再生混凝土应用综述

再生混凝土应用综述（精选8篇）

再生混凝土应用综述 第1篇

再生混凝土是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级后, 按一定比例与级配混合, 部分或全部代替砂石等天然集料 (主要是粗集料) , 再加入水泥、水等配制而成的新混凝土。

随着社会的不断发展, 建筑行业也发展迅速, 各种高楼大厦、桥梁道路陆续掘地而起。混凝土材料自产生以来, 在建筑行业中就扮演着重要角色, 且随着建筑行业的不断发展, 混凝土材料的使用量日益增加, 但是对生态环境的造成的危害也逐渐加重。旧建筑的拆除产生了大量的建筑垃圾, 对自然环境造成了严重的污染。因此废弃混凝土的处理回收再利用是保护自然资源不枯竭, 自然环境改善不再被破环的必然选择, 所以再生混凝土便更是当今社会课题研究的重中之重。

2 国内外再生混凝土研究现状

2.1 国外再生混凝土研究现状。

Celik[1]通过试验得出, 人工砂混凝土拌合物的塌落度随着人工砂的石粉含量的增加而逐渐减小。这是因为混凝土砂率保持不变的前提下, 集料的比表面积会随着石粉含量的增加而变大, 从而致使混凝土需水量也相应的增加。实验结果[2]还表明混凝土抗压强度与石粉含量之间的关系呈现两头小、中间大的关系, 即在石粉含量小于最优石粉含量时, 抗压强度是随石粉含量增加而增大的;但当石粉含量大于最优石粉含量时, 强度反而是下降的。Ahn[3]虽然也同意混凝土需水量会随着石粉含量的增加而增加, 但他同时还指出, 人工砂中的石粉主要起填充混凝土骨料空隙作用时[4], 石粉含量的增加就并不一定会导致需水量的增加。

Otsiki[5]通过比较再生混凝土与普通混凝土在相同的水灰比的情况下各自的氯离子渗透深度, 得出再生混凝土的氯离子深度要比普通混凝土的略大, 即再生混凝土的抗氯离子渗透性能比普通混凝土差这一结论。Rasheeduzzafar[6]通过研究提出为了获得和普通混凝土相同的抗渗透性能, 可以将再生混凝土的水灰比降低0.05~0.1。并指出在水灰比较大时, 再生混凝土和普通混凝土的抗渗性能相差较小, 水灰比较小时相差较大。

2.2 国内再生混凝土研究现状。

郑金炎[7]、吴明威[8]等研究表明:在人工砂普通混凝土中掺入适量的石粉, 有利于防止混凝土拌合物出现离析、泌水等现象, 也有利于和易性的改善, 但掺入过量的石粉则有适得其反的效果。

李兴贵[9]通过研究得出:高石粉含量人工砂应用于实际工程是可行的。一般情况下, 人工砂的最优石粉含量在16%左右, 当石粉含量超过21%时, 过多的石粉造成混凝土颗粒级配不合理、密实性降低, 最终导致混凝土强度的降低。

崔正龙[10]制作了完全再生混凝土试件和普通混凝土试件作为对比, 测得两者在相同条件相同条件下碳化的深度, 试验结果表明, 100%全再生混凝土的碳化深度差不多是普通混凝土的3倍之多。元成方等[11]设置再生骨料取代率、粉煤灰掺量以及硅酸钠溶液对骨料的强化作用三因素三水平正交试验, 通过对再生混凝土的碳化深度进行极差分析得出粉煤灰掺量是影响再生混凝土碳化性能的主要因素, 硅酸钠溶液对骨料的强化作用以及再生骨料的取代率为次要因素的结论。

杜婷[12]对比掺有粉煤灰、矿渣等矿物掺合料的再生混凝土和普通混凝土在抵抗氯离子渗透方面的表现, 得出再生混凝土抗氯离子渗透性能由于微细掺合料的加入而得到了显著改善的结论。

3 再生混凝土应用现状及其发展前景

早在20世纪80年代起, 美国、德国、日本及荷兰等发达国家就制定了有关使用再生混凝土骨料制备素混凝土, 钢筋混凝土的规范, 规定了利用再生骨料生产再生混凝土的明确技术要求, 且经过长时间的探索应用, 在再生混凝土领域已经有诸多项目得以实践, 如德国达姆施塔特新型住宅区螺旋森林;日本ACROSShin-Osaka建筑;美国密歇根州的两条公路等。

我国混凝土相对与其他发达国家发展要晚, 目前属于初级阶段, 但已取得了相应的成果, 如上海第二建筑公司在市中心的华亭和霍兰两项工程;上海江湾机场大量废弃混凝土被加工成再生骨料。

虽说再生混凝土在物理力学性能等指标上稍逊色于普通混凝土, 但其广阔的应用前景是可以预见的, 实际工程中可根据结构所处的部位进行选择性替代[13,14], 主要的承重结构的再生骨料取代率可以适当减少, 其他次要结构如人行道板、桥梁护栏、防护砌块和其它附属结构则可适当增大。

4 结论

再生混凝土的研究和应用, 不仅解决了自然资源不断被开采, 消耗的问题, 也大大改善了自然环境被污染的问题, 有效防止森林覆灭, 山体滑坡, 河床改道等对人类造成重大危害等后果, 并且有效解决了废弃建筑物的出路问题节约了资源。再生混凝土不仅带来了环境效益同时也带来了经济效益, 符合可持续发展的绿色建材, 所以再生混凝土将有望代替现有混凝土成为常用建筑材料, 再生混凝土也将对未来建筑行业的发展也起到了革命性的推动作用。

摘要：在不断深入的城市化建设中, 新建筑的建立和旧建筑的拆除都会产生大量的建筑垃圾, 造成严重的环境污染和资源浪费, 因此, 对这些建筑垃圾特别是废弃混凝土的再生利用将具有显著的环境和经济效益, 是实现建筑、资源、环境可持续发展的重要措施。本文结合国内外再生混凝土研究发展现状, 展望再生混凝土的工程实际应用前景。

关键词：再生混凝土,研究现状,应用前景

参考文献

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[3]Zaharieva R, Buyle-Bodin F, Wirquin E.Frost Resistance of Recycled Aggregate Concrete[J].Cement and Concrete Research, 2004, 34 (10) :1927-1932.

[4]SHAYAN A, XU A.Performance and properties of structural concrete made with recycled concrete aggregate[J].ACI Materials Journal, 2003, 100 (5) :371.

[5]OTSIKI N, MIYAZATO S, YODSUDJAI W.Influence of recycled aggregate on interfacial transition zone, strength, chloride, penetration and carbonation[J].Journal of Materials in Civil Engineering, 2003, 15 (5) :443-451.

[6]Rasheeduzzafar, Khan A.Recyeled concret-a source of new aggregate for concrete[J].Cement, Conerete and Aggregate (ASTM) , 1984, 6 (1) :17-27.

[7]郑金炎, 吴跃群.人工砂在商品混凝土中的应用[J].建材技术与应用, 2004 (6) :32-33.

[8]吴明威, 付兆岗, 李铁翔等.机制砂中石粉含量对混凝土性能影响的试验研究[J].铁道建筑技术, 2000 (4) :46-49.

[9]李兴贵.高石粉含量人工砂在混凝土中的应用研究[J].建筑材料学报, 2004, 7 (1) :66-71.

[10]崔正龙, 杨力辉, 大芳贺羲喜等.再生混凝土耐久性的试验研究[J].科学技术与工程, 2006, 6 (21) :3516-3519.

[11]元成方, 罗峥, 丁铁锋等.再生骨料混凝土碳化性能正交试验研究[J].武汉理工大学学报, 2010, 32 (21) :10-14.

