再生混凝土性能特点及应用前景

，，王兴国李力王文华

, ( 河南理工大学土木工程学院，河南焦作 45400)0

摘要: 新建筑工程的建设和旧建筑工程的拆除都会产生大量的建筑垃圾，既造

，，，费大量资源增多的建筑废弃垃圾减轻对环境的污染已成为各个国家须

，、、、通过分析再生混凝土的物理力学性能耐久性能剪切性能以及抗震

(生混凝土的应用前景讨了再

: ; ; ; 关键词再生混凝土性能指标建筑垃

中图分类号: TU528 文献标识码: A 文章编号: 16739787( 2012) 01009506 ---

Application prospect acnhda racteristic of recycled concretepe rformance

WANG Xing-guo，LI Li，WANG Wen-hua

( School of Civil Engineering，Henan Polytechnic University，Jiaozuo 45400，0Henan，China) Absac: The estabshment of new budngs and the edmoton of od budngs w have aot of constructon trtliililiililiilllidebrs Ths not ony causesn veronmenta pouton but wastes resource(s How to ead wth the growng i(ilillliliinum- ber of ocnstruction waste and reduceo nsctruction waste on thee nvironment pollution，which are becoming an important issue of many ocuntries( This article mainly presents u mma sarization of physical and mechanical properties，durability，shearing and seismic performance ofre cycled concrete throughth e analysis of these epr- formances，studying application prospects for the futurer ecycof led concrete( Key words: recycled concrete; performanceind ex; construction debris; application prospect

的骨料，而利用再生骨料作为部分或全部骨料配引言 0 ，，制的混凝土称为再生料混

，再生混土是建筑材料的循环再利用是与(土目前我国正处于大兴土木的建设时期，土木，生态环境发展相协调的重要一部分也符合国家，建筑的快速发展带动了国民经济也成为了消耗本文主要讨论再生混凝( 的可持续发展战略为了有效减少环(资源和产生垃圾最多的行业，基本性能探讨再生混凝土应用工程的发展前，，境染破环减少废混凝土的数

1 再生混凝土研究现状于是跟再生混凝土有关的一技和研究也快速 (国外研究现状发展起来,1-2,1. 1 再生骨料或再生混凝土骨料是指将废弃，国外对于再生混凝土的研究比较可以追，、混凝

溯到二次世界大战期间，连年的战争破

收稿日期: 2011-09-08 , : ( 082102240009 ) ; ( 200A8560004 ) ; 基金项目河南省重点科技计划项目河南省教育厅计划项目河南理工大学

: ( 197—7) ，，，，，( 作者简介王兴国男湖北襄阳人博士

河南理工大学学报( 自然科学版) 2012年第 31

的建筑物，同时也产生了大量的废弃物，因此许多 28%，拉伸弹合比的普混凝土

34% ，，欧洲国家均不同程度地面临着如何处理废弃物的模低抗压强度比有所增加说明再生混 ,2,，( 20 50 问题世纪年代苏联和德国为了处理大 (凝土的抗裂性能较好中国科学院武汉岩土力学研

1977 年，过一系列试验分析研究了不同再生混凝土取代 (相继开展了再生混凝土技术的研究工作JIS TR A 0006《日本政府制定再生料和再生，率对静力力学性能的影响研究了再生混凝土声 ; 1991 《年日本政府又制定了资》混凝土使用规范播特征参数随再生混凝土向压缩变形的变 ,4,( 指出随着再生凝土取代率的增》，源重新利用促进法规定建筑施工过程中产生化规律、、、、混土块沥青混凝土块木材金属等建，，加再生混凝土的应力峰值在减小再生混凝土的渣土“”( 再生资源化设施进处性模量和变形模量也在降分析还表明，筑垃必送往的弹，《对于废弃物再利用美国政府也

: “，何生产有工业废弃物的企业》，基金法规定，压缩变形先增大后减小再混凝土轴向压缩过”，( 自行妥善处理不得擅自随意倾倒这个必须，程超声波在再生混凝土中幅先增大后减规定给再生混凝土的发展提供了操作依据和法律(小同济大学肖建庄通过不同再生粗骨料取率 (保障1. 2 国

我国对再生混凝的研究工作起步相对较分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土的应力应、、弹性模量，，晚目前还停留在实验室研究阶段不过府对再变全曲线形状和再生混凝土抗压强度,5,，( 峰值及极限应变影响研究表明再生混凝，生混凝土研究工作相当重继投入了不少的，( 金也取得了一些成果同济大学对再生混凝土的应力应变全曲线的总体形状与普通混凝土的 ,2-3,，包括再生混凝土术进行了大量的研究工作，相似但曲线上各特征点的应力和应变值有所区 ; 、再生混凝土的棱柱体抗压强度与立方抗压废弃混凝土破碎及生工艺的强度和作能别; 、、生混凝土耐久性研究再生混凝土

、、; 再生混凝土框架节点试验研究再生混凝再生混凝土的弹性模量明验究应

( 显低于普通混凝土分析还指出再生混凝土应力 ( 2007 土框架结构抗震能的

3 《》应变全曲线的上升段和下降段可以分别用次多地方标准再生混凝土用

( DG / TJ 08-2018-2007 ) ，为再生混凝土的应用提 (式和有

浙江大学徐亦东等采用优质矿物掺合料和高 (供了技术指导C40—C60 效减水剂成功配制出高性能再生混凝，、、外中科院

，土并采用电液伺服压力试验机对高性能再生混业学相关科研单位也对再生混凝土开展了大，凝土行单轴受压试验测得其应力应变曲线并，(量的研究工作并开发了相关的再生混土技术，进行理

，力应变全曲线的数学表达式与试验结果吻合较 ,6-7, (

好再生混凝土性能特点 2

2. 1 物理力学性能

东南大学陈亮等对再生骨料混凝土技术开发 Etxeberria 西班牙加泰罗尼亚理工学 ,3,，M( 分与研究的最新进展进行了综述与对比分析等设 4 种不

4 析结果表明再生混凝土的破坏过程和破坏模式与过种混土搭配比例来得到相同的抗压强 ,8,，从破坏形态来看再混，( (试验普通混凝土基本一致，度分析了再生混凝土的力学性能凝土的破坏基本上始自粗骨料

，(、有效水比和更低的强度偏差结黏结破坏再生混凝土的长期抗压强度发展规律凝土的性能，分析还指出全部采用果表明采用中低抗压强的集料生再生混凝(与普通混凝土有所差异废混凝土作骨料的再生混凝与相同配合比的普，，土其必要性已被证实归结于泥用量测定9%，，石凝土相比抗压强度降低拉强度通碎，再生混凝土相对较低的弹性模量此结果验证降低 (了几位学者提出的数学模型有效性 7%，抗压弹性模量降低 28%，抗拉弹性模量降低N. Fonseca 葡萄牙里斯本理工大学通过 34%，，( 说明再生混凝土脆降韧性增加不同养护条件分析了再生混凝土的物

第 1 期王兴国，等: 再生混凝土性能特点及应用前

气型再生混凝土进行自由状态下冻融耐久试能，分析了再生混凝土的抗压强度、劈裂度、弹 ,15,，性模量和磨耗值分析结果表明影响再生混凝土，，验结果表

理力学的养护条件大体上跟普通混凝土一物生混凝土集料的坚固性提供了更为实际的试验条 ,9, (致，件硫酸盐坚固性试验不能预测再生混凝土集料 Valeria Corinaldesi 意大利马尔凯理工大学等 (的冻融难易程度Alan Richardson 国诺桑亚大学等基于， 30% 采用取代率为的再生制再生混凝土，2 质量损失和极限压强度个指标采用对比试分了梁柱结合处再生混凝土在期荷载下适用再生混凝土的冻融耐久性试验进行研，验对,10,，( 30% 于结构的可行性当取代率为时再生混 ,16,，，结果表明再生混凝土与普通混凝土几乎究，，凝土与普通混凝土有几乎相同的抗压强度然而，有着相似的久性因归结于在批前对再生、劈裂度和弹性模量比耐久性是料一个再生混凝土的抗拉度(集料仔细的选择和处理，( 普通混凝

、、分布能延展性和设计值来评价梁柱，(数裂缝类型工业生产本文明了

，，结点处的性能结果显示利用再生混凝

(结点具备充足的结构性能2. 3 抗剪性能 2. 2 耐久性能、广西大学黄莹邓志恒等通过对四点受力等、武汉大学刘数华饶美娟对再生混凝土的变高变宽梁进行剪切试验，探讨水灰比相同的条件、、干缩与徐变温度变形形性能主要包括弹性行为，下再生骨料取代率对再生混凝土剪切性能的影、抗冻耐久，,17,性能再生凝土的耐久性包括渗透性，( 响研究表明再生混凝土剪切破坏形态和,11,( 对再生混凝土的变形性和抗化学侵蚀性能，普混凝土相似其剪强度和变形力均低，，性能和耐久性能进行深入分析结果表明再生骨、在对再生混凝土抗剪强切( 混凝料对再生混凝土变性能和耐久性能虽有不同，变形剪切模量分析的基础上绘制了生混凝，(影响亦可满足于工程应用，土的剪应力应变线建议了剪应力应变曲线方湖南省高速公路管理局先兵和长沙理工大 (、程和剪切模量的计算公式李九苏对道路再生骨料混凝土耐久学刘朝晖广东省建筑科学研究院黄健和同济学建筑、抗，性进行系统试验研究包括抗硫酸盐侵蚀试验、雷斌对影响再生混凝土梁抗剪承工程系肖建庄，，冻性试验和干缩性试验结果表明再生骨料混凝，载力的各因素作了定性分析得出再生混凝土梁 ,12,( 土的耐久性能能够满足道路工程需要、凝土强度及配箍率在内，抗剪理括剪跨比，浙江大徐亦冬沈建生根据再生骨料的特的诸多因素对生混土梁抗剪承载力的影响趋 ,18,， “”高性能混凝土技术( 同时指性并结合当今的研究热点势与普混凝土梁基本一致的结论,13,( 使再生混凝土向高能

