再生混凝土的初步探讨.pdf

安徽建筑 2 0 1 1年第4 期( 总1 7 9 期) 再生混凝土的初步探讨 P r eIi m i n ar y St u dy o f Rec yc l ed Con cr et e 郑 宇 ， 聂 玮 ( 1 合肥工业大学土木与水利工程学院 ， 安徽合肥2 3 0 0 0 9； 2 西南交通大学 ，四川成都6 1 0 0 3 1 ) 摘要 ： 再生混凝土是一种解决供需矛盾的很有效的方法， 它是将废弃的旧混凝土破碎成再生骨料， 经筛分级配后用作水泥混凝土骨料配制 出来 的一种新型混凝土。 再生混凝土材料对比普通混凝土材料而言， 性能上虽略显不足， 但仍然有着很广阔的应用空间。 通过研究和改良的再生混凝土 会 完全替代普通混凝土 。 关键词 ： 再生混凝土； 循环利用； 基本特性； 抗震性能 中图分类号： T U 5 2 8 5 9 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 1 ) 0 4 0 0 4 7 0 2 0 引 言 在我国， 城市改造步伐 日益加快， 许多城市的老城区内不 同程度的存在许多在用的或使用期满的待拆建筑， 目前最常采 用的方法便是用爆破法来加快拆迁速度， 加上近年来频繁发生 的自然灾害的破坏以及 昆 凝土加： I ： 厂积累的废弃物、 城市公路 与道路的改建或扩建 、机场跑道的施工与维修等， 都产生了大 量的破碎废弃的混凝土 ， 依照过去的方法， 有的打碎成块、 片石 料， 用做基础材料， 有的则堆积弃用， 既影响环境， 也妨碍交通。 如何处置这些数量庞大的废旧混凝土变得很棘手。与此同时， 大建设对天然材料的需求量与可提供的资源有限这一矛盾 19 趋凸现， 寻找到一种合适的替代材料来满足现实的需要 ， 变得 愈发紧迫。 1 再生混凝土的现状与分析 再生混凝土便是一种很有效的解决方法。它是将废弃的 旧混凝土破碎成再生骨料， 经筛分级配后用作水泥混凝土骨料 配制出来的一种混凝土。 这种混凝土无论是在经济上还是环境 保护方面 ， 都有着很积极的现实意义。废弃混凝土的再生利用 既可从本质上解决废弃混凝土的处理与堆放问题 ，循环再利 用， 又可很好的缓解天然材料紧缺的情况， 具有社会、 经济与环 境三重效益 ， 因而倍受世界各个国家的高度重视。 然而， 目 前废 弃混凝土的再生利用刚刚起步 ， 目前关于再生混凝土的研究并 非完善 ， 利用率普遍偏低 ， 即便在再生混凝土利用较早的发达 国家亦是如此。 在很多国家， 相应的规范规程并没有出台， 致使 这一技术的普遍指导无依据可循。所以， 如何充分、 高效、 经济 的利用废弃混凝土， 是倡导低碳排放的当务之急， 也是今后混 凝土的一个发展方向。 2 再生骨料和再生混凝土的基本特性 1 9 9 3 年， 美国国际材料协会 R I L E M颁布了 再生骨料混 凝土规定 。该规定根据环境等级与强度等级两个指标， 界定了 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 4 2 9 作者简介： 郑宇( 1 9 8 5 一 ) ， 男， 辽宁抚顺人 ， 合肥工业大学在读硕士， 研 究方 向： 结构动 力分析与抗震 再生混凝土的应用范围：根据不同来源， 将再生粗骨料分成三 类， 分别为来 自砖石、 来 自废弃混凝土和由再生骨料( 最多 2 0 ) 与天然骨料f 最少 8 0 ) 混合而成， 最常见的便是废弃混凝土。 再生骨料又称再生集料， 再生混凝土的性能与再生集料的性能 及再生混凝土的微观结构密切相关。