浅述再生混凝土结构的研究现状.pdf
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1、浅述再生混凝土结构 的研究现状 陈树 志 ( 安 徽四 建 控 股 集 团 有 限 公 司, 安 徽 合 肥 2 3 0 0 1 1 ) _ 一 一 摘 要 : 文章阐述了再生混凝土结构研究的重要意义, 介绍了再生混 : 舔 凝土结构的研究现状,并指出了目前再生混凝土结构研究存在的不 踹 心。 : 关键词 : 再生混凝土结构; 建筑材料循环利用; 建筑垃圾资源化 辩: 中图分类号 T U 3 7 5 文献标识码: A 一 文章编号 : 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 6 ) 0 1 0 1 2 4 0 3 : 警D O I : 1 0 1 6 3 3 0 jc n k i 1
2、0 0 7 7 3 5 9 2 0 1 6 0 1 0 2 1 _ 1 再生混凝土结构发展现状 目前, 世界混凝土年产量 2 8亿 m , 我国占4 5 。 我 国每年约有 2 0亿 i n 。 的新建建筑 , 居世界之首。 昆 凝土结构量大面广 , 一方面混凝土 7 5 的骨料主要靠 开采天然砂石 ; 另一方面随着城市建设和城镇化进程 的加快 , 大量的旧建筑被拆除 , 产生 了数量惊 人的废 弃混凝土建筑垃圾 , 这 已对环境造成了极其严重的破 坏。 因此 , 研究再生混凝土结构 , 对推进建筑垃圾资源 化和建筑业可持续发展 、 解决 日益凸显的混凝土材料 严重匮乏 问题 、 保护资源与环
3、境等方面均具有重大意 义 2 关键技术 问题 再生混凝土 , 是将废弃混凝土块破碎 、 清洗 、 分级 后 , 按一定 比例混合形成再生骨料 , 将部分或全部代 替天然骨料配制而成的混凝土。 再生混凝土是一种绿 色混凝土, 各级政府对再生混凝土资源的开发与利用 十分重视 , 各地都在陆续建设再生混凝土骨料生产厂 家。其中蕴含着巨大市场需求。 2 0 1 1 年 1 2月 , 住房和城乡建设部颁布了行业标 准 再生骨料应用技术规程 , 为再生骨料和再生混凝 土的制备提供了材料层面的技术依据。 然而 ,深层次的再生混凝土力学性 能与本构关 系 、 再生混凝土构件及结构设计的关键技术 问题及再 生混
4、凝土结构技术规定等 , 仍亟待解决 、 完善和发展。 作者简 介 : 陈树 志( 1 9 8 0 一) , 男 , 安徽天 长人 , 毕业 于安 徽建 筑大学 , 工 程 师, 国家注册一级建造师 , 国家注册安全工程师。 3 国内标准情况 我 国 新 修 订 的 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 ( G B 5 0 0 1 0 2 0 1 0 ) 、 建 筑 抗 震 设 计规 范 ( G B 5 0 0 1 1 - 2 0 1 0 ) 、 高层建筑混凝土结构技术规程 ( J G J 3 - 2 0 1 0 1 ,均未给出再生混凝土结构的具体设计 方法。2 0 1 1 年 1 2 月住房和城
5、乡建设部颁布了行业标 准 再生骨料应用技术规程) ( J G J T 2 4 0 2 0 1 1 ) 。肖建庄 教授主编 了上海市地方标准 再生混凝土应用技术规 程) ( D G T J 0 8 2 0 1 8 2 0 0 7 ) ,该规程提供了部分再生混 凝土构件设计方法。 曹万林教授主编了北京市地方标 准 再生 昆 凝土结构设计规程) (D B 1 1 T 8 0 3 2 0 1 1 ) , 但 细化规定 尚少 , 亟需完善与发展。 4 存在 不足 4 1足尺试验很少 已有再生混凝土构件试验主要是小尺寸模型试 验 , 存在的不 足 : 小尺寸模型构件需采用粒径较小 的 粗骨料制作 , 而较
6、小粒径再生粗骨料的部分界面是废 弃混凝土块 内石子再破碎新形成 的, 新界面特征 同天 然石子 。大量研究表明, 粗骨料界面特征是混凝 土损 伤破坏的关键 , 它在一定程度上影响着再生混凝 土材 料性能 、 钢筋与再生混凝土粘结 一滑移 l 生能两大基础 问题的研究; 另外, 与原型构件也存在尺寸效应问题。 4 2高强再生混凝土少 已有再生混凝土材料和构件 的试验与理论研究 主要是低 、 中强混凝土, 存在的不足: 一是, 现行规范 混凝土材料为 C 1 5 C 8 0 , 而 已有再生混凝土材料和构 件研究基本在 C 4 0以下 ,不利于与现行规范接轨 ; 二 是 , 为适应 国家节能减排需
7、求 , 现行规范 已淘汰了低 强度钢筋, 高强再生混凝土的研究有利于和高强钢筋 应用匹配发展。 4 3复杂受力试验尚少 再生 昆 凝土材料方 面 : 多轴受压 、 反复荷载下受 剪很少 。钢筋与再生混凝土粘结 一滑移 问题 : 简单的 拉拔试验较多 , 反复荷载下梁式试 验极少。再生混凝 土构件 : 柱反复荷载下压弯剪扭尚少 ; 梁柱节点空间 节点复杂受力很少 ; 剪力墙研究较少。 复杂受力下 , 混凝土构件破坏机理和承载力统一 计算方法研究不足。 5 主要技术难点 5 1复杂受力下材料力学性能、粘结滑移性能试验与 本构模型 5 1 1 再生混凝土力学性能试验与本构模型研究 进行同批次制作与养
8、护条件下 , 拉 、 压 、 反复荷载 剪切受力下低 、 中、 高强再生混凝土材料性能试验 , 抓 住再生粗骨料细观组成特征是影响再生混凝土力学 性能的根本因素这一关键, 从细观层次, 分析混凝土 中的砂浆和再生粗骨料细观组成参数 , 揭示混凝土材 料 内部细微裂缝 的形成和开展机理及对再生混凝土 力学性能影响的内在规律 , 提出再生混凝土应力 一应 变本构关系统一表达式。 重点研究反复荷载下再生混 凝土材料受剪性能问题 , 为突破考虑反复荷载下材料 累积损伤的再生混凝土构件受剪承载力计算模型与 方法这一难点问题, 提供科学依据。 5 1 2钢筋与再生混凝土粘结 一滑移性能试验与本构 模型研究
9、 通过同批次制作与养护条件下 , 低 、 中、 高强再生 混凝土与钢筋粘结 一滑移 陛能试验 , 深化研究再生粗 骨料取代率、 钢筋外形、 纵向钢筋直径、 箍筋配箍率、 混凝土强度等级对粘结 一 滑移性能的影响。 从细观层 次 , 分析钢筋再生混凝土中钢筋和再生混凝土界面参 数 ,研究钢筋与再 生混凝土粘结界面经历 的砂浆开 裂 、 裂缝扩展至再生粗骨料界 面、 导引粗 骨料界面裂 缝较快开展 、 粘结滑移量开始较快增长 、 导致粘结性 能明显退化的全过程 , 揭示再生粗骨料细观组成对粘 结滑移性能影响的细观特征与内在规律。 通过反复荷 载下梁式试件试验 , 揭示反复荷载下考虑累积损伤的 钢筋
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