再生混凝土的研究现状和存在问题

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纤维聚合物筋在土木工程中的应用 Q
王 勃 何 政 张新越 欧进萍
文章编号： 关键词： 纤维聚合物筋； 性能； 强度； 应力 中图分类号： 8R -0N+-P0 文献标识码： S
他对电磁场敏感设备的结构中 (!%0*。 其应力应变 "#$ 筋也有一些缺点， 关系直到破坏一直是线弹性的(0*， 无屈服 点， 呈脆性断裂。横向强度低， 抗剪强度 所用预应力筋 不超过抗拉强度的 !1L， 及进行材性试验时锚、夹具需专门研 制。"#$ 筋的弹性模量低&.-M-N1 O$6’， 通常为普通钢筋的 0-LMP1L。
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王武祥， 刘 立 等+再 生 混 凝 土 集 料 的 研 究+ 混凝土与混凝土施工， 011!&)’
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再生混凝土 一般将废弃混凝土经过清洗、 破
碎、 分级和按一定比例相互配合后得到 的骨料称为“ 再生骨料” ， 而把利用再生 骨料作为部分或全部骨料配制的混凝 土叫做“ 再生骨料混凝土” ， 也可简称为 “ 再生混凝土” 。显然， 再生混凝土的开 发和应用， 一方面可大量利用废弃的混 凝土， 经处理后作为循环再生骨料来替 代天然骨料， 从而减少建筑业对天然骨 料的消耗； 另一方面， 还可在其配制过 程中掺入一定量的粉煤灰等工业矿渣， 这又充分利用了工业废渣； 同时再生混 凝土的开发应用还从根本上解决了天 然骨料日益匮乏及大量混凝土废弃物 造成生态环境日益恶化等问题， 保证了 人类社会的可持续发展。 目前再生骨料 主要用于配制中低强度的混凝土。
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再生混凝土的研发状况 第二次世界大战后， 苏联、 德国、 日
本等国对废弃混凝土进行了开发研究 和再生利用， 已召开过三次有关废混凝 土再利用的专题国际会议 ， 提出混凝
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土必须绿色化。 再生混凝土的利用已成 为发达国家所共同研究的课题， 有些国 家还采用立法形式来保证此项研究和 应用的发展。 我国政府制定的中长期科 教兴国战略和社会可持续发展战略， 也 鼓励废弃物的研究和应用。
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!//$ 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》 594: %28’%#8!//#6 。
! $%%&’ %%% () 砂石骨料。全世界每年混
凝土使用量约 ’% 亿 "#，砂石料用量约 全国每年从旧建筑 #* 亿&*% 亿 +。另外， 物上拆下来的建筑垃圾中的废混凝土 就有 ! #,% 万 +， 加上每年新建房屋产生
* %%% 万 + 的建筑垃 圾 所 产 生 的 废 混 凝
土，其巨大处理费用和由此引发的环境 问题也十分突出； 因此， 将废弃混凝土用 来再生循环生产混凝土对节省能源和资 源、 保护生态环境具有重要意义。
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美国 美国政府制定的《 超基金法》 给再
生混凝土的发展提供了法律保障。 美国 除鼓励应用再生混凝土外， 还对其性能 进行了研究。 如根据密歇根州的两条用 再生混凝土铺筑的公路进行了再生骨 料混凝土干缩性能的试验研究， 试验表 明再生骨料混凝土的干缩率大于天然 骨料混凝土 。美国的公司采用微波技
分， 受力后存在一些微裂缝 % 导致骨料强 度较低， 因此目前再生骨料主要用来配 制中低强度的混凝土。 若要开发高强度 的再生混凝土， 须对经过一般处理的再 生骨料进行改性的强化处理。 我们采用 几种不 同 性 质 的 材 料&如 粉 煤 灰 、 纯水 泥浆、 硅粉等 ’ 对再生骨料进行浸渍、 淋 洗、 干燥等处理， 其结果证明是可行的。 品种、 配合比、 养护方法和条件， 减小再 生混凝土的收缩。 混凝土， 但由于其能在施工现场就地处 理、 破碎、 利用， 成本可以降低一些。所 以， 要评价再生混凝土的造价， 应结合 建筑垃圾处理费用、 运距、 占地损失以 及本地区天然骨料的储量、年需求量、 资源化处理后再生骨料的成本、 具体应 用到工程中的效益、质量控制的成本、 质量的可靠性评价等作综合的技术经 济分析。 参考文献
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收缩大的问题 再生骨料的颗粒棱角多，表面粗
要保证再生混凝土与基准混凝土相同 的坍落度， 须增加拌和水， 因此在配制 再生混凝土时应考虑再生骨料掺入量 对混凝土强度和工作性的影响。
糙， 组成中包含着相当数量的硬化水泥 砂浆，砂浆体中水泥石本身孔隙率较 大， 且在破碎过程中其内部往往会产生 大量具有一定尺寸的裂纹， 因此与天然 骨料相比， 再生骨料的吸水率和吸水速 率大得多。 吸水率高则必然导致失水后 混凝土干缩增大， 徐变增大， 因此配制 再生混凝土时， 应综合考虑骨料、 水泥
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日本 日本由于国土面积小， 资源相对匮
公路路面。德 国 钢 筋 委 员 会 !//2 年 2 月提出了“ 在混凝土中采用再生骨料的 应用指南” ，要求采用再生骨料配制的 混凝土必须完全符合天然骨料混凝土 的国家标准；奥地利的有关试验表明， 采用 3%0 的再生骨料配制的混凝土， 其
杜 婷 P 女 P!/,/ 年 !% 月 生 P 湖 南 益 阳 人 P 湖 南 城 市学院土木系 P 副教授 P 华中科技大学博士研 究生 P*#%%$*P 武汉 收稿日期 ?’%%’8!%8%2
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纤维聚合物筋的基本性能
"#$ 筋是各向异性的，各种工艺
编 织 ’、 纤维含量、 树脂种类、 &如 拉 挤 、 纤维方向、 尺寸效应、 制造过程中的质 量控制等均对其性能有明显影响 (!*。
"#$ 筋有一维筋、二维网格和三
维网格。筋的截面有圆、 方、 空心、 实 心， 表面变形有缠绕纤维束、 刻痕、 粘 砂等。 由于纤维种类、 纤维含量、 树脂种 类不同， "#$ 筋 的 纵 横 向 热 膨 胀 系 数 亦不同。纵向热膨胀系数受纤维控制， 横向热膨胀系数受树脂控制， "#$ 筋
$3<CJ9? K6?4%"#$ K6?4’ 是 连 续 纤 维 & 玻 璃 纤 维 F<644 7=I9?、 碳 纤 维 B6?I3@
芳纶纤维 6?6J=E 7=I9?、 混杂纤维 7=I9?、
>CI?=E 7=I9?’ 浸在聚合物树脂基体中，
在基体中掺入适量外加剂如引发剂、 促进剂、 填料、 颜料等， 经挤拉工艺， 在 表面缠绕纤维束形成肋或粘砂以增强 与混凝土的粘结 (!*， 其生产工艺如图 !