，，剪可靠度标但在配箍率较小时荷载分项系数，，明尽管再生骨料属于低品质骨料但通过将粉煤 1( 5 时再生混凝土梁抗剪可度也不、矿渣及硅灰等矿物掺合料应用于再生混凝土提高至灰大再生混凝士抗压强度平(满足可靠度要求，，中充分利用粉体的优化合以及界面强化效应，均值使其标准达到与普通混凝土相同的水可使再生混凝上具有良好的工作性及较高的强度，平再生混凝土梁的抗剪可靠度均可满足规范要 (等级，求这是提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标的最安徽利水电学院的魏应乐对生混凝士的 (径、、、、抗融性抗碳化氯离子渗透性硫

，、、耐磨性进行了分析并提出了减小水灰比，等高变宽梁考虑混凝土强度级和

、、掺粉煤灰采用二次搅拌工艺减小再生骨料最，代率研究了生凝土梁的抗剪强度和变形及 ,19,，得出了再生混凝土梁抗极限承、采用饱和面于状态等改善再生混凝土大粒径其发展规律,14,，载力与取代率没有直接关

，再生混土梁的切应力主应变曲线接近直线试、、、抗冻融行抗硫酸盐侵蚀性氯子渗抗渗性 (验所得抗剪强度相对普通混凝土较低的结论 (透性和耐磨性较普通混凝土弱13 州大学的张雷顺通过根再生混凝土梁 A. Gokce 美国威斯康星大学麦迪逊分校等，与普混凝土梁的对试验对再生

河南理工大学学报( 自然科学版) 2012年第 31

同济大学结构工程研究所的孙跃东等通过率、剪跨比等因素对再生混凝土梁斜截面受力 ,20,3 1? 2 榀比例框架模型在不同的竖向轴压荷载 (变形性

水平低周反复荷载作用下的抗震性能的对比再生混凝土梁比普通混凝土梁变形和裂缝宽度，、随着再生粗骨料取代率的增加再生混凝土，验研究再生混凝土

，梁的剪承载力略有下降和随着剪跨比的增加下以及不同轴向力作下再生混凝土框架抗震 ,24,，，( 性能的影响结果表明再生凝土框架在不 (抗剪承载力呈减小趋势的结论、破坏 González-Fonteboa ，西班

Belén 50% 等研究了取代率为时的再生混凝土的，形态和破坏机制没有显的

“”; 强柱弱梁类型再生混凝土框架具，，抗剪性能再生骨料来源为拆毁后弃混凝

，，有较好的抗震性能结构进入弹塑性阶段后框架示了再生混凝土与普通混土在

，的滞回曲线均比较丰满表明框都具有良好的，在很小的差别这些差别当考虑裂缝影响时有增 ,21,; 3( 76 , 4. ( 8% 框架的位移延性系数为大的趋势再生混凝土中添加的硅灰材耗能能力34，，表明框架延性良好再生混凝土框架的位移，，料可改善混凝土的性而且这种材料在再生，，延性小于普通混凝土框架随着轴向荷载的增加混凝土中的应用和在普通混凝土中的应用具有相(框的延性降低，最后用试验结果和现行规范(似的结构性能、北京工业大学建筑程学的伟万，进行比较果表明试验结果和现行规范是比7 1. 5 林等进了个剪跨比为的中高剪力墙低周，较保守均以用于添加硅灰的再生混凝土的抗,25,，，在试验的基础上分析了反复荷载试验研究(剪设计Adjeleian Allen Rubeli 、、、、加拿大多伦多咨询公延性刚度滞回特性耗能及各剪力墙的承载力Gholamrez aFathifazl ，，司的和加拿大麦克马斯特大研究表明再生细骨料掺量的增加(破坏特征Razaqpur A. G. 学的等一些主要的生混凝土使再生混凝土中高剪力墙的抗震性能有所降以,22,，、、延性耗能能力这设计标准和其他的有关的方法进行了研究，及随着配筋率的高其承载力，同时指出轴压比的提高使再生凝(

，(土力墙的承载力提高弹塑性变形能力降低，梁的抗剪能力计算的相关试验结果实试验，试验时再生混凝土梁1 北京工业大学的尹海鹏等进行了根普通混 (梁试验结果进行比较3 土柱和根不同取代率的再生混凝土柱模型的，的配合比采用等砂浆体积法进行设计这种方法,26,，1 /2 ( 低周反复载试验研究

，，验结表明随着再生骨料取代率的增加其混凝，，和天然集料当配制包含再集料混凝土时每、，土的弹性模量明显减小试件初始刚度明显下降个阶段必须考虑生集料的体积含量和、、试验项目包括剪跨比梁尺寸再生集料来，、承载力呈下降趋势耗能值下降抗震能力呈下降 (能，试验果表明再生混土梁(，源

，的抗剪能力是相当可观的有时优于普通混凝土 (比较的柱的抗震设计，ACI CSA 研

，，抗剪能力设计适合于再生混凝土

(浆等体积设计方法可以应用

3 存在问题及应用前景存在问题 3. 1

最近几年再生混凝土研究工作取得了一些成 2. 4 抗震性能

、同济大学建筑工程系的肖建庄朱晓晖完成就，不过，鉴于再生骨料自的局

，对再生混凝土利用的实际情况还存在一些障碍了 3 种不生粗骨料取代率再生混凝土框架边，(和不足主要表现在以几个方面节点恒定竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作 ,23,( 1) 目前合适的处理废

，关技术少对废弃混凝土再生利用的认识还不，点的破坏过程与普通混凝土相类虽再生混 (到位，凝土节点的抗震性能略低于普通混凝土但再生 ( 2) 弃混凝土来源广泛且非复杂，如何混凝土节点的延性等抗震性能仍满足相应抗震设 ( 合理分级处理是需要解决的关键问题，防要说明再生混凝可用于有抗

的框架节点

中(

第 1 期王兴国，等: 再生混凝土性能特点及应用前

,J,( 混凝土，2007( 9) : 37- 困难，目前还难以大积广(41 (3. 2 7 应用前景,,，，，( 徐亦东沈建生吴雄等高性能再生混土，再生骨料混凝土与普通混凝土相比虽然在的,，，J,( 2009，40 ( 1 ) :单轴受压本构关系

具体应17- ,8, ，(是再生混凝土有广阔的应用前景，时可根据结构所处的部位进行选择性 19用 ,27-28,( ，( 替

ETXEBERRIA M，V ZQUEZ，MAR A，et 对，(取代率可以适当减少设定限值或容许范围al( Influ- ence of amount reocycf led coarse 、、桥梁护栏防护，于般结构工程例如人

37: 735-展望 4 742(

FONSECA N，DE BRITO J，EVANGELISTA 再生骨混

GIACOMO MORICONI( Behaivour of bea-mcolumn 在我国提倡建设资源mechanical per- formance of concrete madithe w(符合人类的可持续发展joints made ofr ecycled-aggregate concrete under licycc recycled concrete was,tJ,e( Cemen,t Concrete ，、环境友好型社会大背景下将废物合理再节约型loading ,J,( Construction and Biluding Compoistes，2011，33: ，(利用就是人自和谐相处的具体现Materials， 637-，为了更入认识再生混凝土还

，(11 ,,刘数华饶美娟再生骨料混凝土变性和耐久生混凝土的微观结构不同程度地影响着生混凝 ,，J,( 2009( 10) : 181-性能研究综述公路，土宏观行为由于再

，，(,12, 龚先兵刘朝晖李九苏路再生骨料混凝土耐久，，泥砂浆当采

，浆和旧的水泥浆又会重新发生水化反应从而不 204(

，(,13, 徐亦冬沈建生再生混凝土高性能化的试验研究同程

，，41(布使得再生混凝土的物理力学性能发生

(,14, 魏应乐再生混凝土的耐久性及控制措施究，( 得非常重要普通混凝土具有一定的耐火性能取，此研究再生混凝土内部结构微观作用机理就显 J,( ,，决于强度等级和结构尺寸等

