再生混凝土结构长期工作性能研究进展

再生混凝土结构的应用是建筑垃圾资源化利用和建筑材料可持续发展的重大需求,受到国内外学术界和工程界的共同关注和高度重视.再生混凝土结构长期工作性能研究是再生混凝土研究的一个重要方向,其中再生混凝土的抗冻融性能、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能、徐变性能、再生混凝土内钢筋锈蚀及锈裂、锈蚀钢筋与再生混凝土黏结性能和再生混凝土构件的长期工作性能是决定再生混凝土结构长期工作性能的重要组成部分.本文就以上7个方面的相关研究进行了总结和分析,归纳了亟待深化研究的问题.结果表明:1)以上再生混凝土长期工作性能研究均有不同程度进展,并取得了很多较有价值的结论,但也有部分研究结论并不完全一致,甚至相互冲突,究其原因,主要因再生骨料来源、配合比设计和试验方法不同所致,仍需进一步深入研究;2)多数研究围绕中、低强再生混凝土展开,高强再生混凝土方面涉及较少,可多开展高强再生混凝土长期工作性能研究,与目前大力推广使用的高强钢筋同步进行,使二者充分发挥其性能,避免浪费;3)宏观规律性结论较多,细微观结构机理研究较少,可多进行细微观机理研究;4)相较再生混凝土材料长期工作性能研究成果而言,再生混凝土构件和结构部分的研究相对薄弱,后续可多开展构件或结构方面的研究;5)再生混凝土长期工作性能研究多为单因素作用研究,而实际工程多为多因素耦合作用,后续可进一步深入多因素耦合作用效果研究,以最大程度实现理论与实际吻合.期望本文能为后续再生混凝土长期工作性能的研究提供思路和方向,为再生混凝土的推广应用提供数据和理论支持.     

再生混凝土配合比设计的试验研究

设计10个混凝土配合比试验,研究了再生骨料吸水率、水灰比、再生骨料取代率对再生混凝土工作性能及强度的影响。通过与普通混凝土试验对比分析认为:符合现行规范要求的再生粗骨料用于配制混凝土是可行的;再生骨料的吸水性能对再生混凝土拌和物的工作性能影响很大,因此,再生混凝土配合比设计时应考虑应用的实际情况等,选用合适的再生骨料掺量,以便获得相应的强度。     

再生混凝土承重砌块试验研究

通过对常用规格190单排孔再生混凝土砌块的试验研究,找出了影响其抗压强度的主要因素,在此基础上,开发了一种抗压强度较高的240三排孔再生混凝土砌块.通过试验选取几种优化配合比,240三排孔再生混凝土砌块的抗压强度分别能达到MU5.0、MU7.5及MU10.0强度等级,可用于承重及有抗震要求的砌体结构.由于三排孔再生混凝土砌块增加了热传导路径,还具有一定的保温性能.     

灾后重建再生混凝土框架结构抗震性能和设计研究

在分析以往再生混凝土框架结构抗震性能的基础上进一步研究该结构的抗震性能,提出模拟地震动模型振动台试验方案。分析汶川地震震害,并以一个建于都江堰市的二层再生混凝土框架抗震示范房屋为例,对再生混凝土框架结构设计进行探讨,并提出针对再生混凝土框架的结构及非结构构件抗震设计建议。提供的振动台试验模型和振动台试验的设计思路对今后有关的试验具有一定的借鉴作用。     

灾后重建再生混凝土框架结构抗震性能和设计研究

在分析以往再生混凝土框架结构抗震性能的基础上进一步研究该结构的抗震性能,提出模拟地震动模型振动台试验方案。分析汶川地震震害,并以一个建于都江堰市的二层再生混凝土框架抗震示范房屋为例,对再生混凝土框架结构设计进行探讨,并提出针对再生混凝土框架的结构及非结构构件抗震设计建议。提供的振动台试验模型和振动台试验的设计思路对今后有关的试验具有一定的借鉴作用。     

