再生混凝土的試驗(yàn)研究

張照方 郭 興 李偉濤

河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院（450064）

0 引言[1]

自19世紀(jì)水泥問世以來(lái),混凝土就被廣泛的使用于各工程中，對(duì)世界各國(guó)的發(fā)展建設(shè)起到了非常重要的作用。特別是從20世紀(jì)90年代末開始，我國(guó)建筑業(yè)進(jìn)入了突飛猛進(jìn)的發(fā)展階段，一幢幢高樓如雨后春筍般拔地而起,而后隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化、工業(yè)化發(fā)展速度加快,舊城改造和住宅小區(qū)規(guī)?；ㄔO(shè)，又不斷地有舊的建筑物或構(gòu)筑物被拆除，大量城市建筑垃圾逐年遞增。

據(jù)2006年4月在廈門召開的建筑垃圾綜合利用與新技術(shù)推廣研討交流會(huì)上的最新資料顯示:我國(guó)每年因拆除建筑產(chǎn)生的固體廢棄物達(dá)2億t以上,新建建筑產(chǎn)生的固體廢棄物大約有1億t，兩項(xiàng)合計(jì)約3億t這個(gè)數(shù)字是非常驚人的，按這一數(shù)據(jù)估算，僅廢棄混凝土大約有1億t左右。

最近幾年，汶川地震和雅安地震，也產(chǎn)生了巨量的建筑垃圾,重災(zāi)區(qū)災(zāi)后重建需要大量的混凝土。如何處理這些建筑垃圾變廢為寶的問題也引起了很多學(xué)者的重視。

1 再生混凝土的性能[2-3]

1.1 強(qiáng)度

東南大學(xué)陳亮等對(duì)再生骨料混凝土技術(shù)開發(fā)與研究的最新進(jìn)展進(jìn)行了綜述與對(duì)比分析，分析結(jié)果表明再生混凝土的破壞過程和破壞模式與普通混凝土基本一致。從破壞形態(tài)來(lái)看，再生混凝土的破壞基本上始自粗骨料和水泥凝膠體面的黏結(jié)破壞，再生混凝土的長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律與普通混凝土有所差異。

1.2 耐久性能

武漢大學(xué)劉數(shù)華、饒美娟對(duì)再生混凝土的變形性能主要包括彈性行為干縮與徐變、溫度變形性能,再生混凝土的耐久性包括滲透性、抗凍、耐久性和抗化學(xué)侵蝕性能。對(duì)再生混凝土的變形性能和耐久性能進(jìn)行深入分析，結(jié)果表明，再生骨料對(duì)再生混凝土變形性能和耐久性能雖有不同影響，但亦可滿足于工程應(yīng)用。

1.3 抗剪性能

廣東省建筑科學(xué)研究院黃健和同濟(jì)大學(xué)建筑工程系肖建莊、雷斌對(duì)影響再生混凝土梁抗剪承載力的各因素作了定性分析，得出再生混凝土梁抗剪機(jī)理，包括剪跨比、混凝土強(qiáng)度及配箍率在內(nèi)的諸多因素對(duì)再生混凝土梁抗剪承載力的影響趨勢(shì)與普通混凝土梁基本一致的結(jié)論。

1.4 抗震性能

同濟(jì)大學(xué)建筑工程系的肖建莊、朱曉暉完成了3種不同再生粗骨料取代率再生混凝土框架邊節(jié)點(diǎn)在恒定豎向軸壓荷載和水平低周反復(fù)荷載作用下的抗震性能試驗(yàn)研究，指出再生混凝土節(jié)點(diǎn)的破壞過程與普通混凝土相類似，雖然再生混凝土節(jié)點(diǎn)的抗震性能略低于普通混凝土，但再生混凝土節(jié)點(diǎn)的延性等抗震性能仍滿足相應(yīng)抗震設(shè)防要求，說明再生混凝土可用于有抗震設(shè)防要求的框架節(jié)點(diǎn)中。

2 試驗(yàn)研究[4-5]

2.1 材料性能

本次試驗(yàn)所用混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C20，鋼筋為HPB235，原生混凝土為普通碎石混凝土，等級(jí)為C20，再生混凝土骨料采用建筑垃圾中的普通混凝土梁和柱子，經(jīng)過破碎篩選符合骨料細(xì)度要求。材料的各項(xiàng)性能參數(shù)如下表1所示。

表1 材料各項(xiàng)性能指標(biāo)

2.2 試件制作

本試驗(yàn)共設(shè)計(jì)了四根矩形截面簡(jiǎn)支梁:b×h=100 mm×200 mm，跨度為 1 800 mm，凈跨為1 600 mm，受拉鋼筋設(shè)計(jì)為2Φ12的二級(jí)鋼筋（配筋率:1.29%），架立鋼筋設(shè)計(jì)為2Ф6的一級(jí)鋼筋，剪跨段配置Ф6@100的箍筋，混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度C20，保護(hù)層厚度取為25 mm。試件采取自然養(yǎng)護(hù),當(dāng)混凝土達(dá)到齡期后進(jìn)行試驗(yàn)。

四根矩形梁中，一根為原生態(tài)混凝土梁，作為對(duì)比梁。其他三根分別為再生混凝土骨料占100%、60%、30%三種類型。

2.3 加載方案及量測(cè)內(nèi)容

試驗(yàn)采用兩點(diǎn)對(duì)稱靜力加載,逐步增加荷載，使其在純彎的條件下發(fā)生適筋破壞。并在每根試驗(yàn)梁的跨中、支座和加載點(diǎn)分別布置百分表以測(cè)量梁的撓度；鋼筋上粘貼應(yīng)變片，以測(cè)量構(gòu)件的應(yīng)變。

2.4 試驗(yàn)結(jié)果

表2 主要試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

從表2中可以看出:再生混凝土的力學(xué)性能比原生混凝土降低不大，如果再考慮水灰比和外加劑的影響，其強(qiáng)度還會(huì)略有增加。

3 結(jié)論

再生混凝土的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益都非常明顯，特別是對(duì)于地震后的重災(zāi)區(qū)，房屋倒塌后產(chǎn)生巨量的建筑垃圾，又需要進(jìn)行大規(guī)模災(zāi)后重建的地方尤其適用。這里只是對(duì)普通混凝土進(jìn)行試驗(yàn)分析，證明了再生混凝土的利用價(jià)值。沒考慮到不同水灰比以及不同強(qiáng)度等級(jí)的影響以及高強(qiáng)再生混凝土的研究。

[1]陳小芳,李絳峰.再生混凝土基本性能研究及存在的問題[J].山西建筑,2013,39(7)：118～119.

[2]班明霞,冀鴻飛,蘇刊,等.再生混凝土結(jié)構(gòu)性能研究應(yīng)用現(xiàn)狀及前景展望[J].四川建筑科學(xué)研究,2011,37（3）：191～196.

[3]王國(guó)興,李力,王文化.再生混凝土性能特點(diǎn)及應(yīng)用前景[J].河南理工大學(xué)學(xué)報(bào),2012,31（1）：95～99.

[4]朱紅兵,趙耀,雷學(xué)文,等.再生混凝土研究現(xiàn)狀及研究建議[J].公路工程,2013,38(2)：98～102.

[5]楊木旺,葉桂花.再生混凝土技術(shù)及應(yīng)用[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2003,26(6).