由于废弃混凝土破碎时产 生的内部横向裂纹， 再生混凝土骨料的多孔性与较差的颗粒级 配、 混杂在再生混凝土骨料内的杂质 、 硫酸盐与氯化物等， 以及 再生 昆 凝土骨料黏附的水泥浆与再生粗骨料之间的弱结合区， 导致再生混凝土的质量变异性较大。与普通混凝土类似， 再生 混凝土的早期强度会随着水泥的充分水化而提高。M a l h o t r a的 研究表明， 再生混凝土的3 6 0 d 抗压强度较 2 8 d的增加 6 0 。再 生混凝土的长期性能如收缩、 徐变、 抗渗性 、 抗冻性、 抗碳化能 力和抗氯离子渗透性等耐久性能均低于普通混凝土， 这进一步 说明了再生混凝土高性能化的必要性。 如可以通过掺加一定的 纤维物或膨胀剂等措施有效抑制收缩变形与徐变， 通过掺加粉 煤灰、 矿渣等掺合料， 优化再生混凝土的孔结构， 从而改善其长 期性能。 对再生混凝土长期性能如再生混凝土后期强度衰减规 律的研究， 目前显得十分缺乏。充分考虑再生混凝土的使用环 境， 基于细微观结构机理， 研究其长期性能， 是再生混凝土性能 研究需要进一步加强的关键问题。 3 再生混凝土结构构件的抗震性能 通过对再生混凝土的了解， 我们可以得出这样的结论 ： 再 生混凝土材料对比普通混凝土材料而言，性能上虽略显不足， 但仍然有着很广阔的应用空间。 同济大学孙跃东、 肖建庄分析了普通混凝土框架一榀 ， 不 同再生骨料比例混凝土框架三榀f 分别为 3 0 ， 5 0 ， 1 0 0 ) ， 进 行再生混凝土抗震性能试验 ， 得出以下结论： 再生混凝土材 料有较大的离散性，随着再生骨料掺量的增加， 其立方体抗压 和轴心抗压强度呈递减趋势， 而框架结构的极限荷载的试验值 没有类似的规律； 不论是普通混凝土结构还是再生混凝土结 构， 在低周反复荷载作用下， 其受力特性 、 破坏形态和破坏机制 没有明显的差别， 破坏机构均表现为明显的“强柱弱梁” 的破 坏形式； 再生混凝土框架具有较好的抗震性能， 在试验中得 到的滞回曲线均比较饱满 ， 表明其结构的耗能能力较大。 合肥工业大学的柳炳康教授通过再生混凝土材料试块的 抗压强度和劈压强度的试验 ， 通过试验得出这样的结论 ： 再 ( 下转 第 7 8页) 建 筑 材 料 安 徽 建 筑 _ 重 2 0 1 1年第 4期( 总 1 7 9期 ) 安徽建筑 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 本工程采用内径控制法，胀管率控制在 1 3 2 1 范围 内。胀管率可按下面公式计算胀管率计算公式： H = ( d l - d 2 - -6 ) d 3 x 1 0 0 式中： H胀管率f ) r l 胀完后管子实测内径( m m) d 2 _一未胀时管子实测内径( m m) d 广一 未胀时管孔实测内径( mm) 未胀时管孔直径与管子实测外径之差( m m) 4 3胀接过程的质量控制 管端的伸出长度应控制在 1 0l mm范围内， 太短则无 法翻边影响牢固性， 太长则翻边交线达不到规定要求 ， 且管端 塑性变形大， 容易产生裂纹。 管子按选配的编号穿到管孔中，用专门的卡具固定后 开始胀管。要求当天穿的管当天一定要胀完 ， 以防止污物进入 结合面或生绣。 胀管 由锅筒纵向中心线 向环 向两侧从里到外依次进 行。 在穿管时应对每根管子应进行初胀( 对管子进行定位， 每穿 一 根管子就要初胀， 防止移位) 。 胀接时，将管子与管孑 L 间的间隙消除后，再继续扩大 0 2 m m 0 3 mm， 胀管完成后 ， 应进行管端翻边。 管端喇叭口的扳 边应与管子中心线成 1 2 。N 1 5 。角， 扳边起点与管板( 锅筒) 表 面以平齐为宜 。 拆除各临时固定点后， 进行紧固胀 ， 紧固胀是保证胀管 质量最关键的一道工序， 必须按要求严格施工， 严防过胀。 