不同再生骨料取代率的再生混凝土性能试验研究

再生混凝土是一种循环再利用建筑拆毁废弃物的实用而经济的材料,现已受到广泛地关注和讨论.为了更有效地应用再生混凝土材料,有必要对其基本性能进行研究,特别是为了指导在灾后重建中的应用,应该对来自灾区的再生骨料及其加工成的再生混凝土的性能进行研究.文中,试验测试了来自灾区再生骨料的物理和力学性能.通过不同再生混凝土的配合比设计,对比研究了具有不同再生骨料取代率的再生混凝土的力学性能以及不同龄期的再生混凝土强度.研究结果表明,再生骨料与天然骨料确实存在着一定的差别,比如表现在,再生骨料具有较高的孔隙率,其吸水率比天然骨料高出3.5倍,其密度比天然骨料降低10%,但具备可以接受的强度和表观形状.具有不同再生骨料取代率的再生混凝土表现出比天然混凝土具有更小的密度,抗压强度和抗拉强度.并且再生骨料取代率越高,其值降低越大.通过对不同龄期的再生混凝土的强度变化的研究,发现由于再生混凝土中再生骨料吸收的水分会随水泥水化作用缓慢地释放出来,从而促进了再生混凝土强度的发展,最后甚至可能超过天然混凝土的强度.另外,通过对试块受压破坏截面情况的观察,分析得到了再生混凝土和天然混凝土的失效模式.试验结果为进一步研究再生混凝土填充的中空钢管结构提供了参考.     

全再生骨料混凝土收缩性能试验研究

为了最大程度地利用废旧混凝土再生骨料并取得最佳综合效益,采用100%再生细骨料和再生粗骨料配制全再生骨料混凝土。考虑再生骨料是否进行预湿处理并变换水灰比、水泥强度进行配合比设计,开展了全再生骨料混凝土工作性能、抗压强度和收缩性能的试验研究。结果表明:通过合理的配合比设计和再生骨料预湿处理,全再生骨料混凝土的工作性能和抗压强度均可达到设计要求;自收缩增长率曲线具有不受水灰比和水泥强度影响的同一变化路径,但自收缩终值明显受水灰比影响;水泥强度相同时,干缩随水灰比的增大而增大;混凝土强度相近时,干缩随水泥强度的增大而减小;再生骨料不做预湿处理将导致全再生骨料混凝土的强度降低、收缩增大。该研究可为全再生骨料在预拌混凝土中的推广和应用奠定基础。     

从灾后重建探讨再生混凝土的研究现状及其应用发展

再生混凝土是再生利用废弃混凝土的一种新材料,具有显著的环境保护和经济利益优势,是实现建筑、资源、环境可持续发展的主要措施之一。特别是汶川大地震后,产生的建筑垃圾远远超过了我国年产建筑垃圾总量,给地震灾区的重建工作带来了巨大的挑战。本文结合国内外再生混凝土研究发展现状,介绍了再生混凝土的基本性能和其在结构应用中的表现;同时,结合组合结构的优势,探讨了钢管再生混凝土构件的力学性能和再生混凝土在钢管组合结构中的应用前景。提出在灾后重建工作中,我国发展再生混凝土研究和应用的必要性和可行性。     

再生混凝土碳化模型与结构耐久性设计

通过分析现有模型并结合各国试验结果,建立了再生混凝土碳化深度的计算模型。在此基础上提出了极限状态法和分项系数法2种再生混凝土结构耐久性的设计方法,并对再生混凝土梁使用寿命进行了可靠度分析。结果表明：增大再生混凝土强度等级和再生混凝土保护层厚度可以明显提高再生混凝土构件的耐久性;受力状态、钢筋位置对再生混凝土构件的耐久性有重要影响。综合考虑再生混凝土中钢筋开始锈蚀对结构使用功能的影响程度和再生混凝土的不同受力状态,提出了上海地区再生混凝土构件中钢筋的最小保护层厚度。     

钢管再生混凝土受弯构件有限元分析

目的建立再生混凝土塑性损伤模型,对已有试验进行模拟,以验证其本构关系及有限元分析的正确性．方法通过有限元软件ABAQUS建立模型,对三组圆钢管再生混凝土和三组方钢管再生混凝土梁进行有限元分析,研究不同取代率下钢管混凝土梁的受力特性．结果不同再生混凝土取代率对方钢管受弯构件影响较大,而对圆钢管构件影响较小．圆钢管再生混凝土构件受力特性和普通混凝土构件差异不大,故在不同取代率下的计算方法可同普通圆钢管混凝土一样,而对于方钢管再生混凝土则需要根据混凝土约束系数进行修正．结论模拟所得梁跨中弯矩一应变曲线和试验结果吻合较好。证明了模型的正确性．     

再生混凝土基本力学性能试验分析

进行了再生混凝土配合比设计,完成了再生混凝土基本力学性能相关试验,并以天然骨料混凝土作为基准进行对比,主要研究了再生混凝土的立方体抗压强度、立方体劈裂抗拉强度、抗折强度的影响因素及变化规律。通过试验数据的统计回归,建立了再生混凝土抗压强度公式,给出了再生混凝土各项强度指标之间关系式。     

