劉 合 敏

(長江師范學(xué)院土木建筑工程學(xué)院，重慶　408100)

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再生混凝土應(yīng)用現(xiàn)狀研究★

劉 合 敏

(長江師范學(xué)院土木建筑工程學(xué)院，重慶408100)

結(jié)合再生混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀，從管約束再生混凝土與纖維增強(qiáng)再生混凝土等方面，闡述了目前再生混凝土的幾種應(yīng)用形式及其力學(xué)性能特點(diǎn)，并分析了再生混凝土的應(yīng)用前景及發(fā)展方向，為再生混凝土的研究應(yīng)用提供參考。

再生混凝土，力學(xué)性能，抗壓強(qiáng)度，節(jié)能環(huán)保

1　概述

再生混凝土是廢棄混凝土通過破碎、篩分而得的粗骨料而制成的節(jié)能環(huán)保構(gòu)件，隨著社會的發(fā)展，建筑行業(yè)的興起以及大量的建筑結(jié)構(gòu)的興建，使得大量的陳舊建筑需要更新?lián)Q代，這樣也使得廢棄的混凝土對環(huán)境產(chǎn)生很大的壓力，不利于社會的可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能環(huán)保的宗旨。

廢棄的混凝土通過破碎、篩分后，將其中的粗骨料進(jìn)行分離，再混以新的水泥砂漿制成的混凝土，稱為再生混凝土，而分離出的廢棄砂漿進(jìn)行細(xì)化從而作為建筑填料或者墊料使用，分離出的鋼筋則進(jìn)行回收再利用，這樣既可以緩解廢棄混凝土對環(huán)境的壓力，也契合了可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能環(huán)保的社會倡議。同時研究再生混凝土的性能為再生混合構(gòu)件的工程應(yīng)用研究打下良好的基礎(chǔ)和提供必要的參考。

2　再生混凝土應(yīng)用現(xiàn)狀分析

目前再生混凝土的應(yīng)用形式主要包括以下方面。

2.1管約束再生混凝土

管約束再生混凝土主要包括：1)普通鋼管：主要包括圓鋼管和方鋼管，文獻(xiàn)[1]的研究結(jié)果表明鋼管約束再生混凝土常見的破壞形式為試件中部發(fā)生鼓曲,核心再生混凝土發(fā)生斜剪破壞，同時研究還表明與鋼管約束普通混凝土相比，鋼管約束再生混凝土的受力過程與前者基本相同,都分為彈性和塑性發(fā)展兩個階段;核心再生混凝土由于鋼管的約束其強(qiáng)度得到顯著提高,同時其變形性能也得到較大改善；2)型鋼：王浩[2]通過試驗研究表明，與普通型鋼混凝土相比，型鋼再生混凝土的受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)與前者基本相同，粘結(jié)作用較差，骨料取代率對抗震性能影響不大，而軸壓比和體積箍筋率的影響較大；3)異形鋼管：王威賽[10]通過對異形鋼管(T形、L形、十字形等)再生混凝土的研究得出在其他條件相同的情況下，再生混凝土構(gòu)件的受力性能和變形性能與相應(yīng)的普通混凝土構(gòu)件相差不大；相比于普通混凝土構(gòu)件，再生混凝土構(gòu)件具有更好的變形能力；4)GFRP/FRP/BFRP管約束：FRP管—再生混凝土—鋼管組合柱作為一種新型組合構(gòu)件,由外FRP管、內(nèi)鋼管以及兩管之間填充的再生骨料混凝土三部分組成,曾嵐[3]通過對21根試件的研究得出該新型組合構(gòu)件相比于填充普通骨料的雙管構(gòu)件承載力有所下降,但延性卻有明顯提高,有利于抗震。

2.2纖維增強(qiáng)再生混凝土

纖維增強(qiáng)再生混凝土主要包括：1)紡織纖維：王建坤[6]通過試驗研究得出以下結(jié)論，當(dāng)紡織廢地毯含量為2%時，與普通混凝土相比，紡織廢地毯再生纖維增強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗剪切強(qiáng)度和抗彎曲強(qiáng)度等力學(xué)性能得到提高，能量吸收性和干燥收縮性以及由此引起的韌性較普通混凝土都有顯著改善，從以上研究結(jié)論可以看出纖維增強(qiáng)再生混凝土值得深入研究進(jìn)而得到廣泛使用,如果實(shí)現(xiàn)則不僅可節(jié)約資源還可以保護(hù)環(huán)境；2)聚丙烯纖維：楊永生[4]通過大量的試驗研究得出以下結(jié)論，隨著纖維摻入量的增加纖維再生混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度也隨之逐漸提高，但是再生骨料的情況卻剛好相反，再生混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度隨著再生骨料摻入量的增加都降低，混凝土力學(xué)性能與再生骨料的摻入量有一定關(guān)系,即聚丙烯纖維對混凝土的增強(qiáng)作用隨著再生骨料的摻入量增大反而越小。同時試驗研究還表明纖維對再生混凝土劈拉強(qiáng)度的增強(qiáng)作用很顯著，明顯高于纖維對再生混凝土抗壓強(qiáng)度的增強(qiáng)作用；3)鋼纖維：胡圣軍[5]的試驗研究表明，隨著水膠比和再生骨料取代率的增大，鋼纖維再生混凝土的28 d抗壓強(qiáng)度在逐漸減小,粉煤灰取代率對其沒有影響，28 d劈裂抗拉強(qiáng)度隨著水膠比的增大而減小,而再生骨料取代率和粉煤灰取代率對其沒有影響。