再生混凝土应用综述 第2篇

【关键词】沥青；混凝土；路面；冷再生；技术；应用

沥青混凝土路面冷再生技术是将旧沥青混凝土路面材料，包括面层和部分基层材料经破碎加工后进行重复利用，根据再生后结构层的结构特征适当加入新骨料或细集料，按比例加入一定量的外掺剂（如水泥、石灰、粉煤灰、泡沫沥青或乳化沥青等）和适量的水，在自然环境温度下连续完成材料的铣刨、破碎、添加、拌和、摊铺及压实成型，重新形成具有所需承载能力结构层的一种工艺方法。

1.沥青混凝土路面冷再生工作原理

冷再生施工技术是一种新的路面修复技术，是路面修复方式的变革，目前越来越受到重视。其工作原理如下：在旧沥青路面的基层、面层中加入一定规格、数量的新集料、稳定剂、水，然后按照施工要求和路面修复的厚度要求，使用冷再生机设备对材料进行破碎处理，并就地对所有的原材料进行拌和、整形、碾压，然后对路面进行养生，使其达到新建路面基层或者底基层的技术要求，从而实现对路面的修复，为车辆通行创造良好的条件。

2.沥青混凝土路面现场冷再生的反应机理

沥青混凝土路面是由级配矿料和沥青组成的具有一定密实度的板体结构，由沥青将矿料粘结成整体。沥青混凝土路面自交付使用后，经受各种自然因素及行车荷载的重复作用，逐渐脆硬老化、疲劳开裂，直至路面破坏。对旧沥青混凝土路面材料进行抽提试验，经化学分析表明：沥青中油份减少，而沥青质及胶质增多，导致沥青结合料脆硬性增强。其路用性能表现为：沥青针入度减小，软化点升高，延度降低；而矿料成分除受长期荷载作用变碎、变细以外，没有其他变化。

经铣刨破碎的沥青混凝土路面材料，如果具有合适的级配，当掺入外加剂加水均匀拌和后，发生一系列物理化学反应，经碾压成型养生后可形成与水泥土、二灰稳定碎石及水泥稳定碎石等半刚性基层性质类似的基层材料。冷再生碎石料与施工中常用的矿料不尽相同，冷再生料中除含有沥青碎屑外，矿料外壳还有部分沥青膜，因此其在结构层中的受力情况与碎石也不尽相同，如何界定该结构层的力学特性，通过对采用相同级配的水泥稳定碎石、冷再生基层混合料及与旧沥青混凝土路面油石比相同的沥青混合料的抗压回弹变形试验可以得出结论：冷再生基层混合料的回弹变形比水泥稳定碎石和沥青混合料的回弹变形都大。沥青混凝土路面冷再生基层材料是处于半刚性与柔性材料之间的一种混合料，它具备两种材料的各自优点，这是由它本身的材料构成所决定的。由于裹覆矿料的沥青膜的模量远远低于矿料的模量，根据冷再生混合料的组成可以看出，如果把裹覆沥青的矿料颗粒作为一个复合单元和一个整体看，该复合单元的刚度小于原矿料颗粒的刚度，且裹覆沥青的矿料颗粒越多，则该复合单元的刚度就越小，且刚度的降低与原沥青混凝土路面面层厚度及沥青含量成正比。

3.冷再生混合料配合比设计

冷再生混合料配合比设计必须要涉及以下几个方面，如有代表性旧路样品的获取、回收混合料组成及性能必须由实验室确定、新集料添加的规格与用量的确定、新添稳定剂等级及用量的选择，拌合前含水量的确定、混合料性能试验要在养生初期与完成后进行及最佳配合比的确定。

4.沥青混凝土路面冷再生施工准备

4.1 施工准备

沥青混凝土路面施工前，必须调查旧路结构状况，沥青混凝土旧路路面冷再生是利用旧路沥青混凝土及上基层经破碎加入水泥均匀拌和，在最佳含水量条件下碾压获得的半刚性结构。在旧路弯沉检测过程中，可以对旧路的承载力进行充分了解。为对旧路沥青层的厚度、基层材料及基层厚度等方面进行准确确定，可以通过现场冷再生技术对旧路结构材料进行破碎取样，以此对结构强度进行掌握。为对添加剂的类型及用量多少进行确定，必须详细分析旧路结构材料的土质。

4.2机具准备

沥青混凝土路面施工前，必须确保机械设备充足并符合施工要求，目前沥青混凝土路面冷再生施工中主要应用的机具有冷再生机、平地机、自行式洒水车、运送水泥车、单钢轮振动压路机及推土机等。

4.3材料准备

冷再生结构的骨料与填充料主要是经破碎旧路面沥青混凝土面层及上基层所得的混合料，骨料质量在4.75mm 以上的应在47%-67%范围内，如无法满足这一要求，必须选用合理地措施进行骨料及填充料用量的增减，在选用水泥过程中，可以选用强度等级为32.5级的路用普通硅酸盐水泥。水选用饮用水即可。

5.沥青混凝土路面冷再生施工工艺

5.1路面清理

冷再生施工技术应用前必须清理干净旧路路面，将路面杂物清除干净，将旧路侧石拆除，依据设计要求由测量人员进行高程测量标线，保证铣刨宽度与高度符合施工规定。施工前期必须将施工路段的交通封闭，严禁除施工车辆外其他车辆的通行。

5.2撒布水泥

依据水泥用量、路面再生厚度等指标，进行石灰方格的撒布，以此对水泥用量进行确定。由于施工现场会产生多种损耗现象，在水泥用量确定过程中必须遵循施工设计要求增加15%左右的用量并加以控制。水泥撒布施工中必须确保其均匀度，不能出现厚薄不均现象，同时将撒布长度控制在再生机具前端60mm的距离。

5.3 铣刨拌和

再生机具有铣刨拌和的作用，其拌和幅宽较长，拌和压实厚度通常控制在18cm左右，在沥青混凝土旧路路面施工中，再生機行驶速度必须进行严格控制，通常控制在5m/min，破碎沥青混凝土最大粒径一般会合理空载在30mm以下。在水泥初凝前必须结束碾压工作，应将单幅拌和长度在小于200m的范围进行控制。两幅拌和结束后进行稳压施工，选用振动压路机时应将振动关闭进行一遍稳压作业，在选用平地机进行整平机碾压施工，由再生机机载电脑对拌和过程的加水量进行合理控制。

5.4整平及碾压

利用推土机进行粗略找平施工并进行排压，确保其均匀度，随后利用平地机进行细致找平作用，直至达到设计要求，同时注意横坡及平整度要与相关规范需求相符合。刮平作业要选用平地机进行施工，在施工前要求对全幅再生材料进行均匀压实。基于再生机后轮胎行走在再生材料的表面，轮迹部位的材料会存在压实现象，但位于两轮之间的材料还没有碾压到，基于此早刮平施工前，为避免出现压实差应先进行压实作业"在压路机施工中，细粒级配材料中部分具有较低塑性的材料极易出现剪切破坏的现象，甚至出现横向位移的情况，为对这种材料进行有效压实，必须对用水量进行良好控制。最后刮平施工要选用平地机进行施工，在施工时特别注意不能将刮片落在低凹路段，因为这些刮片和下部材料之间不存在黏结性质。在碾压施工前要对含水量进行检测，确保其含水量符合施工要求，碾压作业中如遇到冷再生表面风干等情况，必须进行适量的洒水作业。

6.结语

沥青混凝土路面冷再生技术的实施，要做好原路况的调查研究，从社会和经济发展的角度做好结构设计，选取适当的添加济及用量。施工实践中要注意总结经验，控制级配及添加济用量，加强各工序之间的衔接，严把施工关键环节。通过近年来的施工实践，我们认为沥青混凝土路面冷再生工艺作为一项新的路面施工技术，具有施工简便、节约材料、缩短工期、减少环境污染，适用范围广、降低工程造价等优点，值得在工程建设中推广。 [科]

【参考文献】

[1]刘芳，郝攀.沥青路面再生技术的特点及发展概况[J].交通标准化， 2010（13）.

[2]蔡明智.地冷再生技术的应用与质量控制[J].交通标准化，2010（13）.