胀接后， 管端不应有起皮 、 皱纹、 裂纹 、 切口和偏斜等缺 陷。 在胀接过程中， 应随时检查胀 口的胀接质量， 及时发现和消 除缺陷。 在穿管完成后应严格按照试胀后编制的作业指导书进 行 5 胀接质量检验 5 1 外观检查 胀接的外观检查是最基本的质量检验手段，若有下列问 题须边施工边整改。 管子胀后应无裂纹， 如有浅斑纹， 用修刮法消除。 不应胀管过度( 过胀) 。过胀为胀接中的严重缺陷， 不仅 使胀 口发生渗漏， 同时由于整修管孔会影响锅炉寿命 ， 故检查 中要严加控制。 不应胀口偏挤( 偏胀) 。 不应有过渡区的突然变形。 不应有喇叭口翻边的破裂。 不应有胀口内壁起皮及擦伤。 5 2水压试验 胀接全部完毕后，必须进行水压试验，检查胀I ： 1 的严密 性。 水压试验必须由锅炉监察、 建设单位监理J - 程师， 施工质检 人员共同参加， 试验合格后应办理签证手续， 方可生效。 6 结束语 影响锅炉水管胀接质量的因素很多， 只要我们在实际施 工中严格质量标准， 按规程要求施工， 严格执行管胀_ r 艺技术 要求对锅炉水管胀管施工的质量控制， 保证胀接质量是不难做 到 的。 参考文献 1 G B 5 0 2 7 3 9 8 ， 工业锅炉安装工程施工及验收规范f s 北京： 中国计 划出版社， 1 9 9 8 2 张薇， 张文 锅炉管胀接工艺的探讨f J 1 山东煤炭科技， 2 0 O 4 ( 4 ) ( 上接 第 4 7页 ) 生骨料与天然骨料相比， 其表观密度较小， 而吸水率和压碎值 较大； 在影响再生? 昆 凝土强度的三个主要因素水灰比、 砂率 和再生骨料取代率中， 水灰比是影响再生混凝土 2 8 d抗压强度 的最主要的因素； 再生骨料全替代时， 抗压强度公式的相关 性最好 。 通过再生混凝土预压装配式框架和现浇框架的不同抗震 节点的抗震性能分析得出： 再生混凝土结构中混凝土与钢筋 的粘结性不强，导致结构的抗震性能较普通混凝土结构低； 再生混凝土框架具有和普通混凝土框架同等水平的变形能力， 但相 比之下再生混凝土框架稍差， 不同再生骨料掺量的再生混 凝土框架的延性变化没有明显规律， 不同的再生骨料掺量对混 凝土框架的延性系数影响不大； 再生混凝土框架在低周反复 荷载作用下的强度退化和刚度退化稍逊于普通混凝土框架； 再生混凝土框架具有良好的承载能力 、变形能力和抗震性能， 能够满足现行规范对混凝土框架的基本要求， 应用于实际工程 中是可行， 但对再生混凝土结构的耐久性、 结构构造措施等方 面仍需要进行大量研究。 _4小结 再生混凝土对生态环境是一种贡献 ，也是对混凝土技术 一 种革新， 既符合现在倡导的低碳绿色生活 ， 也符合现在的可 持续发展 ， 符合我们时代的要求， 具有很好的社会环境效益， 具 有很好的社会环境效益。 再生混凝土倡导的理念不仅适用于本 身， 而且还适用于其它不可再生材料的生产。虽然现在再生混 凝土的研究还处于起步的阶段， 再生混凝土的相关国家行业规 范还在研究制定中， 但是这是一种趋势 ， 通过研究和改良的再 生混凝土会完全替代普通混凝土。 参考文献 1 孙跃东， 等 再生混凝土框架抗震性能的试验研究I j 土木工程学 报， 2 0 0 6 ( 5 ) 2 周徽，柳炳康， 陆国 再生混凝土基本力学性能试验分析f J 1 安徽建 筑工业学院学报， 2 0 0 8 ( 6 ) 3 王思源，朱华平再生混凝土应用的若干关键问题【 J J 混凝土，2 0 0 8 (4 ) 4 陆国， 柳炳康 再生骨料混凝土配合比设计及其强度分析I J 】 工程 与建 设， 2 0 0 9 ( 2 ) 5 任冬燕再生混凝土及其可利用性f J 工业技术，2 0 0 7 ( 3 5 ) 虽