再生混凝土的性能特点及其应用工程论文
在日常的学习和工作中，说到论文，大家肯定都不陌生。论文是讨论问题和进行学术研究的一种手段。你见过的论文有哪些？以下是我为你收集的关于再生混凝土的性能特点和应用工程的论文，希望对你有所帮助。
浅谈再生混凝土的性能特点及其应用:
无论是新建建筑工程的建设，还是旧建筑工程的拆除，都会产生大量的建筑垃圾，不仅造成环境污染，也浪费了大量的资源。如何处理日益增多的建筑垃圾，减少环境污染，已经成为各国必须面对的重要问题。通过分析再生混凝土的物理、力学、耐久性、抗剪和抗震性能，探讨了再生混凝土的应用前景。
关键词:再生混凝土；绩效指标；建筑垃圾；应用前景
介绍
目前我国正处于大规模建设时期，民用建筑的快速发展带动了国民经济，也成为消耗资源和产生垃圾最多的行业。为了有效减少对环境的污染和破坏，减少废弃混凝土的产生量，实现可持续协调发展，解决这一问题的唯一途径就是再生利用，因此与再生混凝土相关的一些技术和研究也得到了快速发展。
再生骨料或再生混凝土骨料[1-2]是指废弃混凝土块按一定级配破碎、分级、混合形成的骨料，用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土称为再生骨料混凝土，是建筑材料循环利用的重要组成部分，与生态环境的发展相协调，也符合国家可持续发展战略。本文主要讨论再生混凝土的基本性能。
1，再生混凝土的研究现状
1.1国外研究现状国外对再生混凝土的研究比较早，可以追溯到二战时期。多年的战争摧毁了大量的建筑，也产生了大量的垃圾，所以欧洲很多国家都不同程度地面临着如何处理垃圾的问题[2]。20世纪50年代，为了处理大量废弃混凝土，为城市重建提供新的原材料，苏联和德国先后开展了再生混凝土技术的研究工作。1977，日本政府制定JIS TR A 0006《再生骨料和再生混凝土使用规范》；1991年，日本政府制定了《资源再利用促进法》，规定施工过程中产生的渣土、混凝土块、沥青混凝土块、木材、金属等建筑垃圾必须送至“再生资源设施”进行处理。
对于废弃物的再利用，美国政府还制定了超级基金法，规定“任何产生工业废弃物的企业必须自行妥善处理，不得随意倾倒。”这一规定为再生混凝土的发展提供了操作依据和法律保障。
1.2国内研究现状
我国对再生混凝土的研究起步较晚，目前仍处于实验室研究阶段。但是政府对再生混凝土的研究非常重视，投入了大量的资金，也取得了一些成果。同济大学在再生混凝土技术方面开展了大量的研究工作[2-3]。包括再生混凝土的强度和工作性能、废弃混凝土破碎再生技术的研究、再生混凝土的耐久性、再生混凝土梁、柱的试验研究、再生混凝土框架节点的试验研究和再生混凝土框架结构的抗震性能等。2007年，同济大学编制了地方标准《再生混凝土应用技术规程》(DG/TJ 08-2018-2007)，为再生混凝土的应用提供了技术指导。
此外，中国科学院、东南大学、浙江大学和北京工业大学等相关科研单位也开展了大量的再生混凝土研究工作，开发了相关的再生混凝土技术。
2、再生混凝土的性能特点
2.1物理力学性质东南大学陈亮等。总结和比较了再生骨料混凝土技术发展和研究的最新进展[3]，分析结果表明再生混凝土的破坏过程和破坏模式与普通混凝土基本相同。从破坏形式来看，再生混凝土的破坏基本上是从粗骨料与水泥凝胶表面的粘结破坏开始的。再生混凝土长期抗压强度的发展规律不同于普通混凝土。分析还指出，与相同配合比的普通碎石混凝土相比，再生混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗压弹性模量和抗拉弹性模量分别降低了9%、7%、28%和34%，表明再生混凝土的脆性降低。韧性增加。而以废弃混凝土为骨料的再生混凝土的极限拉应变提高了28%，拉伸模量降低了34%，抗压强度比提高，说明再生混凝土的抗裂性能更好。
中科院武汉岩土力学研究所罗通过一系列试验，分析了再生混凝土不同取代率对静态力学性能的影响，研究了再生混凝土声波传播特征参数随再生混凝土轴压变形的变化规律[4]。指出随着再生混凝土取代率的增加，再生混凝土的应力峰值降低。再生混凝土的弹性模量和变形模量也在降低。分析还表明，随着再生混凝土的轴压变形，再生混凝土的声波传播速度先增大后减小，超声波在再生混凝土中的振幅在轴压过程中先增大后减小。