再生混凝土的研究发展现状综述 第3篇

混凝土材料自产生以来, 就在人类文明建设中扮演了最重要的角色, 随着人类文明的不断进步, 混凝土的使用量逐渐增多, 已成为全球使用最广泛的建筑材料, 与此同时产生的环境问题也越来越显著。混凝土的制备需要耗费大量的砂石、水及能源等自然资源, 长期以来, 对这些自然资源无节制的索取已经导致森林覆灭、山体滑坡、河床改道, 造成了严重的资源枯竭和环境污染。另外, 随着我国经济发展, 城市化建设不断深入, 新建筑的建立以及旧建筑的拆除都会产生大量的建筑垃圾。目前, 我国建筑垃圾数量占到城市垃圾总量的30%~40%, 其中主要是废弃混凝土, 这些垃圾严重影响了城市生活环境, 造成了环境污染。把它们运送到郊外进行堆放掩埋, 碱性废渣会令大量的土壤“失活”。此举不仅会花费大量的运费, 侵占无数农田, 还会造成严重的二次污染。[1]

因此废弃混凝土的处理和再利用是节约能源, 保护环境的必然选择, 也是当今社会研究的重要课题。将废弃混凝土块经清洗、破碎、分级和按一定比例相互配合后得到的“再生骨料”作为部分或全部骨料代替天然骨料配制的混凝土即为再生混凝土 (也称再生骨料混凝土, Recycled Aggregate Concrete, RAC) [2]。再生混凝土既能解决天然骨料资源紧缺的问题, 保护骨料产地的生态环境, 又能解决城市废弃物的堆放、占地和环境污染等问题, 具有显著的社会效益、经济效益和环保效益, 对城市的可持续发展具有非常深远的意义。

2 国内外再生混凝土的研究发展现状

20世纪中期, 日本、美国、欧洲等国家就开始了再生混凝土的研究和开发利用工作, 主要集中在对再生骨料和再生混凝土基本性能的研究, 包括物理性能、力学性能、耐久性以及再生混凝土构件性能及其抗震性能的研究。研究成果表明再生混凝土基本能满足普通混凝土性能的要求, 其应用于工程结构是可行的。当前, 美国共使用了约27亿吨废弃混凝土骨料, 其中10%~15%用于人行道, 20%~30%用于公路建设及维修, 另外的60%~70%用于混凝土结构, 主要是地基和基础结构。日本政府于1991年颁布《资源重新利用促进法》, 促进了废弃混凝土的回收利用, 1994年建设部又颁布了《废弃混凝土材料重新用于建筑工程暂定质量标准》, 使废弃混凝土的利用率从1990年的48%提高到2000的96%, 其中大多数的废弃混凝土用于道路建设的基础垫层。据估算, 在20世纪90年代早期, 欧盟的建筑废弃物回收利用率平均为28%, 在随后几年大多数欧盟国家都制定了将建筑废弃物利用率提高到50%~90%的相关计划。其中德国在它的每一个地区都建有大型的建筑垃圾再生加工综合工厂, 仅在柏林就有20多个, 有望将80%的再生骨料用于10%~15%的混凝土工程中。[3]

香港和台湾也有促进建筑废弃物再生利用的相关计划。香港每年约产生1400万吨的建筑垃圾, 以前主要用于填海造陆, 后来该做法因招到反对而废止。2002年, 香港特区政府建立了用于处理建筑垃圾的试点, 每天能够处理2400吨的建筑垃圾, 生产出的再生骨料用于相关市政工程。截止2003年10月, 该试点工厂共生产优质再生骨料24万吨。超过10个工程项目用到由这些再生骨料生产出的22700m3混凝土, 包括桩承台、地砖、梁、板墙、外部建筑、挡土墙以及超大块混凝土等。[4]1999年, 台湾中部地区发生大地震, 产生大量的建筑垃圾需要处理, 从而建立了相关建筑垃圾处理和研究的试点计划。实施这些计划后, 台湾回收利用了80%的废弃建筑材料, 其中30%用于道路基础垫层。[5]

我国内地对再生混凝土的研究相对较晚, 但已经开展研究工作的高校和科研院所做了大量的工作, 涉及范围广泛, 取得了一定的研究成果。其中, 同济大学肖建庄教授及其团队在再生混凝土基本性能、结构方面做了大量的研究工作, 包括再生混凝土的强度和工作性能、废弃混凝土破碎及再生工艺研究、高温后再生混凝土强度研究、再生混凝土耐久性研究、再生混凝土梁柱试验研究、再生混凝土框架节点试验研究、再生混凝土框架结构抗震性能的研究以及组合结构的试验研究等等, 目前已处于国际前列。福州大学杨有福教授课题组通过试验和数值理论分析对钢管再生混凝土轴压短柱、纯弯构件和压弯构件做了初步研究, 对钢管再生混凝土力学性能和设计方法的若干问题进行了探讨;另外华南理工大学吴波等人对钢管再生混合短柱相关性能作了一定研究。国内其他专家学者也通过试验和多种措施对改善再生混凝土的性能 (物理性能、力学性能、结构性能) 做了很多积极的工作。其他科研院所如东南大学、华中科技大学、北京建工学院、沈阳建工学院等开展利用城市垃圾制取烧结砖和再生混凝土技术的研发取得了可喜的成果;将解体混凝土和废弃砖瓦进行再生资源化处理后, 作为混凝土骨料、轻骨料生产普通混凝土或高性能混凝土砌块, 这种再生混凝土强度达到C30。[6]2007年同济大学编写了地方标准DG/TJ 08-2018-2007《再生混凝土应用技术规程》, 为再生混凝土技术的应用提供了明确的指导。众多学者专家的研究成果为再生混凝土技术体系的建立和完善以及在实际工程中的应用奠定了良好的基础。

3 结论

再生混凝土技术的开发应用, 不仅能够从根本上解决废弃混凝土的出路问题, 而且减轻了废弃混凝土对环境的污染, 还能节省天然骨料资源, 减少对大自然的索取。随着再生混凝土实践研究的不断深入, 再生混凝土有望成为一种常用的建筑材料, 应用到更多的结构中去, 具有显著的社会、经济和环境效益, 符合可持续发展的要求, 是发展绿色混凝土的重要途径之一。

参考文献

[1]钟汉华, 罗岚, 刘能胜, 等.废弃混凝土回收利用现状和前景展望[J].广东水利水电职业技术学院学报, 20086, (1) 6:6-68.

[2]刘树华, 冷发光.再生混凝土技术[M].北京:中国建材工业出版社, 2007.

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再生混凝土发展及应用现状 第4篇

1 再生混凝土的概念和特性

废弃混凝土经过清洗、破碎、分级后按一定比例相互混合得到的骨料称为“再生骨料”(Recycled Aggregate),利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝

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骨料和足够的水分供应,三个条件同时存在的情况下才会发生,所以在气候干燥的地方,产生碱-骨料反应的几率比较少,但是碱能促进水泥的收缩开裂,造成混凝土结构物的劣化。“碱-骨料反应”会引起混凝土破坏。最早发生“碱-骨料反应”引起混凝土破坏的是在前苏联1931年建成的地涅伯河水电站,混凝土由于体积膨胀而引起破坏,最初认为是施工质量有问题而进行修复,但修复后十年又重新发生了严重破坏,最后才明确是由于“碱-骨料反应”引起的。美国、丹麦、加拿大、澳大利亚等国,也都发生过类似的工程事故。我国也发生过碱-骨料反应的质量事故。例如,建成于1984年的北京三元立交桥,1989年发现少量处于潮湿部位的混凝土柱、梁端发生膨胀性开裂,以后逐渐发展,到1993年盖梁已全部顺筋开裂。经取样做成测长试件,在温度38~40℃、湿度>90%条件下养护,半年残余膨胀率仍高达0.1%~0.2%。正因为碱-骨料反应有严重的危害性,因而国际上有人称碱-骨料反应为混凝土的癌症。百年大计,质量为本。管桩是重要的桩基材料,而且长期处于地下,地下环境复杂多变,地下水的腐蚀为碱骨料反应提供了条件之一“足够的水分供应”。因此,我们在选择原材料时以及在骨料、水泥产地及品牌规格有改变时有必要注重这一点,应坚持“碱-骨料反应”试验合格后再应用。