、 85( 在不同的取代率下经历高后的残余抗压强度,15, GOKCE A，NAGATAKI S，SAEKI T，et 、残抗折强度质

al( Identifi- cation of frost-suscetpible recycled (及受何

,J,( Contrsuction and Bilud- ing Materials，2011，

25: 2426-2431( 参考

孙岩，孙可伟，郭远臣( 再生混凝土的利用现状及性 ,16, ALAN RICHARDSON， KATHRYN COVENTRY， ,1,

,，，J,( 2010( 3) : 105-107( 能研究混凝土赵喆余JENNIFER BACON( Freeze / thaw durability of con- 再生混凝土的性质及应用综述，(保英张亚梅crete with recycled demolition aggregate compraed to ,2, ,C,/ / 首届全国再生混凝土研究和应用学术交 virgin aggregate conc,reJ,te( Jorunal of Cleaner Pro- ( ,,，2008，96-105(流会出版者不详duction，2011 ( 19) : 272-277( ,，( J,( ，亮陈忠范再生混凝土现状混凝土，，，(,17, 黄邓志恒罗延明等再生混凝土剪切性能试 ,3, 2009 ,，J,( 2010( 2) : 14-验研究混凝土( 10) : 116-119( 18( ，( 骆行文管昌生生混凝土力学特性试验研,4, ，，(,18, 黄健肖建庄雷斌再生混凝土梁抗剪承载力及究,C,/ / 可靠度分析首届全国再生混凝土研究和，,J,( 2007，28( 11) : 2440-2444(岩土力学其,5, ( ,,，2008，440-447(应用术交流会出版者详( 肖建庄再生混凝土单轴受应力一应全线试，，，(,19, 刘丰白国良柴圆圆等再生骨料混凝土等高

河南理工大学学报( 自然科学版) 2012年第 31 卷 108

,3,

Materi- als，1999，13( 8) : 433 , 438( 科,4, ,9, ，2010，35( 2) : 38 , 39(，( 徐辉蔡

，，，(， J,( 黄念覃峰马福荣等剑麻纤维水泥混凝土性新型建筑材料,料的耐久性改善措施研究，J,( 2008( 4) : 47 , 2008 新型建筑材料( 13) : 244 , 246( ,5, ,试验研究50( ，，( 郭戈谢海泉杨亚雷利用麦秸纤维制备水泥,10, TOLEDOF ILHO R D，GHAVAMI K，ENGLAND G L( ，J,( 2005( 7) : 21 , 新型筑材料,复合板的研究Developme nof vegetable fibre , mortar compitoess of ,6, 22( ，，( 叶颖薇冼定冼杏娟竹纤维和椰纤维增强improved durability,J,( Cement Cornecte ，J 199815( 8) : 92 ,(，复合料报,水泥复

gate on the cormesspive strength andla setic modulus of ( 责

34 ( 5) : 161 , 170( ,8, HOLMER SAVASTANO JR，VAHAN AGOPYAN，AD-

( 上接第 99 页)

Structural shear behiaovur of recycled concrete itwh 尹海鹏，曹万林，张亚，等( 不

,J,( sca fum,eJ,( Contrsucton and Budng iliiili再混凝土柱

Materas il，，程2009，23: 3406-3410( 2010，26( 1) : 57-63(

,22, GHOLAMREZA FATHIFAZL， RAZAQPUR A G， ,27, LIMBACHIYA M C( Chemical-mineralogical

charac- terization of Coarsere cycled concrete BURKAN ISGOR O( et al( Shear capiatyc aggrega,teJ,( Waste Managemt，e200n7，27: 201-evaluation of tseel reinforced recycled concrete 208( ( RRC ) b eam s

,J,( Engineering Structures，2011，33: 1025-,28, KIYOSHI EGUCHI， KOHJI TERANISHI， AKIRA 1033( NAKAGOME el(t a Application of recycled coarse ，(,23, 肖建庄朱晓晖生混凝土框架结点抗震性能ag- gregate by mixture to concrete ctrouncstion,，J,( 2005，33( 4) : 436-440( 究同济大学学报研,J,( Con- struction and Biluding Materials，，，，(,24, 跃东周德源肖建庄

1551( 2007， ( 责任编辑李文清) 35( 8) : 1013-1018(

，(,25, 张建伟曹万林再生混凝土中高剪

,C,/ / 18 能研究第届全国结构工程会性 ( ,,，2009: 293-297(议出版者不详

再生混凝土的性能与前景研究

随着建筑业的发展原混凝土建筑物也不断老化，废弃混凝土量在逐年增长，同时不开采天然砂石，导致天然骨材资源日益趋于枯竭，因此

2再生混凝土的概念及经济性

2.1再生混凝土的概念

再生混凝土是指把废弃的混凝清洗、破碎、分级后按一定比例配比得到 “再生骨料”，用其部分或全部料配制成混凝土。 2.2再生混

再生混凝土具有良好的经济效益。1992年北京城建集团一公司从9万m 2的多层和高层建筑中，先后共回收利用建筑废渣840多，将其应用于混凝土垫层、细石混凝土楼地面、内墙、顶棚抹灰以及砌筑砂浆，应用面积约达3万m 2，节约资金近3.5万元。和宁(合肥-南京) 高速公路建于1991年，全程长达133.5km ，随着使用年限增加，交通量逐年增长，路面出现多种病害，需要维修的工程量每年约达9～10万m 2，产生约达3～4万m 2废旧混凝土。维修护路面的混凝土， 80%用生骨料代天然骨料，每可节约运输费达117～130万元。同时，可节省废料占地费约67万～75万元。废弃物就地处理使用，不仅使废弃物得充分利用，而且很大程度上减小了运输负担，具有很好的

3再生混凝土与普通混凝土的比较

3.1再生混凝土与普通混凝土

再生混凝土与普通混凝土骨料吸水性[2]的比较结果如表1。

再生混凝土与不同等级普通混凝土

时间 10min 30min 30h

C20 C30 C40 C50 天骨料 4.06 4.46 4.67

4.07 4.27 4.47

4.15 4.15 4.36

3.28 3.28 3.48

1.01 1.01 1.62

由表1可知再生混凝土骨料的吸性与原生混凝土的强度等级有关，原生凝土的强度越高，所生产出的再生混凝土骨料吸性能越弱，越密实；天然骨料的吸水性

3.2再生混凝土与普通混凝土

再生混凝土与普通混凝土抗压强度[3]

表2 再生混凝土与普通混凝土

天然

再生粗骨料取代率 50%f c (N /mm 2)

7 16 19 20.3 26 31.4 37.4

再生粗骨料取代率

全再生

龄期

f c (N /mm 2)

9.6 11.1 13.8 14.1 18.7 23.4 28.3

100%f c (N /mm 2) f c (N /mm 2)

7.5 17.6 17.4 20.3 26.3 30.6 36.9

10.3 13.5 17.3 19 22 27.7 36.5

1 2 3 4 7 14 28

从表2中数据可以得出结论：再生混凝土的抗压强度高于普通混凝土，抗压强度的增长趋势和普通混凝土样，但再生混凝土的强度增长较

[4]

。随着粗骨料取代率的增加强度降低。

3.3再生混凝土与普通混凝土

由于再生土混凝内部存有大量微裂缝，并且面粗糙孔隙率大，所以再生混凝土的弹性模量比普通凝土低，通常约为普通混凝土的70%-80%。再生混凝土的性模量与骨料的取代率有关，随着取代率的提高弹性模

图1 弹性模量与取代率关系

3.4再生混凝土与普通混凝土

与普通混凝土相比，因为再生骨料有较强的水性，所以为确保再生混凝土有较强的和易性，需要加单位用水量，单位体积的水泥含量相应减少，单位体积内的Ca(OH)2含量随之减少，导致碳化速度加快，所以生混凝土的碳化

比普通混凝土的碳化深度高，比

图2 普通混凝土和再生混凝土

3.5再生混凝土与普通混凝

普通混凝土只要经过一定的养护之后，就可以提高抗冻力；同普通混凝土一样，再生混凝土在掺加防冻剂之后，抗冻性能大大改善，可以在负温度条件下不遭受冻害，像普通混凝一样在冬季施工。但是生混凝土的抗冻能力[5]比再生混凝土差，通过比较图3（a ）、图3（b ）可以看

（a ）掺防冻剂普通混凝土时间-强度曲线（b ）掺防

图3掺防冻剂后混凝土强度比较

3.6再生混凝土与普通混凝土

由图4我们可以看出相同水灰比、相同混凝土强下再生混凝土的干缩率[6]明显高于普通混凝土的干缩率；图3（a ）、图3（b ）比较，图3（c ）、图3（d ）比较，们可以得出结论相同强度的再生混凝土，随着水灰比的增大燥收缩率也相应变

图3 普通混凝土和再生混凝

4再生混凝土的发展前景

国内外的建筑垃圾都呈上升趋势，所以再生混凝土具有很好的发展前景。本相关部门统计，建筑弃物约占各产业界所有废弃物的40%，1995年日本全国建筑垃圾约9900万吨；美国全仅废弃的混凝土约6000万吨，欧洲共同体产生的废弃混凝土约16200万吨；专家研究表明，我国每年新建房约达6.5亿㎡，每平方米约排除建筑垃圾500-600吨，每年仅施工建设产生排的建筑垃圾约4000万吨；此外，旧建筑每平方米将拆除垃圾约0.5-0.7吨，如果旧房拆除面积达新建面积的10%，则由于房屋拆除产生的建筑垃圾约4000万吨左右，以两项总计，我国每年约产生建筑垃圾8000万吨。2004年，我国产生废弃混土约18 - 24亿吨。现在很一部分混凝土结构进入老化毁坏阶段，加之城市改造建设大部分混凝土结构被拆除，废混凝土将会越来多。处理如巨大的建筑垃圾，费用极大，而且废弃混土也会引起严重的环境题，如占用耕地、破坏景观、粉尘污染等。因此，再生混凝土具有重要的研