老砂浆对再生混凝土力学性能影响模拟试验

再生混凝土和普通混凝土的内在区别主要在于老砂浆的存在与否,为了能够准确把握再生混凝土的力学性能和影响因素,从老砂浆入手,研究其强度、含量和分布特点。将原始混凝土剔除骨料制备成砂浆试块,并研究其力学性能,将原始混凝土破碎制成再生粗集料并制备成再生混凝土,研究其力学性能和破坏形态,并根据切割断面研究再生集料中老砂浆含量和分布,分析老砂浆对再生混凝土力学性能的影响。     

再生混凝土力学性能试验

为在土木工程实践中进一步推广应用再生混凝土,进行再生混凝土单轴受压条件下力学性能试验研究.探讨水灰比、再生骨料类型、再生细骨料取代率以及基体混凝土强度等因素对再生混凝土受压力学性能的影响规律,获得再生混凝土应力-应变全曲线,分析峰值应力、峰值应变、横向变形系数以及弹性模量的变化规律,建立再生混凝土应力-应变全曲线方程.通过再生混凝土界面显微结构的分析,提出添加矿物掺合料可改善再生混凝土强度和耐久性的建议.     

邯郸地区再生骨料在混凝土和砂浆中应用

全面研究了邯郸地区用砖混结构建筑垃圾生成的再生骨料的粒径、堆积密度、吸水率、筒压强度等基本性能。通过试验,分别测试了以建筑垃圾为骨料的再生混凝土的干表观密度、抗压强度、抗渗性、抗冻性等相关的物理力学性能、以混凝土废渣为粗骨料的再生混凝土的抗压强度和以建筑垃圾作为细骨料等体积替代砂浆中的砂的再生砂浆的抗压强度,并分别与普通混凝土和砂浆对比分析。试验结果表明：以建筑垃圾为骨料的再生混凝土具有良好的基本力学性能,强度最高可达C30;用混凝土废渣作为粗骨料配制的再生混凝土的强度等级可达C50;再生砂浆的强度不降低。     

细长钢管混凝土构件混凝土应变测试

钢管混凝土桁梁是一种新型组合结构,管内混凝土应变状态是定义这种结构的关键指标之一,但其弦杆管径较小而长细比较大,很难准确测得弦杆管内混凝土应变。本文结合钢管混凝土桁梁受力性能试验研究,开发了内埋式混凝土应变计及其定位构造,并设计了配套的普通强度等级自密实混凝土的配合比和浇筑工艺。应用结果表明,本文开发的小管径、大长细比的钢管混凝土构件管内混凝土应变测试技术,可以减少结构损伤,造价低廉,而且设计和施工简便,可推广应用于钢管混凝土桁梁等新型组合结构的室内小比例模型。     

再生混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

改变再生粗骨料掺量、粉煤灰掺量、水胶比等参数,研究不同配合比对再生混凝土抗氯离子渗透能力的影响规律。试验结果表明,降低水胶比对再生混凝土抗氯离子渗透性能有利;再生混凝土氯离子迁移系数随着再生粗骨料替代率的增大而增大,抗氯离子渗透性能下降。掺加粉煤灰可以改善再生混凝土抗氯离子渗透性能,对于早龄期再生混凝土粉煤灰掺量在10%~20%之间为宜。     

C30再生粗骨料混凝土和易性和抗压强度研究

以砖混结构建筑拆卸下来的混凝土块为原材料制备C30再生粗骨料混凝土,利用正交设计方法,研究了再生粗骨料取代率、水灰比、砂率对再生混凝土28d抗压强度及和易性的影响。结果表明再生粗骨料取代率是影响混凝土28d抗压强度及和易性的最主要因素;随着再生粗骨料取代率的增加,强度与和易性均下降;使再生粗骨料取代率为60％,水灰比为0．5,砂率为36％,通过合理的配合比可以配制出28d强度达到46．3MPa的混凝土。     

颗粒整形再生骨料混凝土力学性能的试验研究

试验研究了颗粒整形再生骨料混凝土、简单破碎再生骨料混凝土和天然骨料混凝土的力学性能.结果表明：全组分颗粒整形再生骨料混凝土的力学性能低于天然骨料混凝土,但大大优于简单破碎再生骨料混凝土.另外,颗粒整形再生粗骨料配置的混凝土力学性能明显高于简单破碎再生骨料混凝土与全组分颗粒整形再生混凝土,略低于天然骨料混凝土,该试验结果对于工程实践具有一定指导作用.