2.4混合材对混凝土和易性的影响

水泥中掺入混合材品种、性质和掺量不同,混凝土和易性以及与外加剂适应性也不相同。因此易泌水、流动度损失大的混合材与保水性好、流动度损失都较小的混合材搭配使用,可互相弥补,防止泌水、离析,提高混凝土和易性以及与外加剂适应性。如矿渣、钢渣、铜渣与粉煤灰、煤矸石搭配使用,也可取得较好的效果。广东许多管桩厂都使用硅酸盐水泥(PII),这种水泥用石灰石作混合材,能激发水泥早期强度发挥,对脱模强度有所保证。目前,国内也有一些管桩厂,使用多种掺合料搭配使用,改善了混凝土的性能,也收到了一定的效果和效益。

3结束语

水泥中影响混凝土及管桩的品质也是多方面的,在此,限于水平,只能拙谈以上几个方面。在未来的技术创新中,生产一种最能适应管桩生产的专用水泥,相信对管桩厂的品质控制是有一定帮助的,对行业来说,也是一种新的尝试。●

土被称为“再生骨料混凝土”(Recycled Aggregate Concrete),也叫再生混凝土(Regenerated Concrete)。一般而言,砂、石通常占混凝土总体积的75%以上,是混凝土的重要组成部分。骨料对混凝土不仅具有支撑作用,而且很大程度上决定着混凝土拌合物的性能和耐久性能。再生骨料与天然骨料相比,组成成分复杂,其中包含相当数量的硬化水泥石。众所周知,水泥石本身孔隙较大,在破碎过程中,其内部往往会产生大量的微裂缝。这些特性会导致再生骨料与天然骨料有较大差异。但也可以看出,水泥石本身经过长期水化后具有一定强度(采用一定的标准实验方法对不同强度的水泥石进行评定后分类筛选,从而可以获得高质量的再生骨料,并能有效满足中、低强度的建筑或基础构件使用)再加之普通混凝土的破坏往往是由于骨料与胶结料界面产生微裂缝而导致。因此,一般来说骨料并不发生明显的破坏。值得注意的一点,再生骨料能有效减少环境污染和负荷,较大增强了水泥和建筑产业的循环经济机制。利用再生混凝土多孔的特性作为吸音、保温隔热以及过滤等功能性材料也是非常值得探讨和研究的课题。

2 再生混凝土的基本性能

2.1 抗压强度

由于再生混凝土和天然骨料混凝土其骨料不同,所以它们强度随龄期的增长情况也不相同。相关试验表明:与天然骨料混凝土相比,同一水灰比的再生骨料混凝土的28d抗压强度约低15%,但其相差的幅度会随着龄期的增长而慢慢缩小。再生混凝土使用的是再生骨料。故再生混凝土的强度和所使用的废弃混凝土的强度有着紧密的联系。在同一水灰比的条件下,再生骨料强度越高再生混凝土的强度也就越高。一般建筑物所拆除下的废弃混凝土强度在C20左右,在水灰比为0.6并用再生骨料完全取代天然骨料时,其28d的抗压强度可达到23.5MPa。完全符合普通混凝土的强度要求。如果使用高强度的再生骨料,则可以配制高强混凝土。相关试验表明,如果用于生产再生骨料的废弃混凝土的强度达到40~60MPa并加入微细硅粉和高效减水剂则可配制出C70~C80的高强混凝土,尤其是在再生骨料与天然河砂搭配的情况下。

2.2 抗拉强度

再生混凝土的抗拉强度和它的抗压强度一样,随着龄期的增长而增长。而且再生混凝土的抗拉强度与天然骨料混凝土抗拉强度的差也随着龄期的增长而增大,到28d龄期后才基本不变。但如果在再生混凝土中掺加微细硅粉和高效减水剂则能够明显的提高其抗拉强度,尤其在28d龄期以后最为明显。

2.3 坍落度

再生混凝土的坍落度和起再生骨料所取代的比例有关,由于再生骨料比天然骨料的吸水率大,空隙多,表面粗糙度高,用浆量多。所以在相同水灰比的条件下再生混凝土中再生骨料所取代的比例越高其坍落度就越小。同时骨料表面粗糙,增大了拌和物在拌和与浇筑时的摩擦力。再生混凝土的坍落度还随水灰比的增大而增大,这和普通混凝土是一致的。而我们可以在再生混凝土中加入适量的粉煤灰或高效减水剂提高坍落度,同时可以保证有较好的保水性和粘聚性。

2.4 干缩性

干缩性是混凝土的重要指标之一。相关试验表明:再生混凝土的干缩性与它的骨料情况有很大关系。由于再生混凝土使用的是吸水率大,空隙率高的再生骨料。所以它的干缩性比天然骨料混凝土要大且其干缩的程度和干缩持续的时间随其再生骨料取代比例的增大而增大和加长。在再生骨料取代比例在50%以上时,其干缩时间持续时间比较长,但在50d龄期后干缩速率十分缓慢,干缩的增量也要小[4]。

2.5 用水量

再生骨料与天然骨料不同,所以再生混凝土的用水量也与天然骨料混凝土不同。再生骨料内部缺陷多,吸水率大。再者,再生骨料的表面粗糙度比天然骨料要高,因此配合比中的细骨料(砂率)较高,并随着再生骨料所取代比例的提高而增长。由于砂率较高,因此达到相同坍落度时,比天然骨料混凝土用水要多,且难以达到坍落性能良好[5]。

2.6 表观密度

再生骨料表面粗糙,摩擦阻力大,其混凝土难以振捣密实。再者再生骨料内部缺陷多,空隙率大。故随着混凝土中再生骨料的取代比例增大,混凝土的含气量增大,表观密度变小。此外,再生骨料与河砂、卵石等天然骨料相比比重小,再生骨料使用的比例愈高,混凝土的表观密度愈小。

3 再生混凝土的应用前景

相比普通混凝土,再生混凝土具有自重轻、孔隙率大、保温隔热性能好和透水性强及强度低的特点。当前再生骨料常用于道路工程垫层、素混凝土垫层、大体积混凝土、混凝土砌块砖等方面。通过一定的技术途径对再生骨料进行合理处理,也可以用来配制高性能混凝土从而广泛用于各种承重结构中。当前,对再生混凝土的应用还应从发展其优点并将其缺点转化成优点这一基本思想出发,提高废混凝土的利用价值。因而,鉴于再生混凝土的各种特点与普通混凝土相比有明显不同,可以针对再生混凝土的特点设计出相应的符合社会有关需求的产品。

3.1 透水、排水性混凝土

具有15%~30%连通孔隙的透水性混凝土与传统混凝土相比,具有透气性、透水性,将前者用于铺筑道路、广场、人行道路等,能够扩大城市的透水、透气面积,增加行人、行车的舒适性和安全性,减少交通噪音,对调节城市的温度和湿度,维持地下土壤的水位和生态平衡具有重要作用。

3.2 吸音混凝土

吸音混凝土是针对已经产生的噪音所采取隔音、吸音措施所制作的多孔混凝土。它是为了减少交通噪音而开发的,适用于机场、高速道路、高速铁路两侧,地铁等产生恒定噪音的场所,能明显地减低交通噪音,改善出行环境以及公共交通设施周围的居住环境[6]。

3.3 吸收有害气体混凝土

相同尺寸条件下,多孔混凝土的内外表面积大约是普通混凝土的500倍。将有害气体吸收材料注入多孔混凝土中,它能够有效地吸收空气中包括CO2,SOX以及NOx等特殊有害气体。这种吸收材料主要由无机物组成,它有着强大的离子交换能力[7]。

3.4 热储混凝土

热储混凝土是针对再生混凝土孔隙率高的特点所制作的多孔混凝土。适用于各种建(构)筑物的非承重结构。通过在较大孔中注入一定的相变含热材料,如石蜡。再经过一定的工艺处理就使混凝土起到一定的调温作用。

