再生混凝土的試驗研究

張照方 郭 興 李偉濤

河南建筑職業技術學院（450064）

0 引言[1]

自19世紀水泥問世以來,混凝土就被廣泛的使用于各工程中，對世界各國的發展建設起到了非常重要的作用。特別是從20世紀90年代末開始，我國建筑業進入了突飛猛進的發展階段，一幢幢高樓如雨后春筍般拔地而起,而后隨著我國城鎮化、工業化發展速度加快,舊城改造和住宅小區規模化建設，又不斷地有舊的建筑物或構筑物被拆除，大量城市建筑垃圾逐年遞增。

據2006年4月在廈門召開的建筑垃圾綜合利用與新技術推廣研討交流會上的最新資料顯示:我國每年因拆除建筑產生的固體廢棄物達2億t以上,新建建筑產生的固體廢棄物大約有1億t，兩項合計約3億t這個數字是非常驚人的，按這一數據估算，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，也產生了巨量的建筑垃圾,重災區災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者的重視。

1 再生混凝土的性能[2-3]

1.1 強度

東南大學陳亮等對再生骨料混凝土技術開發與研究的最新進展進行了綜述與對比分析，分析結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。從破壞形態來看，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破壞，再生混凝土的長期抗壓強度發展規律與普通混凝土有所差異。

1.2 耐久性能

武漢大學劉數華、饒美娟對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、耐久性和抗化學侵蝕性能。對再生混凝土的變形性能和耐久性能進行深入分析，結果表明，再生骨料對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用。

1.3 抗剪性能

廣東省建筑科學研究院黃健和同濟大學建筑工程系肖建莊、雷斌對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理，包括剪跨比、混凝土強度及配箍率在內的諸多因素對再生混凝土梁抗剪承載力的影響趨勢與普通混凝土梁基本一致的結論。

1.4 抗震性能

同濟大學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點在恒定豎向軸壓荷載和水平低周反復荷載作用下的抗震性能試驗研究，指出再生混凝土節點的破壞過程與普通混凝土相類似，雖然再生混凝土節點的抗震性能略低于普通混凝土，但再生混凝土節點的延性等抗震性能仍滿足相應抗震設防要求，說明再生混凝土可用于有抗震設防要求的框架節點中。

2 試驗研究[4-5]

2.1 材料性能

本次試驗所用混凝土的強度等級為C20，鋼筋為HPB235，原生混凝土為普通碎石混凝土，等級為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，經過破碎篩選符合骨料細度要求。材料的各項性能參數如下表1所示。

表1 材料各項性能指標

2.2 試件制作

本試驗共設計了四根矩形截面簡支梁:b×h=100 mm×200 mm，跨度為 1 800 mm，凈跨為1 600 mm，受拉鋼筋設計為2Φ12的二級鋼筋（配筋率:1.29%），架立鋼筋設計為2Ф6的一級鋼筋，剪跨段配置Ф6@100的箍筋，混凝土的設計強度C20，保護層厚度取為25 mm。試件采取自然養護,當混凝土達到齡期后進行試驗。

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

2.3 加載方案及量測內容

試驗采用兩點對稱靜力加載,逐步增加荷載，使其在純彎的條件下發生適筋破壞。并在每根試驗梁的跨中、支座和加載點分別布置百分表以測量梁的撓度；鋼筋上粘貼應變片，以測量構件的應變。

2.4 試驗結果

表2 主要試驗結果對比

從表2中可以看出:再生混凝土的力學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，其強度還會略有增加。

3 結論

再生混凝土的社會效益、經濟效益和環境效益都非常明顯，特別是對于地震后的重災區，房屋倒塌后產生巨量的建筑垃圾，又需要進行大規模災后重建的地方尤其適用。這里只是對普通混凝土進行試驗分析，證明了再生混凝土的利用價值。沒考慮到不同水灰比以及不同強度等級的影響以及高強再生混凝土的研究。

[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.再生混凝土結構性能研究應用現狀及前景展望[J].四川建筑科學研究,2011,37（3）：191～196.

[3]王國興,李力,王文化.再生混凝土性能特點及應用前景[J].河南理工大學學報,2012,31（1）：95～99.

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

[5]楊木旺,葉桂花.再生混凝土技術及應用[J].合肥工業大學學報,2003,26(6).