5结论

通过以上的研究，我们可以得出：首先，再生混凝土除抗性能外，弹性模量、抗渗性、抗碳化能力、抗冻性等都比普通混凝土差，但是相差幅度不是太大，从工作性能上来讲是可靠的；其，根据混凝土的利用现和建筑废弃物的数量逐年上升的客观现实都证明再生混凝土具有良好的济效益和光明的发展前

参考文献:

[1]郭峰. 浅

[2]张景琦, 张健. 高性能再生混凝土氯离子渗透性实验研究[J].专题汇编.2009(3):27. [3]张建, 李秋义. 高性能再生混凝土实验强度研究[J].青岛理工大学报. 第29卷第6期 [4]余方, 邓寿昌. 再生混凝土的抗压强度研究. 产业与科技论坛[J].2009,8,(1):127. [5]覃银辉, 邓寿昌. 再生混凝与普通混凝抗冻性的比较[J].理论研.2007,7:35. [6]曹勇, 夏琴. 再混凝土的干燥收缩试验研究[J].工

作者简介：：于纪栋（1983-），男，助理工程师，本科，工作单位：厦

再生混凝土结构性能研究应用现状及前景展望

第 37卷第 3期 2011年 6月四川建筑科学研究 Sichuan Building Science

收稿日期 :2009-10-13作者简介 :班明霞 (1979－) , 女 , 甘肃西峰人 , 讲师 , 西建筑科技大学在读博士 , 研究方

基金项目 :西华大

E －mail :banmingxia@163．com

再生混凝土结构性能研究应用

班明霞 1, 冀鸿飞 1

, 苏

刊 2, 严志忠 1

, 张

玲

(1．西华大学建筑与土工程学院 , 四川成都 610039; 2．四川冶金设计研

要 :通过大量国内外文分析与研究 , 对再生混凝土结构性能研究和应用现状进行了述 , 并结合可持续发展战

了再生混凝土结构性能研究

文献标识码 :A

文章编号 :1008－1933(2011) 03－191－06

Prospect on the research and application situation of the structural

performance of recycled aggregate concrete

BAN Mingxia 1, JI Hong-fei 1, SU Kan 2, YAN Zhizhong 1, ZHANG Lin 1

(1．Xihua University , Chengdu 610039, China ;

2．Sichuan Metallurgical Design ＆Research Institute , Chengdu 610041, China )

Abstract :Based on the review of large quantity related national and international references , the research and application situation of the structural performance of recycled aggregate concrete is presented in this paper．Based on the sustainable development strategy , the prospect on the research and application of the structural performance of recycled aggregate concrete were analyzed．Key words :recycled aggregate concrete ; recycled aggregate concrete structure ; structural performance

0前言

再生骨料混凝土 (Recycled Aggregate Concrete , RAC ) 简称再生凝土 (Recycled Concrete ) , 它是指将弃混凝土块经过破碎、清洗与分级后 , 按一定的

部分或全部代替砂石等天然骨料 (主要是粗骨料 ) 配制而成新的混凝土。

从 20世纪 90年代末 , 我国筑业进入了突飞猛进的发展阶段 , 一座座楼拔地而起 , 同时又不断地有旧的建筑物、筑物被拆除。而混凝土长期以来作为建筑

由于混凝土材料现阶段的不可替代性 , 工程中大量使用混凝土材料 , 产生大量的混凝土材料圾。世界上对建筑垃圾的处理方法仍然是传统的露天堆放或填 , 这不同程度地引起对自然环境和人类生存环境

建筑垃圾的处理就成了亟待解决的问题。同时 , 大量的待建建筑使得混凝土的需求量增大 , 又造成世界范围内天然资源的匮乏。考虑到资源和能源有限性 , 改善和降低环境负担等 , 将建筑

可利用其生产新的

[1]

。进

行再生混凝土技术的研究是非常重要的 , 这

开发环境友好型建筑材料 , 实现建筑资源环境可

目前 , 世界各国都在积极的展此类问题的探索和研究。美国、日本和欧洲等发达国家和地区对建筑垃尤其是废弃混凝土等的再生循环利用研

[2]

, 这些国家目前废弃混凝土的再生

利用率均在 90%以上。但再生混凝土技术主要应用在一些非承重的次要结构中。近年来 , 内专家学者们才开始进行了一些

研究深度不够 ,

又没有标志性工程的示范和关技术标准、规程的指导 , 目前我国建筑垃圾资源化再生循环用步伐缓慢 , 综合利用率

再生混凝土结构国内外应用现状

1．1

再生混凝土结构国外应用现状

从 20世纪 70年代末开始 , 德

发达国家在再生混凝土发应用方面的发展速度很快 , 取得了一系列的成果

据美国联邦公路局统计 , 美国在已有超过 20个州在公路建设中采用再生混凝土 ; 26个州允许将再生混凝土作为基层材料 ; 4个州允许将再生混土为底基层材料 ; 将再生混凝土应用于基层和底基层的 28个州级机构中 , 有 15个制定了关于再生混凝土的规范。公路水泥混凝土的再生利用在美国现已被广泛应用于高速公路施工中。许多州已经完了量的混凝土再生利用项目 , 计划施更多的再生利用项目。德国 Lower Saxong 的一条双层混凝土的公路工程中采用了再生混凝土 , 该混凝土路面总厚度 260mm , 底层 190mm 厚采用再生混凝土。德国的达姆施塔特在 1998年全部用再生混凝土建的一栋 6层带有停车场的办公楼 , 这是德第一个废弃混凝土再利用的示范性工程。 1998年 11月到 1999年 9月在德国的达姆施塔特第二栋用再生混凝土建造的建筑落成。国用碎混凝土和碎砖块生产出了砖混凝土砌块 , 所获得的再生混凝土砌块鉴 , 符合与砖石混凝材料有关的 NBNB21－001(1988) 标准。从 20世纪 80年代末开始 , 澳大利亚墨尔本和悉尼等城市开利用再生混凝土。目前 , 据计悉尼每年大约有 40万吨旧混凝土被再生利用 , 墨尔本则每年有 35万吨。日于国土面积小 , 资源相对乏 , 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 1977日本政府就制定了《再生骨料和再混凝土使用范》 , 并相继在地建了以处理凝土废弃物为主的再生加工厂 , 并定了多项法规来保证再生混凝土的发展。日本较早地再生混凝土成功应用于刚性路面和建筑结构物 , 最近又开发了再生混凝土的新用途 — — — 路面下的透水材料。目前 , 日全国建筑废弃物实现资源再利用率已过 50%, 其中废弃混凝利用率更高 , 处理废弃物工厂的规模有的达到 100t /h。现在日本已有 3 4家再生混凝土生产企业与 3 4家再生混凝土商品土搅拌站。在 20世纪 80年代 , 荷兰就制定了有关利用再生混凝土料制备素凝土、钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土的规范。 1．2再生混凝土

我国对再生骨料混凝土的开发利用晚于发达家 , 不过近几年来政府对建筑垃圾的循环再利也高度重视 , 政府制定的中长期社会可持续发展战略中就鼓励废弃物的究开发利用 , 建设部 “ 建筑废渣综合利用 ” 列于 1997年科技成果重点推广目。上海、北京等地的一些建筑企业在再生混凝土回收利用方面也作了一些有益的尝试。国内也有不少再混凝土的应用实例。 1990年 7月 , 上海市第二建筑工程公司在市中心的 “ 亭 ” 和 “ 霍兰 ” 两项工程中成回收利建筑垃圾 , 净收益达 1．24万元。 2004年 9月 21日在上海市建筑科学研究院莘庄科技发展园区内建成的生态建筑示范楼 , 采用了大量绿色材料 , 墙全部采用再生骨料混凝土空心砌块 , 其再生材料使用率达到 60%, 具有超低能耗和很好的经济指标。上海市建筑构件制品公司从 1997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凝土空心砌块 , 其产品各项技术指标完全符合上海市标准 DBJ08－2031993《混凝土小型空心砌块工程及验收规程》。 1992年 6月 , 北京城建集团一司先在 9万平方米不同结构类型的多层和高建筑的施工过程中 , 回收利用各种建筑废渣 (主要废混 ) 840多吨 , 约资金 3. 5万余元。江苏无锡市某花园三期工程为 6层的一梯两户的全框架商品住宅楼隔墙由于采用了再生混凝土条板 , 得每层用面积平均 12. 8m 2, 隔墙面积占用率降低了 2. 62%[25]。 2003年在同济大学校建成条再生混凝土刚性路面 [26]。 2007年在南京青年路段使用再生混凝土铺设道路基。合宁高速公路中采用再生水泥混凝土骨料作为新拌混凝土的骨料来浇筑混凝土路面。再生混凝土的用率为 80%, 每年的维修工程量为 9 10万平方米 , 节约骨料的运输费用为 117 130万元 ; 同时 , 省了废料占用的土地费用约 67 75万元。国道 310线开兰公路水泥混凝土路面的工程将破损混凝土板轧成碎块重新利用。开兰路修复改工程竣后 , 通过了有关部门组织的竣工验收 , 并被评为优良工程。通过近几年的通车使用 , 路面状况一直保持较好。湖南长沙机场工程的道面、道肩及平行公路上也使用了再生混凝土技术 , 施工总面积 5000多平方米 , 使用 7年经回访考察 , 使用状况较好。国道 205线沙县青涌路段利用生混凝土修复的水泥混凝土路面 , 修效果良好。 2003年襄樊在改造总标段 16. 8km 的面 , 使用破碎混凝土面板作基的路面共计 14. 2km , 占总长度的 84. 5%。襄樊公路总段还在城区和周边的道路建设中进行了推应用 , 取得了技术上和经