3.5 净化水质混凝土

大孔混凝土的孔隙率为5%~35%,并且其连通孔占15%~30%,如使用粒径5~13mm的碎石为骨料,且平均孔隙直径为1.82mm,并且孔隙弯弯曲曲,成为很好的过滤材料[8]。因此,可以通过设计和调节混凝土的孔隙率和平均孔隙直径来达到净化水质的目的。

3.6 自适应植被混凝土或绿化混凝土

清华大学材料系提出了自适应植被混凝土,即集智能化混凝土和植被混凝土双重特性的新型生态混凝土。该混凝土结构本身具备自适应、自供给特征,能适于植物生长的植被混凝土,属于生态混凝土的一种。自适应植被混凝土是具有自适应(自动适合植物生长的酸碱度和湿度)和自供给(结构内部提供植物生长所需的营养元素)特征,并具有工程所需强度的多孔混凝土[9]。绿化混凝土是指能够适应绿色植物生长、进行绿色植被的混凝土及其制品。绿化混凝土用于城市的道路两侧及中央隔离带,水边护坡,楼顶,停车场等部位。可以增加城市的空间,调节人们的生活情绪,同时能够吸收噪音和粉尘,对城市气候的生态平衡也起到积极作用,是与自然协调,具有环保意义的混凝土材料[6]。

3.7 海洋生物、淡水生物相容型混凝土

海洋生物、淡水生物相容型混凝土是将多孔混凝土设置在河、湖和海滨等水域,让陆生和水生小动物附着栖息在凹凸不平的表面或连续空隙内,通过相互作用或共生作用,形成食物链,为海洋生物和淡水生物生长提供良好条件,保护生态环境[9]。

4 结语

随着中心城市不断的发展,建筑垃圾所带来的环境问题也越来越严重。再生混凝土的研究和应已经成为了世界各国共同的研究课题。世界各国对再生混凝土的研究水平各不相同。日本、美国、德国等发达国家的研究起步早,发展快,已经进入了实际应用阶段。而我国在这个方面虽然已经取得了一定的成果,但仍处于实验室阶段。由于再生骨料与天然骨料的性质不同,故再生骨料混凝土与天然骨料混凝土的性能亦不相同。再生混凝土与天然骨料混凝土相比,其抗拉强度、抗压强度和坍落度都比较低,但如果改善生产工艺、配制方法、生产条件以及有针对性选择使用范围,则能有效弥补其缺陷,如在其配制过程中加入微细硅粉和高效减水剂,则其综合性能会有较大幅度的提高。而降低再生混凝土的使用要求和标准,并以大量使用再生混凝土为目的更是环境保护的基本目的所在。●

参考文献

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[8]冈本享久.ボーラスコンクリートの制造-物性-试验方法.コンクリート工学[J],1998,(3):16-20

再生骨料混凝土的应用与发展 第5篇

20世纪90年代初,世界建筑业进入高速发展阶段,混凝土对自然资源的占用及对环境造成的负面影响也引发了可持续发展问题的讨论。大量废弃混凝土的处理和开采天然砂石的运输能耗与费用惊人,对生态环境的破坏十分严重。为解决这些问题,混凝土的生产及施工技术必须走可持续发展的道路,而再生混凝土正是符合当今时代要求的绿色建材。再生骨料混凝土(Recycled Aggregate Con-crete,RAC)简称再生混凝土(Recycled Concrete),它是指将废弃混凝土块经过破碎、清洗与分级后,按一定的比例与级配混合形成再生混凝土骨料(Recycled Concrete Aggregate,RCA)简称再生骨料(Recycled Aggregate);部分或全部代替砂石等天然骨料配制而成新的混凝土。

1 再生骨料的生产及利用价值

1.1 再生骨料的生产工艺

日本Aichi技术协会的S.Nagataki等通过理论分析和试验论证了二次破碎、进一步处理再生骨料可以改变材料的微观外形,并提高骨料的品质[1]。清水建设公司和东京电力公司研究开发了废旧混凝土砂浆和石子的分离技术。3家公司和大阪城市大学共同研发了高性能再生骨料,其生产过程分预处理、碾磨和筛分3个阶段。最近日本科学家又开发出一种将粉碎机和搅拌机连为一体的专用制造装置,能够将旧建筑物中拆除下来的混凝土废料当场变成再生混凝土。俄罗斯还在建筑企业建立专门的破碎钢筋混凝土块体工艺线。而在德国,每个地区都有大型的再生综合加工厂。德国使用架空磁性分离机对铁片进行分离,获得的再生骨料完全符合DIN4226规范对骨料的质量要求。不仅如此,德国西门子公司开发的干馏燃烧垃圾处理工艺可使垃圾中各种再生材料干净地分离出来。美国的CYCLEAN公司则另辟新径采用微波技术,100%地回收利用再生旧沥青混凝土路面料[2]。

国内在这方面的研究较少,只限于破碎、筛分和除去杂质等基本工序。

1.2 再生骨料的经济分析

废弃混凝土再生骨料的应用既可以减少废弃混凝土排放量和对环境造成的二次污染,节省大量的处理费用,又可以减少建筑业对天然砂石的消耗,保护自然资源和人类的生存环境,产生良好的经济效益、社会效益、环保效益,因此,废弃混凝土最有价值的处理方法就是把它当作可再生资源重新利用生产建筑材料。但由于各种原因,目前再生骨料的生产成本高于天然骨料,再生骨料未得到广泛的应用。而事实上,再生骨料的技术经济分析不能简单地用其生产成本等经济指标来衡量,而应从定性和定量角度以及宏观和微观方面综合考虑,即再生骨料的经济分析必须综合考虑其生产成本和它所产生的社会效益、环保效益。

废弃混凝土再生骨料的应用可以解决大量混凝土废弃物处理困难和由其引发的对环境的负面影响等问题,同时可以节省大量的垃圾清运费用和处理费用,并减少其处理对环境的二次污染。以上海为例,若将废弃混凝土全部循环再生利用,则每年可节约建筑垃圾处理费1亿元以上,综合节能潜力每年可达74.78万t标准煤,相当于减少排放CO2199万t、SO20.46万t、烟尘0.19万t等。

在公路建设中,研究已表明将旧混凝土再生骨料用于新建水泥路面面层或水泥处理基层是完全可行的。美国、德国、荷兰、澳大利亚等国都已对此进行了研究,并成功地将再生骨料应用于道路面层和基层。将再生骨料应用于公路建设既解决了废弃混凝土处理带来的环境问题,又可以取得良好的经济效益,一方面废弃混凝土再生骨料的应用,可以有效地减小运距,同时还可以节省大量废弃混凝土的处理费用和减少其对环境产生的二次污染;另一方面,就地处理和就近使用再生骨料,可以大大降低再生骨料的成本,因而使得再生骨料的价格低于天然骨料,从而获得很好的经济效益,我国合宁(合肥-南京)高速公路就是一个成功的工程实例[3]。

2 再生骨料混凝土的应用

2.1 国外应用情况

再生混凝土的研究始于“二战”后期,由于战争的巨大破坏作用,产生了大量的废弃混凝土块,如何处理这些废弃物成为各参战国政府和科学家共同关心的问题。据可查资料显示,前苏联早在1948年就对再生骨料和再生混凝土进行研究,紧接着,原西德等其他国家也相继开展了研究工作。

日本较早地将RAC成功应用于刚性路面和建筑结构物;最近又开发了RAC的新用途路面下的透水材料。目前日本全国建筑废弃物实现资源再利用率已超过5成,其中废弃混凝土利用率更高,处理废弃物工厂的规模有的达到100t/h。现在日本已有3~4家RCA生产企业与3~4家RAC商品混凝土搅拌站[4]。