2.3其他對再生混凝土的改性分析

1)橡膠再生混凝土：蔣連接[7]的研究結(jié)果表明橡膠再生混凝土的流動性、立方體抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度隨著再生粗骨料取代率的增加而降低,混凝土脆性隨著再生粗骨料取代率的增加而增強(qiáng)，同時拉壓比呈現(xiàn)減小的趨勢;橡膠再生混凝土的流動性隨著橡膠粒摻量的增加而逐漸增強(qiáng),立方體抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度隨著橡膠粒摻量的增加而減小,拉壓比不斷增大,橡膠粒摻量的增加會提高混凝土的塑性變形能力，同時研究還表明橡膠再生混凝土拉壓比受橡膠粒改性方式的影響很小；2)摻加廢棄玻璃:葉騰[8]通過將廢棄玻璃粉作為輔助膠凝材料替代部分水泥的研究表明廢玻璃和廢混凝土兩種固體廢棄物進(jìn)行綜合利用生產(chǎn)再生混凝土具有一定的可行性；3)粉煤灰再生混凝土：仝小芳[9]的研究結(jié)果表明再生混凝土中摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰,能夠改善其力學(xué)性能和表觀質(zhì)量,摻量適中時和易性會有所改善;隨著粉煤灰摻量增加,早期強(qiáng)度有所降低,后期強(qiáng)度增長較大,等應(yīng)變加載時,應(yīng)力應(yīng)變曲線與原生混凝土基本相同。對粉煤灰再生混凝土性能影響比較大的因素為再生骨料的質(zhì)量等級以及其摻量的大小,隨著骨料質(zhì)量等級下降,損傷變大,摻量增多時,坍落度下降明顯,強(qiáng)度會略有降低,變形性能會有所改變,等應(yīng)變加載時,應(yīng)力應(yīng)變曲線與原生混凝土明顯不同。

3　再生混凝土未來的展望

再生混凝土在節(jié)能環(huán)保方面的作用明顯，也節(jié)約了大量的資源和原材料，但是目前的再生混凝土均是通過破碎、篩分回收粗骨料而加以重制，極大的消耗了二次能源。為進(jìn)一步的降低處理成本和提高節(jié)能環(huán)保效果，可采用明顯大于粗骨料尺寸的塊狀大尺度廢棄混凝土進(jìn)行再生混合構(gòu)件的制作，由此制成的混合構(gòu)件的力學(xué)性能及應(yīng)用分析有待進(jìn)一步研究。

[1]肖建莊.鋼管約束再生混凝土軸壓試驗研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2011，32(6)：92-98.

[2]王浩.型鋼再生混凝土組合柱研究現(xiàn)狀與建議[J].四川建材，2016，42(3):19-20.

[3]曾嵐.GFRP—再生混凝土—鋼管組合柱軸壓力學(xué)性能試驗研究[J].土木工程學(xué)報,2014,47(2):21-27.

[4]楊永生.纖維再生混凝土基本力學(xué)性能試驗[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2013,32(12):1669-1672.

[5]胡圣軍.鋼纖維再生混凝土力學(xué)性能的影響因素[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2010,30(9):103-106.

[6]王建坤.紡織廢料再生纖維增強(qiáng)混凝土力學(xué)性能的研究[J].天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005,24(4):12-15.

[7]蔣連接.改性橡膠再生混凝土基本性能試驗研究[J].硅酸鹽通報,2015,34(7):2007-2012.

[8]葉騰.廢棄玻璃在再生混凝土中的應(yīng)用研究[J].硅酸鹽通報,2013,33(9):2290-2295.

[9]仝小芳.粉煤灰再生混凝土基本性能研究[J].混凝土,2014(7):27-31.

[10]王威賽.異形鋼管再生混凝土柱軸壓和抗震性能的有限元分析[D].天津：天津城建大學(xué),2014.

Research on the application situation of recycled concrete★

Liu Hemin

(Civil Engineering and Architecture School, Yangtze Normal University, Chongqing 408100, China)

Combining with the application situation of recycled concrete, from the pipe constraint recycled concrete and fiber reinforced recycled concrete and other aspects, this paper elaborated several application forms and mechanical properties characteristics of recycled concrete at present, and analyzed the application prospect and development direction of recycled concrete, provided reference for the research and application of recycled concrete.

recycled concrete, mechanical property, compression strength, energy saving and environmental protection

1009-6825(2016)25-0114-02

2016-06-21★:項目來源：長江師范學(xué)院校級科研項目(項目編號：2015XJXM46)

劉合敏(1987- )，女，助教

TU528

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