组合再生混凝土及其衍生结构的应用及展望

为扩大再生混凝土的应用范围,充分发挥其经济与低碳效益,对组合再生混凝土及其衍生结构的应用进行了分析与梳理,总结了再生骨料和再生混凝土的特性,剖析了组合再生混凝土存在的问题并对未来研究进行了展望。结果表明:再生混凝土相比普通混凝土存在着强度低、弹性模量小的特点,仅依靠再生混凝土往往较难满足结构各个部位的力学性能及功能需求; 通过组合再生混凝土的形式将再生混凝土与其他混凝土在构件、结构上组合,或将再生骨料与其他骨料进行组合,将满足性能要求的混凝土放在特定部位上,既环保也能充分发挥各混凝土的优势; 不同混凝土间的界面剪切强度对组合再生混凝土结构的性能有着重要影响,剪切强度受到界面粗糙度、黏结剂、混凝土强度等多种因素的影响,提高界面粗糙度可以有效提高组合再生混凝土及其衍生结构的整体性和安全性; 组合再生混凝土与BIM、3D打印、装配式建筑和智能材料的结合,可在实现绿色建造的同时保证结构性能。     

低强再生混凝土及其应用

通过疏理和分析国内外文献,结合试验论证,为建筑固废资源化提供一个新思路,即利用由废混凝土生产的再生原料(再生骨料和再生微粉)制备泡沫再生混凝土。阐述了再生骨料和再生微粉的加工工艺和复杂特性,分别介绍了再生混凝土和泡沫混凝土的力学性能及应用,并重点分析了影响泡沫混凝土性能的主要因素。充分利用再生混凝土与泡沫混凝土的自身特点,将两者进行有效结合,提出了一种低强功能化泡沫再生混凝土的制备方法,并确定了可行的配合比。最后,对这一研究方向进行了展望,提出了拦阻系统被破坏后现场实现二次、多次再生的可能性,使其具有更高的利用价值。研究结果表明:在同一种配合比下,泡沫混凝土的强度和密度远低于再生混凝土; 用再生细骨料取代标准砂后,所得泡沫再生混凝土的强度和密度会进一步降低; 所制备的泡沫再生混凝土符合规范《特性材料拦阻系统》(MH/T 5111—2015)中提出的耗能曲线要求,验证了将其用作机场跑道端末端安全区特性材料拦阻系统的可行性。     

建筑废物堆山造景工程探索

阐述了目前建筑废物围城的现象,分析了建筑废物对环境的危害以及目前资源化的现状,提出了采用多功能化的"堆山造景"来处理建筑废物的方式。结合诸多实例以及上海对于山体景观的需求,进行了在上海市区内堆山造景构筑城市生态公园的设想以及概念上的规划,并重点对其中涉及的工程安全问题进了剖析。新型的多功能化"堆山造景"将会为上海的城市环境带来许多生态益处。     

海水海砂再生混凝土的基本力学性能

利用海水、原状海砂及再生粗骨料,制备了设计预期强度为C20~C50的海水海砂再生混凝土。通过240个标准立方体(150 mm×150 mm×150 mm)和96个棱柱体(150 mm×150 mm×300 mm)试件,完成了工作性能、立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量试验,研究了海水海砂再生混凝土的基本力学性能;最后基于试验数据,得到了海水海砂再生混凝土立方体抗压强度与轴心抗压强度关系公式以及弹性模量与轴心抗压强度关系公式。结果表明:海水海砂再生混凝土工作性能良好,C40和C50强度等级的坍落度比一般再生混凝土分别提高5%和33%;立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度随着龄期变长而增加,且长期强度趋于稳定;与普通混凝土相比,海水海砂再生混凝土7 d立方体抗压强度提高13%~52%,28 d抗压强度降低约5%,90 d抗压强度降低约15%,180 d抗压强度降低18%~29%;海水海砂再生混凝土28 d弹性模量比普通混凝土略有降低,降低幅度在14%以内;再生粗骨料对混凝土力学性能、工作性能的影响大于海水海砂。     

剑麻纤维对再生骨料混凝土断裂性能的影响

为改善再生骨料混凝土（RAC）的断裂性能,在RAC中掺入剑麻纤维,并基于三点弯曲梁试验,研究了再生粗骨料（RCA）和剑麻纤维对RAC断裂性能的影响.结果表明：与普通混凝土相比,100% RCA取代率且未掺剑麻纤维时,混凝土的起裂韧度、失稳韧度和断裂能分别降低20.36%、17.36%和20.66%;当剑麻纤维长度为10 mm、体积分数为0.2%时,其对RAC的起裂韧度改善效果最佳,且较未掺剑麻纤维RAC的起裂韧度提高37.81%;就失稳韧度和断裂能而言,剑麻纤维的最佳体积分数为0.3%;剑麻纤维的掺入可有效提升RAC的断裂性能.     

纤维再生混凝土的研究进展与展望

纤维与再生混凝土的组合使用改善了再生混凝土的自身缺陷,强化了其力学与耐久性能,通过文献分析,从纤维类型、改性效果等方面介绍纤维再生混凝土的研究现状。常见的钢纤维在2%体积掺量掺量下,可分别将再生混凝土的抗压、劈拉及抗折强度较未掺加纤维时40.1%、124.6%和286.1%,同时提高再生混凝土的密实性,提升疲劳寿命;聚丙烯纤维可有效控制裂缝开展,提高抗断裂性能,1.2%的体积掺量下,可将断裂韧度、断裂能较未掺加纤维时分别提升71.13%、330.77%,且在高温中可熔化,减轻爆裂现象。玄武岩纤维在优化力学性能的同时,对再生混凝土抗氯离子渗透性能存在良好的改善作用,3%体积掺量的玄武岩纤维的提升效果最为显著。此外,再生纤维可由废弃地毯、废旧轮胎等通过人工裁剪或热解及低温还原等工艺加工而成,其性能可达一般纤维性能指标,0.12%体积掺量的再生聚丙烯纤维可使再生混凝土抗拉强度较未掺加纤维时提升12.34%。最后,对各纤维合适的改性性能进行了讨论,对再生纤维以及各纤维的混杂应用进行了展望,为纤维再生混凝土的进一步研究和应用提供基础。