美国政府制定的《超基金法》给再生混凝土的发展提供了法律保障。美国除鼓励应用再生混凝土外,还对其性能进行了研究。如根据密歇根州的两条用再生混凝土铺筑的公路进行了再生骨料混凝土干缩性能的试验研究,试验表明再生骨料混凝土的干缩率大于天然骨料混凝土。美国的公司采用微波技术,可100%地回收利用再生旧沥青混凝土路面料,其质量与新拌沥青混凝土路面料相同,而成本降低了1/3,同时节约了垃圾清运和处理等费用,大大减轻了城市的环境污染[5]。

在德国Lower Saxong的一条双层混凝土的公路工程中采用了再生骨料混凝土,该混凝土路面总厚度260mm,底层190mm厚采用再生混凝土。

法国还利用碎混凝土和碎砖块生产出了砖石混凝土砌块,所获得的混凝土砌块已被鉴定,符合与砖石混凝土材料有关的NBNB21-001(1988)标准。

从20世纪80年代末开始,澳大利亚的墨尔本和悉尼等城市开始利用RCA。目前,据估计悉尼每年有大概40万t旧混凝土被再生利用,墨尔本则每年有35万t。

2.2 国内应用情况

国内也有不少再生骨料混凝土的应用实例。1992年6月,北京城建集团一公司先后在9万平方米不同结构类型的多层和高层建筑的施工过程中,回收利用各种建筑废渣840多吨,节约资金3.5万余元。合宁高速公路采用再生水泥混凝土骨料作为新拌混凝土的骨料来浇注混凝土路面。RCA的利用率为80%,每年的维修工程量为9~10万平方米,节约骨料的运输费用为117~130万元;同时,节省了废料占用的土地费用约67~75万元。国道310线开兰公路水泥混凝土路面的大修工程将破损混凝土板轧成碎石重新利用。开兰公路修复改建工程竣工后,通过了有关部门组织的竣工验收,并被评为优良工程。通过近几年的通车使用,路面状况一直保持较好。湖南长沙机场工程的道面、道肩及平行公路上也使用了再生混凝土技术,施工总面积达5000多平方米,使用时间7年后经回访考察,使用状况较好。上海市建筑构件制品公司1997年开始利用建筑工地爆破拆除的基坑支护等废弃混凝土制作混凝土空心砌块,其产品各项技术指标完全符合上海市标准《混凝土小型空心砌块工程及验收规程》(DBJ08-2031993)。1999年11月26日开始施工,至2000年春节前完成的205国道沙县青涌路段利用再生混凝土修复的水泥混凝土路面,修复效果良好。

3 再生骨料混凝土的研究与发展措施

再生骨料颗粒棱角多,表面粗糙,组分中还含有硬化水泥沙浆,因此他的吸水率高、压碎指标高、堆积密度小,导致再生混凝土的性能有所下降。可以通过物理和化学方法进行处理,其中物理方法较为有效,再生骨料的性能已经基本接近天然骨料。

建议今后再生骨料混凝土研究应着重如下几个方面:a.进行再生混凝土回收利用的配套机具设备、施工工艺流程、搅拌工艺、泵送工艺、初凝及终凝时间控制等方面的研究;b.围绕计算机辅助技术,建立有关数学模型,实现再生混凝土的配合比设计及施工控制智能化;c.进行再生混凝土应用方面的研究,如将其作为面层应用标准研究及其作为基层的应用方法研究,包括破碎粒径、最佳集配、配合比理论、现场试验等,进一步研究公路水泥混凝土的混合料配合比、再生混凝土长期性能的进一步验证以及接缝和裂缝的荷载传递能力。

摘要：介绍了再生骨料的生产技术和发展,分析了再生混凝土的利用价值和目前国内外的利用情况,并结合可持续发展战略,分析了再生骨料混凝土的经济价值和发展前景。

关键词：再生骨料混凝土,利用分析,研究发展

参考文献

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[4]陈家珑,方源兴.我国混凝土骨料的现状与问题[J].建筑技术,2005,36(1):23-25.

再生混凝土工程应用及性能监测研究 第6篇

将再生骨料用于全部或部分替代混凝土原材料中的天然石子、砂制成的混凝土,简称为再生混凝土。 再生混凝土在市政、非承重墙等工程中得到广泛应用,取得了一系列成果,但其在承重结构中的应用实例很少。 主要原因是对再生混凝土在承重结构中的后期力学性能、耐久性的监测与试验缺乏足够研究,因此,研究再生混凝土在工程中的应用并开展实体性能监测,与普通混凝土构件或结构对比,对实现再生混凝土在工程结构中推广应用具有重要的意义。

本文在研制再生混凝土配合比的基础上,将再生混凝土用于实际工程,并对结构多个部位的各类型构件进行实体监测,与同一工程中受力状态相似的普通混凝土构件(下称原生混凝土构件)进行对比,结合同批浇筑的原生及再生混凝土构件在试验室的力学性能和耐久性能结果,对再生混凝土性能进行研究。

1工程概况

项目结构为地面三层地下一层的框架结构。 研究中选取结构第三层的梁、 板和柱作为研究对象, 对比在近似荷载条件下再生混凝土与原生混凝土在工程结构中的长期力学性能,将再生混凝土应用于结构三层右侧的1/4部分, 其余部位采用普通混凝土浇筑。 在选中的原生与再生混凝土构件中埋设混凝土应变计进行应变监测,结合对应试块的相应实验,对比分析原再生混凝土在工程结构中的性能差异,对再生混凝土的推广应用提供可行性分析与合理建议。

工程的第三层平面图见图1, 选取进行性能监测的构件包括梁、板和柱,其编号如图1所示。 工程布局为轴对称布置,选择的原生与再生混凝土构件也为轴对称布置。 图中N代表原生混凝土,R代表再生混凝土,用梁(L)、柱(Z)和板(B)编号。 需说明的是,NL-3和RL-3在本文中不做讨论。

2配合比设计

工程第三层结构由原生与再生混凝土浇筑,其中再生混凝土用的粗骨料为废弃混凝土破碎后得到的粒径5~31.5mm连续级配、含泥量0.4%、针片状颗粒含量8%、 压碎指标为11.3%的再生粗骨料, 取代率为100%。

再生混凝土与原生混凝土配合比见表1, 为保证工程质量,均采用商品混凝土。

kg/m3

3技术方案

3.1力学性能检测

混凝土浇筑过程中,同时制作试验室检测的原生与再生混凝土试块, 以确定立方体抗压强度,进行性能对比。

3.2构件应变监测方案

实体构件的混凝土应变监测采用埋入构件的应变计, 测试梁、 板和柱在浇筑后1d、3d、7d、28d、 90d、180d、170d和360d的应变值, 同时记录气温。 根据不同时间的应变值, 绘制对应的应变曲线,对比原生与再生混凝土构件应变的变化。

3.3混凝土施工方案

工程中原生与再生混凝土均采用商品混凝土, 浇筑过程中采用泵送形式,结构施工中,水平方向一部分采用原生混凝土而一部分采用再生混凝土, 必须对接缝处进行防水处理。

4试验结果及性能分析

4.1混凝土强度分析

试验室测得原生与再生混凝土28d抗压强度分别为29.8MPa和29.6MPa,配合比相同的100%粗骨料替代的再生混凝土与原生混凝土28d抗压强度基本相同,且均超过设计强度25MPa,因此,再生混凝土强度能满足要求;也说明再生混凝土采用与普通原生混凝土同样的搅拌与浇筑工艺,能满足质量要求。

4.2实体应变监测结果与分析

通过对三层的梁、 板和柱360d龄期的应变监测,分析原生与再生混凝土的性能。

4.2.1混凝土梁强度分析

选取两组梁的梁底跨中及梁顶混凝土 (NL-1、 NL-2与RL-1、RL-2),试验室测得原生与再生混凝土28d抗压强度 分别为29.8MPa和29.6MPa在360d龄期内的应变发展曲线,见图2、图3。

由图可知,原生混凝土梁与再生混凝土梁应变监测变化曲线的发展趋势一致,主要有以下特点:

(1)梁跨中底面应变在28d龄期内一般表现为拉应变,且在短期内(一般为7d)拉应变的发展趋势为先增大后减小,7d后拉应变稳定增长。

(2) 梁跨中顶面应变的变化趋势类似 , 在28d内一般表现为压应变, 在7d龄期内梁顶跨中会出现压应变先减小后增大的现象, 或原来为拉应变, 拉应变先增大后减小,直至0后发展为压应变。

(3) 对比可知 , 原生与再生混凝土梁底跨中应变相差不大, 如RL-1比其对比普通梁NL-1的跨中底部拉应变要稍大一些,且两者均超过了混凝土的拉应变极限值(1.00×10-4~1.15×10-4),表明两根梁的底面均有可能已经开裂,不过这并不影响梁的正常工作。 原生混凝土与再生混凝土的梁顶跨中压应变相比,后者的应变值要更大一些。 因此,在第一组梁中,再生骨料混凝土梁表现出来的梁底跨中和梁顶跨中应变都比普通混凝土梁的应变值稍大一些, 分析主要原因,是由于再生粗骨料本身由于附着老砂浆的存在,使骨料本身的力学性能就要劣于天然粗骨料,从而导致相应的再生骨料混凝土的弹性模量较差,抵抗变形的能力较弱。 然而二者应变水平相当,可以认为这一组再生骨料混凝土梁的抵抗变形能力与普通混凝土类似,可以满足工程需求。

4.2.2混凝土板强度分析

NB-1、NB-2和RB-1、RB-2中央区域东西向和南北向360d的应变均值见图4~图6。

由图4~图6可见,两组对比试验板中,再生板和原生板中埋设的两个方向共四支应变计监测到的应变发展趋势是一致的。 即:

(1)在监测初期 (7d龄期以内 ), 四支应变计监测到的均为拉应变,且拉应变先增大后减小,当拉应变减小至0后,变为压应变,且压应变随龄期增长而增大。

(2) 板的应变计最大拉应变均在第3d,且最大值为1.00×10-4, 而一般混凝土极限拉应变为1.00×10-4~1.15×10-4,因此监测的最大拉应变未超过极限应变,不会拉裂,板是安全的。

(3)对比同组板 ,板在受相同荷载条件下 ,应变趋势一致,且应变数量级相同,证明再生混凝土在板中应用是可行的。

4.2.3混凝土柱强度分析

本项目中所测得的两组再生骨料混凝土柱及普通商品混凝土柱的总应变随时间变化曲线如图7和图8。

由图7和图8可以看出以下规律:

(1)两组对比柱中,无论是再生柱还是普通柱 , 其顶部和底部的应变发展规律都是一致的,即都表现为压应变,且压应变随龄期不断增大。 在浇筑初期,柱的顶部和底部压应变增长速度很快,但随龄期不断增长,压应变虽仍在增大,但增长的速度减缓,到180d龄期时,四根柱的顶部和底部应变都趋于平缓。

(2)每组对比柱中 ,虽然两种混凝土柱顶及柱底应变差异较大,但不难看出,两种混凝土柱的柱总应变=柱底应变-柱顶应变,即柱顶柱底应变曲线之差值,是非常接近的。 这表明同组对比柱中的再生骨料混凝土柱与普通混凝土柱的压应变水平相当,因而再生骨料混凝土用于柱构件是可行的。

5结论

(1) 采用同配合比设计 、相同搅拌与浇筑工艺的再生混凝土与普通混凝土抗压强度相同,且均超过设计强度要求,因此,可以满足工程需要。

(2)原生与再生混凝土梁跨中应变差异不大 , 因此,可认为再生混凝土抗变形能力接近于原生混凝土; 原生与再生混凝土板均主要表现为压应变, 最大拉应变出现在相同龄期,均未超过混凝土极限拉应变,因此,再生混凝土抗裂性能好;再生与原生混凝土柱压应变相近,以上可说明再生混凝土应用于工程中的典型构件是可行的。

摘要：目前,对再生混凝土在结构工程中研究较多集中于实验室试验,在实际工程中应用研究鲜有案例。本文结合具体工程,配制再生混凝土,并将再生混凝土应用于工程典型构件,在360d龄期下进行长期应变监测,并与相似受力状态的普通混凝土构件对比,以分析再生混凝土的受力性能。

关键词：再生混凝土,配合比,应变监测

参考文献

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再生混凝土应用综述 第7篇

在国内对于废弃混凝土垃圾的处理一般是采取掩埋或者露天堆放的方式, 对于环境造成了很大的污染, 对于土地资源也是极大的浪费, 即使有再生循环利用也仅仅是用于填筑公路垫层、大体积混凝土等一些非重点部位和较低标号的混凝土中。就废弃混凝土本身而言, C30及以下混凝土的骨料自身破坏较小, 破坏处多出在水泥粘结部位;而高于C30的混凝土破坏则是骨料本身和水泥石均有破坏, 但这种混凝土的水泥石的强度也较高。因此研究废弃混凝土骨料的再生利用, 不但能有效降低建筑垃圾的数量, 减少建筑垃圾对自然环境的污染, 同时利用再生骨料制造再生骨料混凝土还能减少建筑工程中对天然骨料的开采, 达到了保护环境和节约能源的目的。本文采用某工地废弃C30常态混凝土经破碎, 再将其过孔径为31.5 mm和4.75 mm的试验筛, 取4.75 mm以上部分骨料作为试验用粗骨料, 4.75以下部分作为试验用细骨料, 分别进行骨料基本性能试验和混凝土试配试验。再以某料场生产的天然中砂和5～31.5 mm卵石进行相同试验, 作为比对。

1混凝土再生骨料

由表1可知, 再生骨料在密度、吸水率和强度几方面的性能均较天然骨料低。分析其原因有如下几个。

(1) 再生骨料的母体混凝土中本身含有水泥水化凝结过程中由气泡和水分流动产生的毛细管道, 造成混凝土结构上的缺陷, 在破坏过程中这些缺陷受力先于其他部位破坏, 裂缝互相连通扩大后, 导致骨料表面及内部孔隙增多。

注:细骨料压碎指标为单级最大压碎指标。

(2) 与天然骨料相比, 再生骨料在破碎过程中, 由于内部骨料和水泥石的强度差异, 随机性较大, 破坏点较多, 也导致了更多的孔隙产生。这些孔隙导致了再生骨料的饱和吸水率较大, 这些内部缺陷也使得再生骨料容易破碎, 反映为压碎指标值较大。另外骨料破坏形状的不规则也是导致骨料堆积密度较低的原因, 对于再生骨料混凝土的密度也是一个不利的因素。

根据上述分析, 再生骨料的孔隙是导致其基本性能低于天然骨料的根本原因。而较多孔隙的存在, 在混凝土拌制过程中, 使得这些骨料需要吸取更多的水分达到饱和, 势必导致水泥用量增大。因此在混凝土配合比设计过程中需要考虑孔隙率较多对于用水量增大的影响, 保证混凝土的和易性和经济适用性。

2其他原材料

2.1 水 泥

试验采用P.O42.5水泥。

2.2 粉煤灰

2.3 外加剂

本次试验采用某外加剂厂生产的高性能减水剂, 厂家推荐掺量为0.6%。

2.4 混凝土性能试验

由表4～5可知:

(1) 保证坍落度在160～180 mm的前提下, 再生骨料的掺量增大, 会显著增加混凝土的单位用水量, 而再生细骨料的增水效应比再生粗骨料更大。再生骨料的增多, 尤其是再生粗骨料, 对于混凝土的和易性影响较大, 这是因为再生骨料形状不规则, 比表面积比天然骨料大, 水泥浆对其包裹不充分。在完全使用再生骨料的情况下, 虽然混凝土坍落度可以达到160 mm, 但流动性较差, 混凝土呈坍塌状, 骨料在中央堆积, 且伴有泌水现象。采用再生骨料部分替代时的混凝土和易性稍好, 可以满足施工要求。