2再生混凝土结构性能研究现状前 , 国内外对再生混凝土结构性能方的研究相对较少 , 而且大部分研究是针对简构件的 , 对再生混凝土结构性能方

2．1再生混凝土梁

Mukai 等 [3]对 6根再生混凝土梁的受弯性能进行试验 , 试验中考虑了再生粗集料取率 (0%, 15%, 30%) 和纵筋配筋率 (1. 4%和 3. 3%) 的影响。试验结果表明 , 纵筋配筋率为 1. 4%时 , 再生混凝梁 (取代率为 15%和 30%) 比通混凝土梁挠度大 (1. 5倍和 1. 8倍 ) ; 纵筋配筋率为 3. 3%时 , 再生混凝土梁与普混凝土梁的挠度相差不大。 Ishill 等人 [4]研究了钢筋再生粗骨料混凝土梁的受弯特征 , 研究表明 , 再生混凝土梁的承载力与普通混凝土梁差别不大 , 但变形和裂缝宽度普通混土梁略大。 Andrzej 等 [5]完成了 12根再生混凝土梁的受弯试验 , 试验结果表明 , 低、中强度再生混凝土梁的抗弯承载力异性比强度再混凝土梁的大 , 再生混凝土梁的度比普通混凝土梁的大。 Ippei M 等 [6]对 12根再生混凝土梁进行抗弯性能试验 , 试验中考虑了水灰比、料组成、膨胀剂等因素的影响 , 试验结果表明 , 再生混凝土的裂缝宽度比普通混凝土梁大 , 而裂缝间距比普通混凝土梁小 ; 膨胀剂的使用减少了裂缝宽度 , 再生混凝土梁的挠度比普通混凝梁大。黄清 [7]做了 5种不同配筋率共计 15根再生混凝土梁的受弯性能试验 , 试验结果表明 , 再生混凝土梁受弯正截面服从平截面假定 ; 再生混凝土梁的抗弯性能较普通混凝土梁没有明显降低 , 而刚度有所下降。宋新伟 [8]研究了再生混凝土梁弯性能试验 , 试验结果表明 , 再生混凝土梁的抗弯性能较普通混土梁没有明显降低。 O'Mahony 等 [9]进行了再生混凝土的试件的剪强度试验 , 并与天然骨料试件的抗剪强度进行比较。试验结果表明 , 再生骨料混凝土的抗剪强度能够满普通混凝土的抗剪要求。 B．C．Han 等 [10]研究了再生钢筋混凝梁的抗承载力 , 在其试验中 , 共采用了 12根钢筋再生混凝土梁来测梁的斜裂缝和极限抗剪承载力。研究结果表明 , 用普通混凝土结构的设计方法设计的再混凝土梁于安全。 Masaru 等 [11] 了 20根再生混凝土梁受剪性能试验 , 试验中考虑了粗集料类型、水比和配箍筋的影响 , 试验结果表明 , 再生混凝土梁的开裂和破坏模式与普通混凝土梁相似 , 无箍筋的再生混凝土梁抗剪承载比普通混凝土的低 , 随灰比的降低 , 无箍筋的再生混凝土梁抗剪承载力增加 ; 箍筋的再生混凝土梁抗剪承载力几与通混凝土梁等。 Etxeberria 等 [12]做了 12根钢筋再生混凝土梁的受剪性能试验 , 试验考虑了粗集料取代率 (0%, 25%, 50%和 100%) 和配箍筋的影响。试验果表明 :无箍筋的再混凝土梁 , 再生粗集料取代率为 25%时 , 开裂荷载有所减少 , 而抗剪承载力等同于无箍筋的普通混凝土梁 , 再生粗集料取代率为 50%, 100%时 , 开裂荷载及抗剪承载力均比普通混凝土梁降低 10% 20%; 配箍筋的再生混凝土梁抗剪承载力与通混凝土梁接近。 Nishiura [13]做了再生混凝土作为后浇凝土叠合层的半叠合 U 截面梁的弯剪试验。试验结果明 , 用叠合的半制再生混土梁的抗震性能完满足上部结构的性能要求。 Caims 等 [14]通过试验研究了混凝土预应梁的受力性能 , 试验结果表明 , 再生混凝土预应力梁的变形较普通混凝梁变形显著加 , 而且再生骨含量越高 , 梁的变形越大。肖建庄等 [15-16]研究了单来源再生混凝土梁受弯与受剪性能 , 各制作了再生骨料掺量分别 0%, 50%, 100%的 3个试件。试验结果表明 :再生混凝土梁在受弯过程仍具有弹性、裂、屈服、破坏 4个 , 并且截面基本符合平截面假定 ; 随着再生骨料掺量的增加 , 梁的开裂矩、极限弯矩和刚度降低 , 变形增大 ; 再生混凝的抗剪承载力随着再生骨料掺量的增加而降低 ; 采用《混凝土结构设计规范》设计的再生混凝梁需要进修正的。吴瑾、郭兴陈 [17]对 5根再生粗骨料钢筋混凝土及 1根普通钢筋混凝土梁的弯曲疲劳性能进行了试研究。试验结果表明 :再生混凝土梁的开裂荷载实测值计算小 , 相差 13% 28. 6%; 再生混凝土梁疲劳破坏形与普通混凝土梁类似 , 出现了钢筋疲劳断裂和裂缝宽度超限 (1. 5mm ) 两种破坏形态 ; 其他条件相同时 , 力水平对构件的疲劳寿命有明显影响 ; 其他条件相同时 , 循环荷载下再生混凝土梁的裂缝宽度比普通混凝土梁小 , 循环荷载下再生混凝土梁

2．2再生混凝土板

再生混凝土板的研究至今几乎还是空白。目前 , 西安建筑科技大学正在着手这方面的基础理论研究。周静海等 [18]研究再生混凝土板的力学性能 , 提出再生混凝土板计公式的修正系数 , 对 4组截面尺寸及配筋率相同、再生粗骨料取代率分

0%, 5%, 10%, 15%的混凝土板做集中荷载性能试验。试验发现 , 随着再生骨料取代率的增加 , 混凝土板的开裂荷、极限荷载降低 , 且极限荷载降低幅度大于开裂荷载 ; 通过对再生混凝土板的挠计算 , 得出生混凝土板挠度在乘以修正系数 1．4后 , 仍可以用基准混凝土挠度公式计

2．3再生混凝土柱

国内外关于再生混凝土柱的试验研究较少。 Konno 等 [19]研究了钢管再生混凝土柱轴受压性能 , 试验结果发现 , 钢管再生混凝土柱的刚度较普通混凝土降低 , 破坏过程较普通混凝土快 , 但仍具有足够的极限承载能力 , 再生混土可以用于钢管混凝中。吴凤英、杨有福 [20]研究了钢管再生混凝土轴压短柱的力学性能 , 试验结果表明 , 钢管再生混凝土柱的力学性能与钢管普通混凝土柱类似 , 且具有良好的延性 , 其承载力、弹性模量和刚度所降低。肖建庄等 [21]研究了钢筋再生混凝土柱的轴压与偏压性能 , 分别设计了轴心受压、偏压、界限受压和偏压 4组 , 每组 3个共 12个试件。验结果表明 , 再生混凝土柱与普通混凝土柱有相同的破坏特征。再生混凝土柱的轴压承载力低于普通混凝土柱 , 而大偏压柱的承载力与普混凝土相差不大。张军等 [22] 4组 8根再混凝土进行轴心受压性能试验。试验结果表明 , 再生混凝土柱与普通混凝土柱的破坏过程基本似 , 再生混凝土与普通凝土应力 — 应变曲线相似。周静海等 [23]研究不同再生粗骨料取代率对再生凝土短柱载能力的影响。对 9根再生混凝土柱和 3根普通混凝土短柱进行轴心受压试验。试验果表明 :再生混凝土柱与通混凝土柱具有相似破坏机理 ; 再生混凝土柱的承载力随着再生粗骨料掺入量的增而逐渐降低 , 但降低幅不大 ; 当再生骨料掺入量为 15%时 , 再生混凝土柱的承载力能达到普通混凝土柱承载力

