驗得到的抗剪強度低於普通混凝土。

鄭州大學張磊順進行了13再生混凝土梁與普通混凝土梁的對比試驗,同濟大學建築工程系肖建壯、朱曉輝完成了三種不同再生粗骨料取代率的再生混凝土框架邊節點在豎向軸壓荷載和水平低周反復荷載作用下抗震性能的試驗研究[23]。指出再生混凝土節點的破壞過程與普通混凝土相似。雖然再生混凝土節點的抗震性能略低於普通混凝土,但再生混凝土節點的延性等抗震性能仍滿足相應的抗震設防要求,說明再生混凝土可用於有抗震設防要求的框架節點。

同濟大學結構工程研究所孫躍東通過比較3個1∶2比例的框架模型在不同豎向軸壓荷載和水平低周反復荷載作用下的抗震性能,研究了低周反復荷載作用下再生混凝土框架和不同軸力對再生混凝土框架抗震性能的影響[24]。結果表明,再生混凝土框架在不同軸力和低周反復荷載作用下的力學特性和破壞。再生混凝土框架具有良好的抗震性能。結構進入彈塑性階段後,框架的滯回曲線飽滿,表明框架具有良好的耗能能力。框架的位移延性系數為3.76 ~ 4.34,表明框架的延性較好。再生混凝土框架的位移延性小於普通混凝土框架,框架的延性隨著軸向荷載的增加而降低。

北京工業大學建築工程學院、曹等。對剪跨比為65,438+0.5的中高剪力墻進行了7次低周反復荷載試驗[25]。在試驗的基礎上,分析了各剪力墻的承載力、延性、剛度、滯回特性、耗能能力和破壞特征。研究表明,再生混凝土中高剪力墻的抗震性能隨著配筋率的增加而降低。其承載力、延性和耗能能力均有所提高,並指出隨著軸壓比的增大,再生混凝土剪力墻的承載力提高,彈塑性變形能力降低。

北京工業大學尹海鵬等人進行了低周反復荷載下1普通混凝土柱和3根不同取代率再生混凝土柱的模型試驗研究[26],模型縮尺為1/2。試驗結果表明,隨著再生骨料取代率的增加,混凝土的彈性模量明顯降低,試件的初始剛度明顯降低,承載力降低,耗能減少,抗震能力降低。

3.存在的問題及應用前景

3.1問題近年來再生混凝土的研究取得了壹些成果。但是,鑒於再生骨料本身的局限性和我國再生混凝土的實際情況,還存在壹些障礙和不足,主要表現在以下幾個方面。

(1)目前適合處理廢棄混凝土的設備和相關技術較少,對廢棄混凝土回收利用的認識不到位。

(2)廢棄混凝土來源廣泛,非常復雜,如何合理分級處理是需要解決的關鍵問題。

(3)相應的標準和規範太少,實踐中難以操作,目前難以大面積推廣。

3.2應用前景

與普通混凝土相比,再生骨料混凝土的物理力學性能稍遜壹籌,但毫無疑問,再生骨料混凝土具有廣闊的應用前景。在具體應用中,可以根據結構的位置有選擇地替換[27-28]。對於主體承重結構,可適當降低再生粗骨料取代率,並設定限值或允許範圍。對於壹般結構工程,如人行道板、橋梁護欄、防護塊等附屬結構,

淺談再生混凝土的性能特點及其應用:

為有效減輕日益增多的廢棄混凝土帶來的環境壓力,減少資源浪費,建議將廢棄混凝土回收制成再生骨料,部分或全部替代天然骨料制備再生混凝土,使廢棄混凝土成為土木工程領域的綠色資源。從再生骨料的生產工藝和性能、再生混凝土的物理性能、力學性能和耐久性等方面介紹了國內外再生混凝土技術的研究進展,重點從材料、結構、力學性能和耐久性等方面分析了再生混凝土的基本特性和研究問題,並指出了需要進壹步研究的方向,以期為再生混凝土技術在科研和工程中的應用提供參考意見。

關鍵詞:

再生混凝土;再生骨料;機械性能;忍耐

1、再生混凝土簡介及研究的必要性

再生混凝土是指廢棄混凝土砌塊經破碎、粉碎、清洗、篩分後制成的,部分或全部替代天然骨料的新型混凝土。它是再生骨料混凝土(RAC)的縮寫。

近年來,我國建築垃圾逐年增加,建築垃圾量已占城市垃圾總量的30% ~ 40%,主要是廢棄混凝土,嚴重影響了城市生活環境,造成了極大的環境汙染。目前國內對這些廢棄混凝土的處理方式有兩種:壹是運到郊區存放。這會成為新的垃圾來源,這顯然是不可取的;二是單純用作回填材料。這樣會浪費資源,不符合我國建設資源節約型社會的要求。據估計,2008年汶川地震產生了約3億噸建築垃圾。地震造成的建築垃圾數量遠遠超過中國每年產生的建築垃圾的總和。地震造成的建築垃圾數量非常巨大。如何將它作為壹種資源加以利用,是擺在我們面前的壹個新課題和挑戰。再生混凝土技術是壹個很好的解決方案。通過對廢棄混凝土進行再加工,可以恢復其原有的性能,形成新的建材產品,使有限的資源得到再利用,解決壹些環保問題。這不僅是發展綠色混凝土、實現建築資源與環境可持續發展的重要途徑,也是建設資源節約型、環境友好型社會的具體體現。

2.再生骨料的生產技術及性能

2.1再生骨料生產技術

充分再利用廢棄混凝土的前提是確保再生骨料的生產工藝經濟可行。再生骨料的生產需要解決壹系列問題,包括廢棄混凝土塊或鋼筋混凝土塊的回收、破碎和篩分。簡單的混凝土破碎和篩分過程如圖1所示。

2.2再生骨料的性能

廢棄混凝土破碎後產生的再生骨料中含有約30%的硬化水泥砂漿。這些水泥砂漿大部分是獨立塊體,只有少量附著在天然骨料表面,導致再生骨料具有密度低、吸水率高、粘結能力弱的特點。壹般來說,再生骨料棱角多,表面粗糙。在廢棄混凝土砌塊的再生破壞過程中,由於損傷的累積,再生骨料會產生大量的微裂縫。研究表明,與天然骨料相比,再生骨料具有更高的孔隙率、更低的密度、更高的吸水率和更低的骨料強度。

3.再生混凝土的物理力學性能

3.1再生混凝土的物理性能

由於再生骨料的表觀密度小於天然骨料,因此再生混凝土的密度低於普通混凝土。隨著再生骨料含量的增加,再生混凝土的密度有規律地降低。如果在再生混凝土中使用再生骨料,其密度比普通混凝土降低7.5%。再生混凝土具有自重輕的特點,可以減輕結構的自重,提高構件的抗震性能。同時,由於再生骨料的高孔隙率,再生混凝土具有良好的保溫隔熱性能。

3.2再生混凝土的強度

再生混凝土的強度與基體混凝土的強度(與再生混凝土相比,用於生產再生骨料的原生混凝土稱為基體混凝土)、再生骨料的破碎工藝、再生骨料的取代率、再生混凝土的配合比等密切相關。由於基體混凝土的強度等級不同、應用環境不同、開裂和破碎工藝及質量控制措施不同,再生混凝土的強度變化規律並不明顯,不同研究者得出的結論也不同。Hansen的試驗結果表明,再生混凝土的強度隨著基體混凝土強度的降低而降低。壹般情況下,同比例的再生骨料混凝土基體混凝土或普通混凝土的抗壓強度較低,降低幅度為0%-30%,平均降低15%。邢等人都利用廢棄混凝土再生骨料生產再生混凝土,指出再生混凝土的抗折強度約為基準混凝土強度的75%-90%。與相同配合比的基準混凝土相比,抗壓強度和抗拉強度分別降低了9%和7%。

需要註意的是,再生骨料表面包裹有水泥砂漿,使得再生骨料與新水泥砂漿之間的彈性模量基本相同,界面粘結可能得到壹定程度的加強。同時,再生骨料表面大量的微裂紋會吸進新的水泥顆粒,使接觸區域水化更加完全,最終形成致密的界面結構。由於界面粘結得到加強,在壹定程度上彌補了再生骨料強度低導致的再生混凝土性能劣化。