(2) 再生骨料的掺入增大了混凝土的用水量, 进而增大了水胶比, 因此在使用相同的水泥用量, 再生骨料混凝土比天然骨料混凝土强度更低, 要达到一定的强度等级, 势必要增加胶凝材料用量。因此在考虑经济适用的前提下, 选择合适的再生骨料掺入比例是再生骨料混凝土配合比设计中一个重要的因素。

(3) 由试配混凝土强度可知, 在掺入了原C30混凝土的再生骨料后, 混凝土强度最低也可达到30 MPa以上, 如按照再生骨料掺入量50%生产混凝土, 28天强度完全可以达到C30的配置强度等级要求。充分考虑强度保证率, 在配合比设时可以对其降低一个等级, 如C30的混凝土再生骨料可以用于C25及以下的混凝土。

3再生骨料混凝土应用前景分析

目前, 我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30～40%, 随着城市住宅的更新和市政动迁规模不断扩大, 大量建筑物被拆除, 地震等自然灾害的破坏产生的城市建筑垃圾量越来越大, 据有关资料介绍, 对砖混结构, 全现浇结构和框架结构等建筑的施工材料损耗的粗略估计, 在每万立方米的建筑材料的施工过程中, 仅废弃建渣就会产生500～600 t, 若按此测算, 我国每年仅施工过程建筑所产生和排出的建筑废渣就高达4 000万t以上。

日本在1977年就制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》, 并相继在各地建立了以处理混凝土废弃物为主的再生加工厂, 生产再生水泥和再生骨料。而我国再生骨料的生产和再生混凝土的实际应用还很少。目前我们国家在公路、铁路、水电和房屋建筑等各个领域都有大量的建设项目, 所需的材料和生产成本是一个相当庞大的数字, 如能将建筑垃圾作为在施工项目中就地转换为原料, 这样不仅从经济上节约了生产成本和土地资源, 同时也能降低环境污染, 具有明显的社会、经济和环境效益。

4结束语

试验结果表明, 与天然骨料相比, 再生骨料的吸水率较大, 强度较大。使用相同用量的胶凝材料, 再生骨料拌制的混凝土的用水量较大, 强度较低。影响再生骨料混凝土力学性能主要因素是再生骨料的多孔隙和不规则的形状, 导致了再生骨料吸水率增大。通过配合比试验证明, 掺入适当比例的再生骨料, 可以达到混凝土一定强度和和易性的要求, 但一定要注意调整再生骨料的级配。再生骨料的强度是一个重要的指标, 决定了混凝土能够达到的强度等级, 可采用压碎指标试验来推定。并应进行多组试验, 确定可以达到的混凝土强度极限, 在考虑经济因素和强度保证率的前提下, 确定最终施工配合比。

参考文献

[1]刘娟红, 宋少民.绿色高性能混凝土技术与工程应用[M].

[2]肖开涛, 林宗寿, 万惠文.废弃混凝土的再生利用研究[J].国外建材科技.

[3]华军舰, 宋少民.再生混凝土的配合比及耐久性的研究[J].商品混凝土.

再生混凝土应用综述 第8篇

1就地热再生技术工艺及特征

1.1就地热再生技术工艺

就地热再生是指采用专用设备对需要修复的沥青路面进行加热、现场铣刨, 并根据需要加入适量新沥青、新沥青混合料和再生剂等, 就地加热搅拌、摊铺、碾压成型的再生技术[4]。沥青路面就地热再生工艺一般分为表面再生、复拌型再生和加铺型再生三种工艺[5]。表面再生工艺:仅对老化的沥青混凝土进行加热、翻松, 然后加入再生剂加热拌匀后摊铺压实, 该工艺适用于表面老化沥青路面修复。复拌就地热再生:先向旧沥青混凝土中加入再生剂, 然后加入新沥青混合料, 将新旧料拌合均匀、摊铺、压实成型, 该工艺主要适用于改善原路面材料级配不合理的状况。加铺再生:向旧沥青混凝土中掺加一定数量的新沥青、新沥青混合料和再生剂, 摊铺、压实形成再生混合层, 然后再在再生混合层上面就地摊铺一层新沥青原料, 形成上表面层, 压实成型, 该工艺可以恢复路面的抗滑阻力并改善道路横坡度和加强沥青路面强度。

1.2沥青混凝土路面就地热再生适用条件

沥青混凝土路面就地热再生只对旧路面表层3 cm～5 cm厚的沥青混合料进行再生, 所以应用就地热再生的沥青混凝土路面必须满足:1) 旧沥青混凝土路面平均厚度应该大于5 cm;2) 沥青混合料向两侧的挤压变形小于5 cm;磨损消耗小于3 cm;3) 龟裂率小于40%。但由于目前应用于沥青混凝土路面就地热再生工艺的都是大型专用机械, 因此施工现场应有足够的再生场地[6]。

1.3就地热再生技术特点

就地热再生技术具有以下优点:1) 重新利用了破损路面的沥青原料, 做到了变废为宝, 显著降低了养护的成本并且实现了资源的再生利用;2) 由于就地进行加热和搅拌因而消除了新旧路面之间的冷热不均导致的裂缝;3) 将老化的、破损的路面转化为新的、平整的和耐久的面层;4) 就地热再生具有最小的交通占用时间, 断路施工的时间最短;5) 可有效修护坑槽、车辙、搓板等路面病害;6) 通过添加合适的再生剂、新沥青原料及聚合物等来恢复路面横截面和坡度, 改善路面性能;7) 再生路面达到寿命期还可继续再生利用[8]。但是就地热再生工艺也具有如下缺点:1) 当路面损坏波及到基层以下时, 则不能应用该技术;2) 该工艺受气候因素影响较大;3) 不适合于小型维修工程[2]。

2就地热再生技术的应用

沥青路面再生技术从二十世纪七八十年代开始在美国推广, 到1985年再生沥青混合料差不多占到全部路用沥青混合料的1/2。20世纪80年代之前, 国外沥青路面再生技术主要采用厂拌再生工艺。20世纪80年代后, 德国、加拿大、意大利及芬兰等国开始对就地热再生工艺技术进行了深入研究。20世纪90年代后期, 研发了成套的就地热再生设备并形成了较完整的就地热再生技术和工艺方法, 并在世界各国得到了很好的推广应用[9]。

中国从20世纪70年代初就开始进行了废旧渣油路面材料再生利用试验研究, 在80年代初, 一些地方开展了沥青路面再生技术的相关试验研究[10]。20世纪90年代初国内主要进行了就地热再生技术和工艺方法和部分配套设备的研究[11]。21世纪初, 河北和江苏等省公路部门先后引进了德国维特根Remixer 4500和加拿大马泰克AR2000等就地热再生设备, 并应用在京沪高速和京津塘高速等的养护工程中。2004年中国自主研发出了就地热再生机配套设备加热车如中联重科LR4500和美的威特6S等, 并在高速公路就地热再生维修中进行了配套施工, 取得了良好的效果[2]。英达沥青路面就地热再生成套设备及施工技术2009年通过了交通运输部组织的技术成果鉴定, 专家一致认定该技术已经达到了国际先进水平。英达就地热再生技术适用于沥青路面表层出现裂缝、泛油、磨损、车辙、坑槽等病害或路用性能下降等损伤, 已经在我国许多省市应用并得到了使用单位的一致好评[12]。

3就地热再生技术的发展前景

就地热再生技术既满足了环保的要求, 同时又是沥青混凝土路面最经济的养护方式, 已在一些省市得到了推广和应用, 但是应用的范围相比发达国家还较少, 因此应该大力研发和推广就地热再生技术。就地热再生技术由于施工机械大型化导致一些较小的路面养护无法进行, 因此就地热再生成套设备国产化和小型化应该是未来的一个研究方向。

摘要：简单介绍了就地热再生技术、工艺和应用条件及其和其他传统技术相比的优点, 论述了国内外就地热再生技术在沥青混凝土路面养护中的应用及发展, 并展望了就地热再生技术的发展趋势, 对促进就地热再生技术的推广具有积极作用。