2．4再生混凝土梁一柱节点

目前 , 国内外关再生混凝土节点力学性能的研究较少。 Corinaldesi V [24]对再生骨料混凝土梁节点在反复荷载作用下的抗震性能进行了初步试验研究 , 对 100%再生骨料取代率再生混凝土梁柱节点与普通混凝土对比试验 , 并研究了添加粉煤灰对再生骨料混凝土梁柱节点性能的影响。试验结果表明 , 对相同的梁柱节点 , 再生混凝土节点的耗能能力比天骨料混凝土节点稍低 , 再生混凝土中添加粉煤灰不仅能提高再生混凝土材料的强度、弹性模量、与钢筋粘接强度 , 而且能高节点的延性、增大节点的耗能能力。肖建庄等 [25]研究了再生骨料取代率分别为 0%, 50%, 100%的再生混凝土梁 — 柱节点在恒定竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作下的抗震性试验。试验结果表明 :再生混凝土梁柱节点的抗震性能与普通混凝土类似 , 再混凝土梁 — 柱节受力过均有初裂、通、梁屈服、极限、破坏 5个阶段 , 合理设计的再生混凝土梁 — 柱节点的抗剪承载能力、延性、耗能均能满足抗震要求 ; 随着再生粗料加入 , 再生凝土节点的抗震性能有降低的趋势 , 表现为抗剪承力降低、耗能能力降低、延性减少 ; 但 50%再生粗集料的取代率下的节

2．5框架结构抗震性能

国内外关于再生混凝土架结构性能的研究更少 , 仅见肖建庄老师课题组的研究。肖建庄等 [26]做了 1榀普通混凝土框和 2榀再生骨料掺量为 50%的再生混凝土框架 (其中 1榀再生混凝土框架用轻质砌块作填充墙 ) 抗震性能对比试。试验结果表明 :在低周反复荷载作用下 , 再生混凝土框架和普通混凝土框架的受力特性、破坏形态、破坏机制没有明显的差别 , 破坏机构均表现为明显的 “ 柱弱梁 ” 的破坏类型 ; 生混凝土框架具有良好的承载能力、变形能力和抗震性能 ; 再生轻质砌块填充墙再生混凝土架的承重能力有明显提高 , 但变形能力和耗能能力较差。孙跃东、肖建庄等 [27]对再生骨料掺量为 0%, 30%, 50%和 100%的 4榀再生混凝土框架进行了水平低周反复荷载作用下的抗震能试验。初步试验结果表明 :生混凝土框架具较好抗震性能 ; 再生混凝土框架具有和普通混凝土框架同等水平的变形能力 ; 再生混凝土架在低周反复荷载作用的强度化和刚度退化比普混土架稍差 ; 再生混凝土架的平均水平最大承载能力比普通混土框架降低 2. 3% 15. 7%; 再生混凝土框架结构的耗能能力和天然混凝土框相比 , 没有明显降低 ; 再生混凝土框架有良好的承载能力、变形能力和抗震性能 , 能够满足现规范对混凝土框架的基本要求 ; 究发现 , 经过合理的设计和构造处理 , 再生混凝框架抗震性能 , 并没有随着再生骨料掺量的增加而

3再生混凝土结构研究前景展望由前面所述可见 , 再生混凝土结构在国内外已

初步取得了一些研究成果。但是 , 关于这方面的基础理论究还是远远不够的 , 国内更是处于起步阶段 , 因仍需加强对再生混凝土结或构件进行更深入和更系统的研究。这对于其在工程上的推广和应用具有重要指导意义。了推广再生混凝土应用 , 就当前国内外研究现状 , 作者认为 , 还有下几点需要进一步深入研

1) 关于再生混凝土结构件的变形性能 (挠度及裂缝宽度等 ) 和长期性能 (耐久性 ) 的研究和设计方法有待于进

2) 关于再生混凝土组合结构 (如 :再生混凝土组合楼板、型钢 — 再生混土组合梁、钢管再生混凝土柱、纤维增强复合材约束再生混凝土柱 ) 的研究及设计方法有

3) 关于再生混凝土构构件的抗弯、抗剪、抗冲切承载力和抗震性能的

4) 关于再生混土结构有关通用设计规程、应用规范、

4再生混凝土结构应用景展望国内外的研究成果已表明 , 再生混凝土基本能满足普通混凝土的性能求 , 应用于一般工程结构是完可行的。然而 , 目前国内再生混凝土的应用并不乐观 , 大多数应用在非承重的次要结构中。分其原因主要有两方面 , 一方面经济性是阻碍再生混凝土大规模推广应用的主要原因之一。由于再生骨料的生产要耗费较多的人力、物力 , 致使目前的再生混凝土的生产成本高于天然料混凝土。但是 , 随社会的发展与科学技术的进步以及人们环保意识的增强 , 经济性的概念也会随之变化。对生混凝土的经济分析应从社会、经济、环境效益上进行综合虑 ; 同时 , 为了使废弃混凝土实现再生和高效利用 , 必须采取措施降低再生混凝土的造价。另一方面是再生混凝土结构应用缺少相应的规程和技术标准。人们传统地为 , 再生混凝土的质量达不到工程要求 , 担心应用于工程中出问题 , 即人们对再生混凝土应用技术的可信度高 , 这主要是由于目生混土的应用大多处于试验、谨慎使用的状态 , 技术上说 , 是缺少较完善的技术规程、标准 , 再生混凝土技术还没有形成一套成熟、完善的系统造成的。但随着人们的环保识的增强 , 经济性的概念的变化和再生混凝土技术的不断善 , 再生混凝土结构的应用还是相当乐观的。就当前国内外应用现状 , 作者为 , 还以下几方面可大力推广应用再生混

1) 再生混凝土在墙体工程中的应用。由于再混凝土容重比天然混凝土小 , 隔热、隔声性能比较好 , 因此 , 再生混凝土砌块、再生混凝土条板的应在墙体中是比较合理的。尤其是再生混凝土墙板的厚度较薄 , 可以有效地降低住

2) 再生混凝土在基础工程中的应用。在基础工程中所采的混凝土强度往往并不高 , 一般为 C30左右 , 对再生混凝土而言是很易达到的。通过合理配制的再生混凝土能够达到普通混凝土的能要求 , 所以其应用于基工程中是可行的。 3) 再生混凝土在道路工程中的应用。再生混凝土用于铺设道路的基层和面

4) 再生混凝土在组合结构中的用。如 :再生混凝土组合楼板、型钢 — 再生混凝土组合梁、钢管再生混凝土柱、纤维增强复合材料约束

5结语

再生混凝土技术能够从根本上解决废弃混凝土的出路问题 , 既能减轻废弃凝土对环境的污染 , 又能节省天然骨料资源 , 缓解料供求矛盾 , 减少自然资源和能源的消耗 , 具有显著的社会、经济和环境效益 , 符合可持续发展的要求 , 是发展绿色混凝土的主要途径之一。再生混土在我国推广应用需要全社会的努力 , 也十分需要政府的产业政策扶持和国家的法律法规保障。政府可通过设立专项资金资助生混凝土构进行更深入和更系统的研究。通过加立法 , 利用经杠杆的调作制定再生混土推广应用强制性措施。国内外对再生混凝土材料性能和结构行为的研究果已初步明 , 合理设计的再生混凝土构能够达到普通混土结构的性能要求 , 其应用于土木工程中是可行和安

参考文献 :

[1]Hansen T C．Recycling of demolished concrete and masonry．RILEM Report No．6, E＆FNSPON , London , 1992．

[2]Hansen T C．Recycled aggregate and recycled aggregate concrete．Second state of art report , development from 1945－1985．RILEM Technical Committee 37DRC．Material and Structures , 1986, 19 (5) :201-246．

[3]Mukai T , Kikuchi m．Properties of reinforced concrete beams Con-taining Recycled Aggregate [C ]//Demolitionand Reuse of Con-crete and Masonry Proceedings of the Third International RILEM Symposium．Ed．Erik K．Lauritzen , 1993:331-343．

[4]Ishill K , et al．Flexible characteristic of RC beam with recycled coarse aggregate [C ]//Proceedingsof the 25th JSCE Annual Meet-ing , Kanto Branch , 1998:886-887．

[5]Andrzej B , Ajdukiewicz , Alina T．Kliszczewicz．Behavior of RC beams from recycled aggregate concrete [C ]//Proceedingsof the American Concrete Institute 2002．International Conference , Can-cun , 10－13December 2002．

[6]Ippei M , Masaru S , Takahisa S , et al．Flexural properties of rein-forced concrete beams [C ]//Conferenceon the Use of Recycled Materials in Building and Structures．November 2004Barcelona , Spain．

[7]黄清．再生混凝受弯构件正截面性能试验研究与有限元分析 [D ]．哈尔滨 :

[8]宋新伟．再混凝土梁受弯性能试验 [D ]．郑州 :郑州大

[9]O'Mahony , Margaret M．Analysis of the shear strength of aggre-gates．Materials and Structures /Materiauxet Constructions , v30, n 204, Dec , 1997:599-606．

[10]Han B C , et al．Shear capacity of reinforced concrete beams made with recycled aggregate [J ]．ACI Special Publication Publication , Vol．200, June , 2001．