同济大学肖建庄通过不同再生粗骨料取代率的再生混凝土单轴受压应力应变曲线试验，分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土应力应变曲线形状及抗压强度、弹性模量、峰值和极限应变的影响[5]。研究表明，再生混凝土应力-应变曲线的整体形状与普通混凝土相似，但曲线上各特征点的应力和应变值不同。再生混凝土的棱柱体抗压强度与立方体抗压强度之比高于普通水泥土。再生混凝土的峰值应变大于普通混凝土；再生混凝土的弹性模量明显低于普通混凝土，并指出再生混凝土应力-应变曲线的上升段和下降段可以分别用三次多项式和有理分式拟合。
浙江大学徐逸东利用优质矿物掺合料和高效减水剂成功配制了C40—C60高性能再生混凝土，并利用电液伺服压力试验机对高性能再生混凝土进行了单轴压缩试验，测得其应力-应变曲线并进行了理论分析，总结出了再生混凝土单轴压缩全应力-应变曲线的数学表达式，与试验结果吻合较好[6-7]。
米（meter的缩写））西班牙加泰罗尼亚理工大学的Etxeberria设计了四种不同的再生混凝土粗骨料取代率，通过四种混凝土的配比得到相同的抗压强度，并分析了再生混凝土的力学性能[8]。试验中，再生骨料处于吸水状态，但未饱和。为了控制新拌混凝土的性能、有效水灰比和较低的强度偏差，研究结果表明，用中低抗压强度骨料生产再生混凝土的必要性已被证明归因于水泥用量，并测得了再生混凝土相对较低的弹性模量，验证了多位学者提出的数学模型的有效性。
名词（noun的缩写）葡萄牙里斯本理工大学的Fonseca通过不同的养护条件分析了再生混凝土的物理力学性能，分析了再生混凝土的抗压强度、劈裂强度、弹性模量和磨耗值。分析结果表明，影响再生混凝土物理力学性能的养护条件与普通混凝土基本相同[9]。
意大利马尔凯理工大学的Valeria Corinaldesi利用替代率为30%的再生骨料制备再生混凝土，分析了在周期荷载作用下结构梁柱节点使用再生混凝土的可行性[10]。当取代率为30%时，再生混凝土具有与普通混凝土几乎相同的抗压强度。但是，再生混凝土的抗拉强度、劈裂强度和弹性模量低于普通混凝土。基于周期荷载试验结果，用参数裂缝类型、分布能量、延性和设计值来评价梁柱节点的性能。结果表明，采用再生混凝土浇筑的节点具有足够的结构性能。
2.2耐用性
武汉大学刘淑华、饶美娟主要讨论再生混凝土的变形性能，包括弹性行为、干缩徐变、温度变形性能，再生混凝土的耐久性包括渗透性、抗冻性、抗化学侵蚀性[11]。深入分析了再生混凝土的变形性能和耐久性，结果表明，再生骨料对再生混凝土的变形性能和耐久性有不同程度的影响，但也能满足工程应用。
湖南省高速公路管理局龚显兵和长沙理工大学刘朝晖、李久苏对道路再生骨料混凝土的耐久性进行了系统的试验研究，包括抗硫酸盐侵蚀试验、抗冻性试验和干缩试验。结果表明，再生骨料混凝土的耐久性能够满足道路工程的需要[12]。
浙江大学徐逸东、沈建生根据再生骨料的特点，结合“高性能混凝土”的技术，使再生混凝土向高性能方向发展[13]。研究表明，虽然再生骨料属于低品质骨料，但通过在再生混凝土中应用粉煤灰、矿渣、硅灰等矿物掺合料，充分利用粉体的优化组合和界面增强效应，再生混凝土可以具有良好的工作性和界面增强效果。
安徽水利水电大学魏对再生混凝土的抗渗性、抗冻融性、抗碳化性、氯离子渗透性、硫酸盐侵蚀性、耐磨性进行了分析，提出了降低水灰比、掺粉煤灰、采用二次搅拌技术、降低再生骨料最大粒径、采用半饱和面等提高再生混凝土耐久性的措施[14]。研究结果表明，再生混凝土具有抗渗、抗冻融等性能。
A.美国威斯康星大学麦迪逊分校的格克切在中干试验环境下对自由状态下的引气再生混凝土和非引气再生混凝土进行了冻融耐久性试验[15]。结果表明，直接冻融牢固度试验为判断再生混凝土骨料的牢固度提供了更符合实际的试验条件，硫酸盐牢固度试验不能预测再生混凝土骨料的冻融难度。
