再生混凝土研究及再生混凝土柱力学性能分析.pdf

西南交通大学研究生学位论文再生混凝土研究及再生混凝土柱力学性能分析焦姓级名二oo 五级张军申请学位级别工学硕士专业桥梁与隧道工程指导教师叶跃忠教授二oo 七年六月西南交通大学硕士研究生学位论文第1 I 页A b s t r a c tW i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to f t h eb u i l d i n gi n d u s t r y , t h ew a s t eo f b u i l d i n gh a v eb e e ng r o w i n gd a yb yd a y ，a n dm o s to ft h e ma r ew a s t ec o n c r e t e ．B e s i d e st h ec h a r g ef o ra l la b u n d a n c eo fw a s t ed i s p o s a li sv e r ym u c h ，i ta l s oi sh a r mt ot h ee n v i r o n m e n t a n ds o c i e t y ．I na d d i t i o n ，t h el a r g ed e m a n do fc o n c r e t er e q u e s tt h ee x p l o i t a t i o no fn a t u r a lr e s o u r c e s - - s a n da n ds t o n e ，a n dS Ot h en a t u r a lr e s o u r c e sh a sb e e no nt h ee x h a u s t e de d g ef o rt h eu n c e a s i n ge x p l o i t a t i o n ．M o r e o v e r , b e s i d e st h ee x p l o i t a t i o n a n dt r a n s p o n a t i o no fn a t u r a ls a n da n ds t o n ee x p a n d sl a r g e l y ，i ta l s od e s t r o y st h ee n v i r o n m e n tb a d l y ．T h er e c y c l e dc o n c r e t eb a s e do ne n v i r o n m e n tp r o t e c t i o na n ds u s t a i n i n gd e v e l o p m e n tC a ns e t t l et h ep r o b l e m ．T h i sp a p e rf i r s ts t u d i e st h ep h y s i c a lp r o p e r t i e so fr e c y c l e dc o n c r e t ea n dn a t u r ec o n c r e t e ，a n dt h ea x i a lc o m p r e s s i o no ft h er e c y c l e dc o n c r e t ec o l u m n sa n dt h en a t u r ec o n c r e t ec o l u m n si S ￡l i s c u s s e d ．O nt h ep h y s i c a lp r o p e r t i e s ，t h ep a p e rs t u d i e sp a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o n ，a p p a r e n td e n s i t y , v o i df r a c t i o n ，w a t e ra b s o r p t i o na n dc r u s h i n gv a l u eo ft h er e c y c l e da g g r e g a t e ，a n dc o m p a r e st h e mw i mt h a to ft h en a t u r a la g g r e g a t e ．a n da n a l y s e st h er e a s o n sc a u s i n gd i f f e r e n c e sb e t w e e nt h et w ok i n d so fa g g r e g a t e ．A l le x p e r i m e n t st a k eo r t h o g o n a le x p e r i m e n td e s i g na n de a c hc o n c r e t em i x t u r er a t i oc o n s i d e r st h r e e i n f l u e n c e sf a c t o r s ，i n c l u d i n gt h er e c y c l e dc o a r s ea g g r e g a t e ，F D Na n df l ya s h ．T h e nw ea n a l y s e st h a tt h et h r e ef a c t o r sh a v ea ne f f e c to nt h ew o r k a b i l i t ya n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f r e c y c l e dc o n c r e t e ． O nt h es t r u c t u r e ，t h ea x i a lc o m p r e s s i o no ft h er e c y c l e dc o n c r e t ec o l u m n si se x p e r i m e n t a l l yi n v e s t i g a t e d , t h ef a i l u r em o d e sa n dl o a d i n gc a p a c i t yo ft h e ma r em a i n l yd i s c u s s e da n dc o m p a r e dw i t ht h en a t u r ec o n c r e t ec o l u m n s ．I nt h ed u r i n g , t h es t r a i no ft h ec o l u m ni n s i d ea n do u t s i d ei sb em e a s u r e da n dt h ed i f f e r e n c eo ft h e mi sa n a l y z e d ．I nt h el a s to f t h ep a p e r ，t h ed i f f e r e n c eo f t h er e c y c l e dc o n c r e t ea n dt h en a t u r ec o n c r 吐ei sa n a l y z e di nt h em i c r o s t r u c t u r ea n dw ec o m p a r et h er e c y c l e dc o n c r e t ew i t ht h en a t u r ec o n c r e t ei nt h ee c o n o m ya n de n v i r o n m e n t ．I nc o n c l u s i o n ，i ti sf e a s i b l et h a tt h er e c y c l e dc o n c r e t ei sa p p l i e di nt h es t r u c t u r e ．K 卵燃呶R e c y c l e dc o n c r e t e ；C o l u m n ；P h y s i c a lp r o p e r t i e s ；A x i a lc o m p r e s s i o n ； M i c r o s t r u c t u r ea n a l y s e s西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页1 ．1 研究的目的和意义第1 章绪论1 ．1 ．1 课题的提出随着城市化进程加快，城市改造和建筑工业的迅速发展，混凝土作为水泥、砂子、卵石与碎石等天然资源的最大消耗者，全球混凝土产业现在正以每年约8 0 ×1 0 8 t 的速度消耗天然骨料。