[11]Masaru Sogo , Takahisa Sogabe , Ippei Maruyama et al．Shear Behav-ior of Reinforced Recycled Concrete beams [C ]//Conferenceon the Use of Recycled Materials in Building and Structures．Novem-ber 2004Barcelona , Spain．

[12]Etxeberria M , Vazquez E , Mari A , et al．The role and inference of recycled aggregate concrete [C ]//Conferenceon the Use of Recy-cled Materials in Building and Structures．November 2004Barcelo-na , Spain．

[13]Nishiura , Noriaki , Kasamatsu , Teruchika , Miyashita , Takeshi , Tana-ka．Experimental study of recycled aggregate concrete half-precast beams with lap joints [J ]．Transactions of the Japan Concrete Insti-tute , v23, 2001:295-302．

[14]Caims R , et al．Recycled aggregate concrete prestressed beams [C ]//Proceedingsof Conference on Use of Reccycled Concrete Aggregate , Thomas Thlford , Nov 1998．

[15]肖建庄 , 兰阳．再生粗骨料混凝土梁抗弯性能试验研究 [J ]．特种结构 , 2006, 23(1) :9-12．

[16]肖建庄 , 兰阳．再生粗骨料混凝土梁抗剪性能试验研究 [J ]．特种结构 , 2006, 23(2) :8-10．

[17]吴瑾 , 郭兴陈．再生粗骨料钢筋

研究 [J ]．建筑结构 , 2008, 38(5) :22-24．

[18]周静海 , 王新波 , 于铁汉．再生混凝土四边简支板受力性能试验 [J ]．沈阳建筑大学学报 :自然科

[20]吴凤英 , 杨有福．钢管再生混凝土轴压短柱力学性能初探 [J ]．福州大学学报 :自然

[21]肖建庄 , 沈宏

[22]张军 , 叶跃 , 高策．再生混凝土柱轴心受压性能试验 [J ]．四川建

[23]周静海 , 杨永生 , 焦霞．再生混凝土柱轴心受压承载力研究 [J ]．沈阳建筑

[25]肖建庄 , 朱晓晖．再生混凝土框架节点抗震性能研究 [J ]．同济大学学报 :自然科学版 , 2005, 33(4) :436-440．

[26]孙跃东 , 肖建庄 , 德源 , 等．再生轻质砌块填充墙再生混土框架抗震性能的试验研究 [J ]．地震工程与

[27]孙跃东 , 肖建庄 , 周德源 , 等．再生混凝土框架抗震性能的试验研究 [J ]．土木工

[28]肖建庄．再生混凝土 [M ]．北京 :中国建材工业出版社 , 2008．[29]肖建庄 , 王军龙 , 孙振平 , 等．再生粗集料水泥混凝土路面中

[30]肖建庄 , 李佳彬 , 兰阳 , 等．再生混凝土技术研究最新进展与评述 [J ]．混凝

[31]肖建庄．再

[32]韩越 , 等．再生混凝土应用分析 [J ]．塔里木大学学报 , 2007, 19(4) :97-99, 106．

[33]王思源 ,

[34]杜婷 , 李惠强 , 吴贤国．再生混凝土的研究现状与存在问题 [J ]．建筑技术 , 2003, 34(2) :133-134．

[35]孙跃东 , 李莹 , 等．再生混凝土应用 [J ]．混凝土 , 2003(10) : 18-20, 57．

691四川建筑科学研究第 37卷

再生骨料混凝土的应用与发展

再生骨料混凝土的应用与发展姜虹 1

(1、沈阳建筑大学土木工程学院, 辽宁沈阳 1101682、沈阳建筑学科技产业处, 辽宁沈阳 110168 3、利得中国有限公司沈阳分公司 , 辽宁沈

前言

20世纪 90年代初 , 世界建筑业进入高速发展阶段,混土对自然资源的占用对环境造成的负面影响也引发了可持续发展问题的讨论。大废弃混凝土的处理和开采天然砂石的运输能耗与费用惊人,对生态环境的破坏十分严重。为解决这些问题, 混凝土的生产及施工术必须走可持续发展的道路,而再生混凝土正是符合当时代要求的绿色建材。再生骨料混凝土 (RecycledAggregate Con-crete , RAC) 简称再生混凝土 (RecycledConcrete) , 它是指将废弃混土块经过破碎、洗与分级, 按一定的比与级配混合形成生混凝土骨料 (Recycled Concrete Aggregate , RCA) 简称再生骨料 (Recy-cled Aggregate) ; 部分或全部代替砂石等天然骨料配制而成新的混

1再生骨料的生产及利用价值

1.1再生骨料的生产工艺

日本 Aichi 技术协会的 S.Nagataki 等通过理论分和试验论证了二次破碎、进一步处理再生骨料可以改变材料的微观外形,并提高骨料的品质 [1]。清水建设公和东京电力公司研究开发了废旧混凝土砂浆和石子的分离技术。 3家公司和大阪城市大学共同研发了高性能再生骨, 其生产过程分预理、碾磨和筛分 3个阶段。最近日本科学家又开发出一将粉碎机和搅拌机连为一体的专用制造装置 , 能够将旧建筑物中拆除下来的混凝土废料当场变成再生混凝土。俄罗斯还在建筑企业建立专门的破碎钢筋混凝土块工艺线。在德国, 每个地区都有大型的再生综合加工厂。德国用架空磁性分离机对片进行分离,获得再生骨料完全合 DIN4226规范对骨料的质量要求。不仅如此,德国西门子公司开发的干馏烧垃圾处理工可使垃圾中种再生材料干净地分离出来。美国的 CYCLEAN 公司

国内在这方面的研究较少,只限于破碎、筛分

1.2再生骨料的经济分析

废弃混凝土再生骨料的应用既可以减少废弃混凝土排放量和对环境造成的二次污染, 节省大量处理费用,又可以减少建筑业对天然砂石的消耗,保护自然资源和人类的生存环境, 产生良好的经济效益、社会益、环保效益, 因此,废弃混凝土最有价值的处理方法就是把它当作可再生资源重新用生产筑材料。但由于各种原因,目前再生料的生成本高于天然骨料, 再生骨料未得到广泛的应用。而事实上,再生料的技术经济分析不能简单地用其生产成本等经济指标来衡量,而应从定

量角度以及宏观和微观方面综

骨料的经济分析必须综合考虑

所产生的社会效益、环保效益。

废弃混凝土再生骨料的应用可以解决大

量混凝土废弃物处理困难和由

的负面影响等问题,同时可以

清运费用和处理费用,并减少

二次污染。以上海为例, 若将

环再生利用,则每年可节约建筑

亿元以上, 综合节能潜力每年可达 74.78万 t 标

准煤,相当于减少排放 CO 2199万 t 、 SO 20.46万

t 、烟尘 0.19万 t 等。

在公路建设中, 研究已表明将旧混凝土再

生骨料用于新建水泥路面面层

是完全可行的。美国、德国、荷

都已对此进行了研究,并成功

用于道路面层和基层。将再

建设既解决了废弃混凝土处理带来的环境问

题, 又可以取得良好的经济效益, 一方面废弃混

凝土再生骨料的应用, 可以有效

时还可以节省大量废弃混凝土

少其对环境产生的二次污染; 另

理和就近使用再生骨料,可以

料的成本,因而使得再生骨料

骨料, 从而获得很好的经济效益, 我国合宁 (合

肥 -南京 ) 高速公路就是一

[3]。

2再生骨料混凝土的应用

2.1国外应用情况

再生混凝土的研究始于 “ 二战 ” 后期, 由于

战争的巨大破坏作用,产生了

土块,如何处理这些废弃物成

和科学家共同关心的问题。据可

苏联早在 1948年就对再生

进行研究, 紧接着, 原西德等

展了研究工作。

日本较早地将 RAC 成功

和建筑结构物; 最近又开发了 RAC 的新用途路

面下的透水材料。目前日本

现资源再利用率已超过 5成,

利用率更高,处理废弃物工厂

100t/h。现在日本已有 3~4家 RCA 生产企业与

3~4家 RAC 商品混凝土

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。

生混凝土外, 还对其性能进行了研

歇根州的两条用再生混凝土铺

再生骨料混凝土干缩性能的试

明再生骨料混凝土的干缩率大

土。美国的公司采用微波技术,

利用再生旧沥青混凝土路面料,质量与新拌沥青混凝土路面料相同,而成本降低了 1/3, 同时节约了垃圾清和处理等费用,大大减轻了城市的环

在德国 Lower Saxong 的一条双层混凝土的公路工程中采了再生骨料混凝土,该混凝土路面总厚度 260mm , 底层 190mm 厚采用

法国还利用碎混凝土和碎砖块生产出砖石混凝土砌块,所获得的混凝土砌块已

从 20世纪 80年代末开始, 澳利亚的墨尔本和悉尼等城市开始利用 RCA 。目前, 据估计悉尼每年有大概 40万 t 旧混凝土被再生利用 , 墨尔本则每年

2.2国内应用情况

国内也有不少再生骨混凝土的应用实例。 1992年 6月, 北京城建集团一公司先后在 9万平方米不同结构类型的多层和高建筑的施工过程中, 回收利用各种建筑废渣 840多吨, 节约资金 3.5万余元。合宁高速公采用再生水泥混土料作为新拌混凝土的骨料来浇注混凝土路面。 RCA 的利用率为 80%, 每年的维修工程量为 9~10万平方米,节约骨料的运输费用为 117~130万元; 同时, 节省废料占用的土地费用约 67~75万元。国道 310线开兰公路水泥混凝土路面的修工程将破损混凝土板成碎石重新利用。开兰公路修复改建工竣工后, 通过了有关部门组织的竣工验收, 并被评为优良工程。通过近几年的通车使用, 路面状况一直保持较好。湖南长沙机场工程的道面、肩及平行公上也使了再生混凝土技术,施工总面积达 5000多平方米, 使用时间 7年后经回考察, 使用状况较。海市建筑构件品司 1997年开始利用建工地爆破拆除的基坑支护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及验收规程》 (DBJ 08-2031993) 。 1999年 11月 26日开始施工, 2000年春节前完成的 205国道沙县青涌路段用再生混凝土修复的水泥混凝土路面,修复