英国诺森比亚大学的艾伦·理查森等。研究了基于质量损失和极限抗压强度两个指标的再生混凝土冻融耐久性试验[16]。结果表明，再生混凝土的耐久性与普通混凝土几乎相似，这是由于配料前对再生骨料的精心选择和处理。耐久性是材料的一个重要指标，再生骨料需要进行大量的工业生产试验。本文展示了未来应用的可能性。
2.3剪切性能
广西大学黄英和邓志恒进行了四点应力等高变宽梁的抗剪试验，探讨了相同水灰比下再生骨料取代率对再生混凝土抗剪性能的影响[17]。研究表明，再生混凝土的剪切破坏形式与普通混凝土相似，但其抗剪强度和变形能力低于普通混凝土。通过对再生混凝土抗剪强度、剪切变形和剪切模量的分析，得出了再生混凝土的剪切应力和应变。
黄建河同济大学建筑工程系肖建壮和广东省建筑科学研究院雷斌对影响再生混凝土梁抗剪承载力的各种因素进行了定性分析，得出了再生混凝土梁的抗剪机理。包括剪跨比、混凝土强度、配箍率在内的诸多因素对再生混凝土梁抗剪承载力的影响趋势与普通混凝土梁基本相同[18]。同时指出，提高荷载分项系数可以明显提高再生混凝土梁的抗剪可靠指标，但当配箍率较小时，当荷载分项系数提高到1.5时，再生混凝土梁的抗剪可靠度不能满足可靠度要求。提高再生混凝土的平均抗压强度，使其标准值达到与普通混凝土相同的水平，再生混凝土梁的抗剪可靠度可以满足规范要求，这是提高再生混凝土梁抗剪可靠指标的最佳途径。
刘峰，Xi建筑科技大学的白国良等。在他们的实验中使用了相同高度和不同宽度的光束。考虑混凝土强度等级和再生骨料取代率，研究了再生混凝土梁的抗剪强度和变形及其发展规律[19]，得出了再生混凝土梁的抗剪极限承载力与取代率没有直接关系的结论。同时还得出结论，再生混凝土梁的剪应力主应变曲线接近于直线，试验得到的抗剪强度低于普通混凝土。
郑州大学张磊顺进行了13再生混凝土梁与普通混凝土梁的对比试验，同济大学建筑工程系肖建壮、朱晓辉完成了三种不同再生粗骨料取代率的再生混凝土框架边节点在竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下抗震性能的试验研究[23]。指出再生混凝土节点的破坏过程与普通混凝土相似。虽然再生混凝土节点的抗震性能略低于普通混凝土，但再生混凝土节点的延性等抗震性能仍满足相应的抗震设防要求，说明再生混凝土可用于有抗震设防要求的框架节点。
同济大学结构工程研究所孙跃东通过比较3个1∶2比例的框架模型在不同竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能，研究了低周反复荷载作用下再生混凝土框架和不同轴力对再生混凝土框架抗震性能的影响[24]。结果表明，再生混凝土框架在不同轴力和低周反复荷载作用下的力学特性和破坏。再生混凝土框架具有良好的抗震性能。结构进入弹塑性阶段后，框架的滞回曲线饱满，表明框架具有良好的耗能能力。框架的位移延性系数为3.76 ~ 4.34，表明框架的延性较好。再生混凝土框架的位移延性小于普通混凝土框架，框架的延性随着轴向荷载的增加而降低。
北京工业大学建筑工程学院、曹等。对剪跨比为65，438+0.5的中高剪力墙进行了7次低周反复荷载试验[25]。在试验的基础上，分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度、滞回特性、耗能能力和破坏特征。研究表明，再生混凝土中高剪力墙的抗震性能随着配筋率的增加而降低。其承载力、延性和耗能能力均有所提高，并指出随着轴压比的增大，再生混凝土剪力墙的承载力提高，弹塑性变形能力降低。
北京工业大学尹海鹏等人进行了低周反复荷载下1普通混凝土柱和3根不同取代率再生混凝土柱的模型试验研究[26]，模型缩尺为1/2。试验结果表明，随着再生骨料取代率的增加，混凝土的弹性模量明显降低，试件的初始刚度明显降低，承载力降低，耗能减少，抗震能力降低。
3.存在的问题及应用前景
3.1问题近年来再生混凝土的研究取得了一些成果。但是，鉴于再生骨料本身的局限性和我国再生混凝土的实际情况，还存在一些障碍和不足，主要表现在以下几个方面。