文献标识码： >
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术，可 !%%0 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 #， 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。
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再生混凝土存在的一些问题 再生骨料与天然骨料相比， 具有孔
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欧洲 德国目前将再生混凝土主要用于
隙率高、 吸水性大、 强度低等特征， 因而 导致再生骨料混凝土与天然骨料混凝 土的特性相差较大， 也因此导致再生混 凝土在应用中存在一些问题。
第 #* 卷（ 第’期 ’%%# 年）
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建 筑 技 术 >IGFD+AG+JIA <AGFHBCB)M
・ ・ !## 强度值可达到 4’’3&#%%5 奥地利标准 6 ， 而抗盐冻侵蚀性也有所提高， 同时发现 再生骨料混凝土的弹性模量降低； 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 被测定， 符合与砖石混凝土材料有关的
纤 维 聚 合 物 筋 &"=I9? #9=@73?B9E 所示。 钢筋在高湿度、高温度和海洋大 气中锈蚀严重， 采用环氧涂层、 阴极保 护、 增加混凝土保护层厚度、 聚合物混 凝土等措施亦未能提供长期理想解决 办 法 (0*； 而 "#$ 筋 的 耐 腐 蚀 特 点 为 解 决锈蚀问题提供了理想方法。 "#$ 筋 非磁性特点可用于核磁共振成像及其
王 勃， 吉林长春人， 哈尔滨工 !,P0 年 !1 月生， 业大学土木工程学院， 博士研究生， !-11,1 ， 哈尔滨 收稿日期： 0110T!1T!N
Hale Waihona Puke Baidu
Q 国家自然科学基金资助项目 & 编号： -101N11P’
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"#$ 筋生产过程
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再生混凝土的研究现状和 存在问题;
杜 婷
中图分类号： <= 3’2
李惠强
吴贤国
文章编号： !%%%8*$’,
关键词： 废混凝土； 再生混凝土； 再生骨料
7474 ’!8%%!5!/226 标准。 !"%
中国 我国国土面积较大，资源丰富， 可 能在一定时期内混凝土的原材料危机 不会突现， 因此对再生混凝土的开发研 究晚于工业发达国家， 但也已加紧对再 生混凝土的开发利用进行立项研究， 并 取得成果。上海市建筑构件制品公司
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阿 部 道 彦+建 筑 副 产 品 的 有 效 利 用+土 木 施 工 & 日 ’+!,,- ， ./&!.’ コンクソ ト工学年次论文集 +0111 ， 00 （ 0）
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再生骨料的掺入量问题 随着再生粗骨料取代天然粗骨料
比例的提高， 再生骨料混凝土的抗压强 度略有降低， 但幅度较小； 而随着再生 细骨料取代天然细骨料比例的提高， 再 生骨料混凝土的抗压强度有较明显的 下降 。另外， 在配合比相同的前提下，
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造价问题 一般废弃混凝土经过清洗、破碎、
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分级和按一定比例相互配合后才能得 到再生骨料，因此单纯就成本而言， 再 生骨料混凝土的成本会高于天然骨料
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强度问题 要将再生骨料用于钢筋混凝土工
程， 再生骨料须有足够强度， 而再生混 凝土破坏过程中， 骨料本身因有不同组
//:%#,. ; 湖北省自然科学基金资助项目 - 编号：
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建 筑 技 术 S?B>=59B5A?9 89B>@3<3FC
第 .) 卷（ 第0期 011. 年）
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在建筑工程中， 混凝土的用量最大， 而在混凝土的几种原材料中， 骨料用量 又居首位，生产 ! "# 混凝土大约 需 要 乏 ，因 此 将 建 筑 垃 圾 视 为 “ 建筑副产 品” ，十分重视将废弃混凝土作为可再 生资源而重新开发利用。早在 !/$$ 年 日本政府就制定了《 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， 并制定了多项法规来保证再生混凝 土的发展。此外， 日本还对再生混凝土 的吸水性、 强度、 配合比、 收缩、 耐冻性 等进行了系统的研究 。