浅谈钢管再生混凝土

大规模新建期的房屋大多建于二战以后，标准低，质量差.随着经济的发展，人们对于居住要求的提高一级土地资源的稀缺，大量房屋被拆除，由此产生大量的废旧混凝土.另一方面，强烈自然灾害尤其是强烈地震，造成大量房屋倒塌，由此也产生了大量废弃混凝土。这些废旧的混凝土不仅带来占地问题，而且产生环境污染问题。回收利用这些废旧混凝土已成为学术界和工程界关注的热点问题之一。有关学者提出了再生混凝土技术，实现了废旧混凝土的有效利用，减轻了环境污染问题，同时减轻了由于开采矿石带来的环境破坏问题，节约了天然矿产资源。但是由于再生混凝土的强度，弹性模量等性能相对普通混凝土均有所降低，在一定程度上制约了再生混凝土在工程中运用和推广。为了弥补再生混凝土存在的缺陷，有学者提出将再生混凝土填入到钢管中。利用钢管与再生混凝土的相互作用，弥补了各自性能上的不足，形成一种新的结构形式-------钢管再生混凝土。一方面再生混凝土可以增强钢管壁的稳定性。一方面钢管的约束效应作用弥补了再生混凝土的力学性能，耐久性能，变形性能较低的缺陷。这种新型的组合结构形式为废弃混凝土再利用体用了一种新的途径为了是这种新的结构形式能够运用于实际工程，国内外学则进行了深入的研究，取得了一定成果。国内外关于钢管再生混凝土力学性能的研究起步较晚，国外在这一方面研究还很少见报道。在国内，福州大学较早开始进行这方面的研究工作，进行了一系列相关实验研究和理论研究，取得了一定成果。随后，其他高校也相继开展了各个有关再生混凝土力学性能方面的研究。 再生骨料的物理性能再生骨料孔隙率高且密度小，这有利于减轻结构构件自重,因其孔隙率大,还具有消音和保温的优点。再生骨料的颗粒棱角多,表面粗糙,成份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、水泥品种、配合比、养护方法和条件,减小再生混凝土的收缩.

再生骨料的工作性能一般认为,在用水量相同的情况下,与基体混凝土相比,再生混凝土的坍落度减小,流动性变差,但粘聚性和保水性增强.如果原混凝土强度越低,新拌再生混凝土和易性越差[2].主要原因是再生骨料表面粗糙,孔隙多,吸水率大,使得再生混凝土流动性差,坍落度变小.同时,由于骨料表面粗糙,增大了再生混凝土拌合物的摩擦阻力,使再生混凝土的保水性和粘聚性增强。

对于普通混凝土而言,水灰比是影响其抗压强度的最主要因素。一般来说,混凝土的抗压强度与水灰比成反比关系,水灰比越低,抗压强度越高。对于再生混凝土而言,情况不完全相同

钢管再生混凝土的研究发展在目前来看极其的有限，钢管再生混凝土轴压短柱力学性能能试验采用直焊缝圆钢管再生混凝土进行了研究，结论表明：1.钢管再生混凝土与钢管混凝土轴压短柱的荷载-变形关系曲线相类似，纤维模型法同样适用于钢管再生混凝土。2.钢管再生混凝土的强度承载力低于钢管混凝土的强度承载力，并且随着骨料取代率的增加而有降低的趋势，这主要是因为随着骨料取代率的增加，再生混凝土的强度逐渐低于普通混凝土。 在确定钢材与核心再生混凝土本构关系模型的基础上，采用数值方法对钢管再生混凝土轴心受压，纯弯曲和压弯构件的荷载-变形全过程曲线进行模拟，对此类构件的力学性能进行研究，理论分析结果与试验结果非常吻合。在参数分析结果的基础上，提出钢管再生混凝土压弯构件承载力的简化计算公式。为了考察钢管再生混凝土构件在一次加载下的静力性能，通过试验研究，同时进行了钢管普通混凝土试件的对比实验，研究结果表明：钢管再生混凝土试件与相应钢管普通混凝土试件的荷载变形曲线类似，但钢管再生混凝土试件的承载力和刚度均低于相应钢管再生混凝土试件。这主要是因为再生混凝土的强度和弹性模量均低于相同配合比的普通混凝土。目前对钢管再生混凝土的研究内容主要包括方钢管再生混凝土一次加载下的静力性能，长期荷载作用下的力学性能以及往复荷载作用下的滞回性能。钢管再生混凝土的设计计算问题是钢管混凝土发展面临的又一重要课题，找到一种更加合理的计算方

法是目前亟待解决的一个问题，目前用的最多的是纤维模型法和有限元法。由于钢管再生混凝土的研究开展的较晚，并且其内部约束机理复杂程度高，有关方钢管再生混凝土方面的理论还不够成熟，存在许多不足之处。为了更深入的了解钢管再生混凝土结构的力学性能，还应在一下几个方面开展研究工作：

1对方钢管再生混凝土共同工作机理还应做深一步的研究，将有助于选择一种更加合理的计算方法，从而为这一新型结构性是提供更加广阔的应用前景。

2.高强方钢管再生混凝土的研究资料很稀少，需要进行大量的研究。

3.对方钢管再生混凝土组合结构的动力性能的研究还不够透彻，有待进一步研究。 4.钢管再生混凝土结构的抗火性能研究及方钢管混凝土框架结构的抗震性能研究还很缺乏。

5复杂受力状态如弯，剪，压，扭，共同作用时再生混凝土构件的计算方法还没有研究 目前我们主要研究:

1基于集对分析的高性能再生混凝土性能优化。随着材料需求量的不断增加，天然骨料已经不能满足混凝土的发展，用再生骨料全部或部分取代天然骨料配制出的能满足要求的高性能混凝土成为高性能再生混凝土，高性能再生混凝土同样可以达到高性能混凝土所需求的良好的力学性能，高耐久性等指标。

2高性能再生混凝土骨料取代的优化设计.（1）高性能再生混凝土与高性能混凝土同样具有优良的力学性能和高的耐久性。（2）最佳骨料取代率只是个理论上的数据，实际工程中可参考本文所提供的技术算得近似最佳骨料取代率。

3塑钢纤维增强轻骨料混凝土试验研究。通过试验研究了高性能异型塑钢纤维(HPP)对轻骨料混凝土抗压强度、抗劈拉强度以及表观密度的影响,研究表明,不同掺量的HPP纤维对轻骨料混凝土的表观密度、抗压强度没有显著影响,但能明显改善轻骨料混凝土的抗拉性能。

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