3.3再生混凝土的彈性模量

由於再生骨料中有大量的舊砂漿附著在原骨料顆粒上,再生混凝土的彈性模量通常較低,壹般為基體混凝土的70%-80%左右。再生混凝土彈性模量低,變形大,抗震性能和抗動載能力強。水灰比對再生混凝土的彈性模量有很大影響。當水灰比從0.8降低到0.4時,再生混凝土的抗壓彈性模量提高了33.7%。

3.4再生混凝土的幹燥收縮和徐變

再生混凝土的幹縮和徐變比普通混凝土增加40%-80%。再生骨料的質量、基體混凝土的性能和再生混凝土的配合比決定了幹燥收縮的增加。Yamato等人的研究表明,當天然骨料和再生骨料共同使用時,再生混凝土的幹燥收縮會增大;當水灰比增大時,再生混凝土的幹燥收縮也會增大。

4.再生混凝土的耐久性

4.1再生混凝土的抗滲性

與混凝土滲透性相關的因素主要分為兩類。

(1)混凝土拌合物的組成、配合比和工藝參數,即拌合物的制備、成型和養護;

(2)混凝土隨時間變化,即混凝土在外界環境、結構應力、流體性質和滲流條件的影響下發生的物理化學變化。

由於再生骨料的高孔隙率,再生混凝土的抗滲性低於普通混凝土。但在再生混凝土中摻入粉煤灰後,由於粉煤灰可以細化再生骨料的毛細通道,再生混凝土的抗滲性大大提高。

4.2再生混凝土的抗硫酸鹽侵蝕性

再生混凝土孔隙率和滲透性高,抗硫酸鹽侵蝕能力比普通混凝土差。同樣,在其中加入粉煤灰可以降低硫酸鹽的滲透性,大大提高其抗硫酸鹽侵蝕能力。

4.3再生混凝土的抗裂性

與普通混凝土相比,再生混凝土的極限伸長率提高了27.7%。再生混凝土具有較低的彈性模量和較高的拉壓比,因此再生混凝土的抗裂性能優於基體混凝土。

4.4再生混凝土的抗凍融性能

再生混凝土的抗凍融性能比普通混凝土差。Yamato等人的研究表明,當再生骨料與天然骨料混合使用或降低水灰比時,可以提高再生混凝土的抗凍性。

5.結論

通過對再生混凝土的研究,我們得出以下結論和建議,希望引起行業或相關部門的重視。

第壹,再生混凝土技術可以從根本上解決廢棄混凝土的問題,既可以減少廢棄混凝土對環境的汙染,又可以節約天然骨料資源。它具有顯著的社會、經濟和環境效益,是發展綠色混凝土的主要途徑之壹,符合我國可持續發展戰略的要求。

其次,在工程應用研究中,不僅要研究如何提高再生混凝土的強度,還要加強對其抗滲、抗裂等耐久性的研究,逐步提高再生混凝土的性能。

再次,與普通混凝土相比,再生混凝土的配合比設計和施工工藝有很多不同之處,應區別對待。

第四,合理設計再生混凝土,基本可以滿足普通混凝土的性能要求。為了更好地推廣應用再生混凝土技術,我們需要加強對其結構性能(抗彎、抗剪、抗沖切和抗震等)的研究。)和設計方法。

第五,再生混凝土與普通混凝土在原材料、配合比、施工工藝等方面存在較大差異,按普通混凝土現行標準和規定,明顯存在諸多不足。另壹方面,國內的水泥和骨料與國外使用的水泥和骨料在成分和性能上有很大差異,更不可能直接使用國外的相關標準。因此,建議結合再生骨料的分類,盡快制定適合我國國情的再生混凝土相關標準和法規。

第六,通過對再生混凝土經濟性的綜合研究,再生混凝土在我國的廣泛應用還需要xx積極的產業政策支持和國家法律法規的保障。

參考

[1]王博琳蘇南。廢棄混凝土再生粗骨料質量及再生混凝土工程性能的探討[J].中國土木水利學報,2009,12 (03): 435-444。

吳忠偉。綠色高性能混凝土與技術創新[J].建築材料學報,2011(01):1 ~ 5。

邢峰,馮乃謙,丁建同。再生骨料混凝土[J].混凝土和水泥制品,1999(02):10 ~ 13。

孫躍東,肖建壯。再生混凝土骨料[J].混凝土,2014 (06): 33-36。

興,周日農。再生混凝土性能的研究與發展思路[J].建築技術發展,2005,25 (05): 28-31。