(1)目前适合处理废弃混凝土的设备和相关技术较少，对废弃混凝土回收利用的认识不到位。
(2)废弃混凝土来源广泛，非常复杂，如何合理分级处理是需要解决的关键问题。
(3)相应的标准和规范太少，实践中难以操作，目前难以大面积推广。
3.2应用前景
与普通混凝土相比，再生骨料混凝土的物理力学性能稍逊一筹，但毫无疑问，再生骨料混凝土具有广阔的应用前景。在具体应用中，可以根据结构的位置有选择地替换[27-28]。对于主体承重结构，可适当降低再生粗骨料取代率，并设定限值或允许范围。对于一般结构工程，如人行道板、桥梁护栏、防护块等附属结构，
浅谈再生混凝土的性能特点及其应用:
为有效减轻日益增多的废弃混凝土带来的环境压力，减少资源浪费，建议将废弃混凝土回收制成再生骨料，部分或全部替代天然骨料制备再生混凝土，使废弃混凝土成为土木工程领域的绿色资源。从再生骨料的生产工艺和性能、再生混凝土的物理性能、力学性能和耐久性等方面介绍了国内外再生混凝土技术的研究进展，重点从材料、结构、力学性能和耐久性等方面分析了再生混凝土的基本特性和研究问题，并指出了需要进一步研究的方向，以期为再生混凝土技术在科研和工程中的应用提供参考意见。
关键词:
再生混凝土；再生骨料；机械性能；忍耐
1、再生混凝土简介及研究的必要性
再生混凝土是指废弃混凝土砌块经破碎、粉碎、清洗、筛分后制成的，部分或全部替代天然骨料的新型混凝土。它是再生骨料混凝土(RAC)的缩写。
近年来，我国建筑垃圾逐年增加，建筑垃圾量已占城市垃圾总量的30% ~ 40%，主要是废弃混凝土，严重影响了城市生活环境，造成了极大的环境污染。目前国内对这些废弃混凝土的处理方式有两种:一是运到郊区存放。这会成为新的垃圾来源，这显然是不可取的；二是单纯用作回填材料。这样会浪费资源，不符合我国建设资源节约型社会的要求。据估计，2008年汶川地震产生了约3亿吨建筑垃圾。地震造成的建筑垃圾数量远远超过中国每年产生的建筑垃圾的总和。地震造成的建筑垃圾数量非常巨大。如何将它作为一种资源加以利用，是摆在我们面前的一个新课题和挑战。再生混凝土技术是一个很好的解决方案。通过对废弃混凝土进行再加工，可以恢复其原有的性能，形成新的建材产品，使有限的资源得到再利用，解决一些环保问题。这不仅是发展绿色混凝土、实现建筑资源与环境可持续发展的重要途径，也是建设资源节约型、环境友好型社会的具体体现。
2.再生骨料的生产技术及性能
2.1再生骨料生产技术
充分再利用废弃混凝土的前提是确保再生骨料的生产工艺经济可行。再生骨料的生产需要解决一系列问题，包括废弃混凝土块或钢筋混凝土块的回收、破碎和筛分。简单的混凝土破碎和筛分过程如图1所示。
2.2再生骨料的性能
废弃混凝土破碎后产生的再生骨料中含有约30%的硬化水泥砂浆。这些水泥砂浆大部分是独立块体，只有少量附着在天然骨料表面，导致再生骨料具有密度低、吸水率高、粘结能力弱的特点。一般来说，再生骨料棱角多，表面粗糙。在废弃混凝土砌块的再生破坏过程中，由于损伤的累积，再生骨料会产生大量的微裂缝。研究表明，与天然骨料相比，再生骨料具有更高的孔隙率、更低的密度、更高的吸水率和更低的骨料强度。
3.再生混凝土的物理力学性能
3.1再生混凝土的物理性能
由于再生骨料的表观密度小于天然骨料，因此再生混凝土的密度低于普通混凝土。随着再生骨料含量的增加，再生混凝土的密度有规律地降低。如果在再生混凝土中使用再生骨料，其密度比普通混凝土降低7.5%。再生混凝土具有自重轻的特点，可以减轻结构的自重，提高构件的抗震性能。同时，由于再生骨料的高孔隙率，再生混凝土具有良好的保温隔热性能。
3.2再生混凝土的强度
再生混凝土的强度与基体混凝土的强度(与再生混凝土相比，用于生产再生骨料的原生混凝土称为基体混凝土)、再生骨料的破碎工艺、再生骨料的取代率、再生混凝土的配合比等密切相关。由于基体混凝土的强度等级不同、应用环境不同、开裂和破碎工艺及质量控制措施不同，再生混凝土的强度变化规律并不明显，不同研究者得出的结论也不同。Hansen的试验结果表明，再生混凝土的强度随着基体混凝土强度的降低而降低。一般情况下，同比例的再生骨料混凝土基体混凝土或普通混凝土的抗压强度较低，降低幅度为0%-30%，平均降低15%。邢等人都利用废弃混凝土再生骨料生产再生混凝土，指出再生混凝土的抗折强度约为基准混凝土强度的75%-90%。与相同配合比的基准混凝土相比，抗压强度和抗拉强度分别降低了9%和7%。