与此同时．一些老旧建筑物、构筑物、城市基础设施的老化和服务年限的到期，使得越来越多的土木工程建设项目报废拆除，而产生大量的建筑拆除废料和垃圾以我国当前混凝土产量2 0 x1 0 8 m 3计，需要使用水泥8 ×l O ' t ，需消耗天然砂石3 6 ×1 0 8 t 以上统计表明，生产每吨水泥需消耗石灰石0 ．9 5 ～O ．9 8 t ，生产l t 熟料约排放C 0 ：大约l t ，还会产生大量的硫化物、氮化物和其他有害气体和粉尘在混凝土中占比例最高的骨科是分布较为广泛的自然资源，但由于常年开采，已经开始出现石料资源难以为继的问题据不完全统计，中国目前每年产生的建筑垃圾达到l ×l 矿t 左右，而长期积累的建筑废弃物将高达数亿吨“1 ．据1 9 9 6 年在英国召开的混凝土会议资料，全世界从1 9 9 l ～2 0 0 0 年的十年间，废弃的混凝士( 包括混凝土工厂不合格的产品) 总量将超过1 0 ×l O ' t ．美国混凝土废料的产量也从1 9 9 8 年的1 x l O ' t 增加到现在的1 ．5 ×1 0 t ．德国联邦统计局2 0 世纪9 0 年代中前期的大量统计数据表明，德国每年产生的废料总量近3 ×1 0 。

t ，而这个数字还在不断增加现在德国每年的废料总量估计可达4 xl O ' t ，其中建筑废料占总重量的7 5 5 我国台湾省每年建筑拆除废料约7 2 6 x1 0 4 m 3 ，香港建筑产业每天产出的施工和拆除废料就达3 ．7 ×lo | t ，这比市政固体废料要高出大约4 倍上海市2 0 0 2 年产生的建筑垃圾总量在2 0 0 0 ×1 0 ‘t 左右，而废弃混凝土约占渣土总量的4 0 ％，即8 0 0 ×1 0 ‘t 左右H 3 如何处理这些越来越多的建筑废料，成为各国政府棘手的问题之一一般这些建筑垃圾的组成成份见下图1 - 1 和图卜2”1 ，而将建筑废料经过回收处理后再重新利用，为该问题的解决提供了一个合理的途径和方法这样既能保护天然资源，又能降低建筑垃圾对环境的影响目前，这些建筑垃圾的处理办法主要是运往郊外弃置或填埋，这既占用土地又影响环境对巨量废弃混凝士的开发和使用，既使有限的资源得以利用，又解决了环境问题这是发展绿色混凝土，实现建筑产品生态化的主要途径之西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页图卜1 建筑废料的组成图卜2 美国和香港建筑废料的组成一．再生混凝土技术首先在欧洲提出，并在一些国家的建筑工程和环境污染控制工作中取得了巨大的效益。

理论和实践都表明，再生混凝土作为绿色高性能混凝土家族的一员符合我国建筑业可持续发展战略的要求目前我国建筑垃圾循环再生骨料的应用及再生混凝土技术的应用大多处于试验、谨慎和低层次的使用阶段，缺乏较系统的应用基础研究，更无相关技术规程，因此较系统地对再生骨料混凝土的基本性能的研究十分必要．1 ．1 ．2 再生混凝土的概念从一般意义上讲，再生混凝土骨料是将废弃混凝土块经破碎、分级并按一定的比例混合后形成的骨料称为再生骨料或再生混凝土骨。