3再生骨料混凝土的研究与发展措施再生骨料颗粒棱角多, 表面粗糙, 组分中还含有硬化水泥沙浆, 因此他的吸水率高、压碎指标高、堆积密度小, 导致再生混凝土的性有所下降。可以通物理和化学方法行处理, 其中物理方法较为有效,再生骨料的性能

建议今后再生骨料混

摘要 :介绍了再生骨料的生产术和发展, 分析了再生混凝土的利用价和目前国内外的利用情况, 并结合可持续发展略, 分析了再生骨料混凝土的经济价

关键词 :再生骨料混凝土; 利用

(下转 18页 )

-262-

-18-

凝土研究应着重如下几个方

面 :a.进行再生混凝土回收利用的配套机具设备、施工工流程、搅拌工艺、泵送工艺、初凝及终凝时控制等方面的研究; b. 围绕计算机辅助技术, 建立有关数学模型, 实现再生混凝土的配合比设计及施工控制智能化; c. 进行再生凝土应用方面的研究, 如将其作为面层应用标准研究及其为基层的应用方法研究,

碎粒径、

最佳集配、配合比理论、现场试验等, 进一步研究公路水泥混凝土的混合料配合比、再生混凝土长期能的进一步验证以及接缝和裂缝的

参考文献

[1]孙跃东, 肖建庄 . 再生混凝骨料 [J].混凝土 , 2004,(6):33-36.[2]杜婷, 李惠强 . 再生混凝土一种

[3]Nik.D.Oikonomou.Recycledconcrete aggre -gates.Cement&Con-crete Composites , 2005, (27):315-318. [4]陈家珑, 方源兴 . 我

[5]赵俊等 . 建筑垃圾的减量化与

煤灰 .2001,2:3-6.

责任编辑 :张雨 1拉杆制造

固定球形储罐支柱的每组可调式拉杆由上拉杆、下拉杆和紧节组成。下拉杆长度很短, 由锻制的杆件和与其焊接的翼板组成。上拉杆由几米长的圆杆和与其焊接的翼板组成, 寒冷地建造球形储罐通常采用耐低钢锻制圆杆, 制成圆形截面在技术上比较困难, 又不能一次锻制出根的长杆,只能分段锻制

接起来, 加工难度大、

成本高。圆形截面的拉杆在任何方向的抗弯曲变形能力是相同, 一般将其视为刚性杆, 相邻两个支柱之间布置两组叉的拉杆,两组拉杆不能居中布置在同一个平面上, 由图 1中 A-A 剖视图 (板偏心安装的原技术 ) 看出, 耳板安装偏心 e 的最小值等于拉杆半径,紧固松紧节时, 在拉杆水偏心分力的作用下, 支柱

扭矩, 受力情况不好 (见图 1

) 。 2挠性拉杆和耳板居中连接

本技术将上拉杆的主体段用钢板切制, 用于低温环境可以采用低温钢板切制,令钢板宽度尺寸几倍于钢板的厚度尺

方向易于弯曲变形的挠性杆 (见图 2

) , 与锻制圆杆比较, 钢板切制

a. 钢板的理化性具有良好的稳定性; b. 低温钢板具有良好的低温

d. 钢板切割下料之前易于进行无损检测并易于保证检测质量;

e. 加工制造简单; f. 造价低。

相邻两组支柱之间的两个上拉杆交叉处

是钢板表面相接触 (见图 1

, 由于挠性杆厚度方向易于变形,两组拉杆两端连接的四个耳

见图 1中 B-B 剖视图 (耳板居中安装的本技术 ) ,紧固紧节时,在拉杆张紧力的作用下, 拉杆交叉处相互挤压, 使两套拉杆的拉力趋于等, 而且在使用过程中, 当任何一组拉杆出现松弛现象时, 会立受到相邻拉杆的推力使其张紧, 在相邻拉杆推力相互作用下, 两套拉杆将始终保持相等的拉力, 所以, 本构具有拉力自动平衡的自紧

增加了支柱的整体稳定性。

由于耳板布置同一个平面上, 支柱不再承受扭矩,

3应用

本技术应用于大庆石化分公司化工厂乙烯原料设施改造的三台 1500m 3乙烯原料罐 (ATK-102F 、 G 、 H ) 详细设计,

本技术应用于大庆炼化分公司公用工程

建成投用:两台 4000m 3

液化气罐 (Q35、 Q36) ; 两台 1500m 3丙烷储罐 (Q37、 Q38) ; 两台 1500m 3丙

烯原料罐 (Q39、

Q40) ;一台 400m 3

乙烯缓冲罐 (V-01) 。

应用实践证实, 本技术可以

取代现有技术,适用于所有球

的设计。

本技术已经取得家实用新型专利 [1]。本技术可以纳

参考文献

[1]大庆石油化工设计院 . 一种居中连接的可调式挠性拉杆结构 . 中国:ZL 200320111646.4. 2004-11-10.

[2]GB12337-1998, 钢

作者简介 :李秀荣, 女,工程师, 主从事压力容器设计工作,具有压力容器设计审批员 (A1、 A2、 A3) 资格证书。现任大庆华凯石油

责任编辑 :张雨

居中安装的自紧式球形储罐拉杆结构

李秀荣

于广彦

(1、大庆华凯石

大庆 163711)

摘

要 :介绍一种取得国家专的可调式球形储罐拉杆新结构。拉杆主体由钢板切制而成, 制造简便, 质量好, 造价低。与拉杆

安装, 避免了耳板偏心安装对支

相邻支柱之间安装的两组杆, 拧紧螺纹后相互挤压, 形成自动平衡的自紧式连接结

关键词 :球形储罐; 挠性拉杆; 居中连接图 1可调式拉杆安装技术对比

图 2可调式挠性拉杆结构

(上接 262页 )

再生混凝土的应用与发展

摘要：我国建筑业拆除重建后排放的废混凝量巨大，不仅带来了严重的环境和社会问题，占用城市建设中日益紧张的土地资源，也增加了建筑产品的生产成。如果对废混凝土进行循环利用，将会产生巨大的会效益与经济效

关键词：成本；环境污染；再生混凝土；

Abstract: China Construction Industry after the demolition and reconstruction of the discharged waste huge volume of concrete, not only brought serious environmental and social problems, occupied the city construction in the increasingly tight land resources, but also increased the construction production cost. If the waste concrete recycling, will produce enormous social beneficial result and economic benefits.

Keywords: cost; environmental pollution; recycled concrete;

1 前言

目前随着我国建筑业的发展，对水泥、砂石的需求量也越来越大，需大量开山采石和掘地淘沙，已经严重破坏生态环境。而且，近些年来我国有些地区的优质天然骨料已趋枯竭，使用的材料需从外地长途运，不仅增加了建筑产品的成本，也加重环境的污染。与此同时，建筑废物的排放量日益增加，废混凝土约占30%～50%，2005年我国混凝土放总量达到1亿吨。如此大量的废混土不仅占用贵的土，且已经引起环境和会问题，特别是在土地与空间日趋紧张的大城市更是如此。对量废混凝土进行循环再生利用即再生混土技术被认为是解决废混凝土问题的最有效的

2 再生混凝土的发展

前苏联学者Gluzhge早在1946年就研究了将废混凝土制作集料的能性。到目前为止，国材料与结构研究联合实验联合会（RILEM）已经召开了5次有关废混凝土再用的专题国际议。2010年10月，第二届工程废弃物资源化与应用研究国际会议（ICWEM2010）在同济大学成功召开。为励废混凝土的再生利，日本与欧美等发达国家在实验的基础上已经颁布了相应的规范和南，以规范再生骨料的利用，特别是在建筑结构中的应用。目前日本对建筑垃圾的再生利用率已经达到70%左右。西欧等国家一些石料紧缺、依赖进口天然骨料的国家，十重视建筑废料的生利用。目前日本和欧美已经有了再生材料结构应用的成功例，如德国达姆施塔特新型住宅区“螺森林”和奥斯纳鲁克的德国联邦环局总部大楼，日本的ACROS Shin—Osaka建筑。德国前将再生混凝土要应用于公路面。德国lower Saxong的一双层混凝土公路采用了生混凝土，该混凝土路面总厚度260mm，底层混凝土190mm采用再

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