需要注意的是，再生骨料表面包裹有水泥砂浆，使得再生骨料与新水泥砂浆之间的弹性模量基本相同，界面粘结可能得到一定程度的加强。同时，再生骨料表面大量的微裂纹会吸进新的水泥颗粒，使接触区域水化更加完全，最终形成致密的界面结构。由于界面粘结得到加强，在一定程度上弥补了再生骨料强度低导致的再生混凝土性能劣化。
3.3再生混凝土的弹性模量
由于再生骨料中有大量的旧砂浆附着在原骨料颗粒上，再生混凝土的弹性模量通常较低，一般为基体混凝土的70%-80%左右。再生混凝土弹性模量低，变形大，抗震性能和抗动载能力强。水灰比对再生混凝土的弹性模量有很大影响。当水灰比从0.8降低到0.4时，再生混凝土的抗压弹性模量提高了33.7%。
3.4再生混凝土的干燥收缩和徐变
再生混凝土的干缩和徐变比普通混凝土增加40%-80%。再生骨料的质量、基体混凝土的性能和再生混凝土的配合比决定了干燥收缩的增加。Yamato等人的研究表明，当天然骨料和再生骨料共同使用时，再生混凝土的干燥收缩会增大；当水灰比增大时，再生混凝土的干燥收缩也会增大。
4.再生混凝土的耐久性
4.1再生混凝土的抗渗性
与混凝土渗透性相关的因素主要分为两类。
(1)混凝土拌合物的组成、配合比和工艺参数，即拌合物的制备、成型和养护；
(2)混凝土随时间变化，即混凝土在外界环境、结构应力、流体性质和渗流条件的影响下发生的物理化学变化。
由于再生骨料的高孔隙率，再生混凝土的抗渗性低于普通混凝土。但在再生混凝土中掺入粉煤灰后，由于粉煤灰可以细化再生骨料的毛细通道，再生混凝土的抗渗性大大提高。
4.2再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性
再生混凝土孔隙率和渗透性高，抗硫酸盐侵蚀能力比普通混凝土差。同样，在其中加入粉煤灰可以降低硫酸盐的渗透性，大大提高其抗硫酸盐侵蚀能力。
4.3再生混凝土的抗裂性
与普通混凝土相比，再生混凝土的极限伸长率提高了27.7%。再生混凝土具有较低的弹性模量和较高的拉压比，因此再生混凝土的抗裂性能优于基体混凝土。
4.4再生混凝土的抗冻融性能
再生混凝土的抗冻融性能比普通混凝土差。Yamato等人的研究表明，当再生骨料与天然骨料混合使用或降低水灰比时，可以提高再生混凝土的抗冻性。
5.结论
通过对再生混凝土的研究，我们得出以下结论和建议，希望引起行业或相关部门的重视。
第一，再生混凝土技术可以从根本上解决废弃混凝土的问题，既可以减少废弃混凝土对环境的污染，又可以节约天然骨料资源。它具有显著的社会、经济和环境效益，是发展绿色混凝土的主要途径之一，符合我国可持续发展战略的要求。
其次，在工程应用研究中，不仅要研究如何提高再生混凝土的强度，还要加强对其抗渗、抗裂等耐久性的研究，逐步提高再生混凝土的性能。
再次，与普通混凝土相比，再生混凝土的配合比设计和施工工艺有很多不同之处，应区别对待。
第四，合理设计再生混凝土，基本可以满足普通混凝土的性能要求。为了更好地推广应用再生混凝土技术，我们需要加强对其结构性能(抗弯、抗剪、抗冲切和抗震等)的研究。)和设计方法。
第五，再生混凝土与普通混凝土在原材料、配合比、施工工艺等方面存在较大差异，按普通混凝土现行标准和规定，明显存在诸多不足。另一方面，国内的水泥和骨料与国外使用的水泥和骨料在成分和性能上有很大差异，更不可能直接使用国外的相关标准。因此，建议结合再生骨料的分类，尽快制定适合我国国情的再生混凝土相关标准和法规。
第六，通过对再生混凝土经济性的综合研究，再生混凝土在我国的广泛应用还需要xx积极的产业政策支持和国家法律法规的保障。
参考
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