摘要:我国的建筑行业正处在一个快速发展的阶段,使用的建筑材料诸多,每年产生的建筑垃圾量也是比较大,给环境造成了严重污染及浪费。为了促使建筑行业可持续发展,我国大力推广绿色建筑材料,在这其中,再生骨料混凝土就是一种非常环保的建筑材料,通过对这项技术的应用,很好的促进了我国建筑行业的发展。作为一种新型的绿色混凝土,再生混凝土不但可缓解天然骨料资源紧张的情况,而且可减少废弃混凝土试块占地堆放造成的环境污染,逐渐将混凝土产业转变到可持续发展的轨道上。目前再生混凝土技术的理论研究比较丰富,但实际工程应用研究较为缺乏。
关键词:再生混凝土;再生骨料;性能
1再生骨料的含义
再生骨料就是将各种废弃的混凝土碎块通过清洗和分类之后,再通过分级做出骨料。在整个世界的建筑行业发展中,其中产生了各种大量的建筑垃圾。而在我国拆除建筑和新建建筑都会出现很多的建筑垃圾,在随着时代的进步,建筑垃圾也不断的增多。废弃的混凝土主要是一些建筑房屋达到了年限或者老化而最终需要拆除的建筑,在整个拆除过程中,会出现很多的混凝土块,这是废弃混凝土最为主要的来源之一。在市政工程中,一些重大工程的建设和改建之类,也会出现大量的废弃混凝土。因商品混凝土本身存在的质量原因,在其生产和运输过程出现大量的废弃混凝土。随着建筑行业的不断发展,混凝土的需求量在不断的增加,这样对天然骨料的开采势必会不断的增加,最终造成天然骨料的枯竭。而在这些材料开采过程中,无论是开采费用还是运输费用都非常巨大的;另外,开采过程中还会给环境与生态造成严重的破坏。而再生骨料技术则很好的解决了这一系列问题,可以减少对天然骨料的开采,有效提升企业的经济效益和环保效益,对整个社会的发展来说都有着很好的促进作用。
2 再生混凝土本构模型
2.1 骨料本构
再生混凝土里的粗骨料密实度较高且强度远高于其他材料,在细观尺度上可以将其看成一个材质均匀的线弹性体。因此,可以假定粗骨料的本构服从简单线弹性关系,在现实试验中即使混凝土已达到极限强度粗骨料一般也不会破损,变形仍在其线弹性范围内,所以在模拟时亦可以忽略其破坏,在计算加载过程中应始终保持线弹性范围内。
2.2 水泥砂浆本构关系
在水泥砂浆的变形过程中表现出了损伤演化和流变性。损伤演化是对其在变形的过程中水泥砂浆本身存在的缺陷表现;流变性是对缺陷表现的逐渐积累。这两种变形过程既有相互影响的物理过程,又有着不同的物理状态。所以,水泥砂浆的模型建立应该将这两者进行综合考虑,在二者基础上建立硬化水泥砂浆的力学模型和本构模型。
3 再生骨料在高性能混凝土中的应用途径
3.1 通过掺入外加剂提高再生混凝土性能
掺入粉煤灰、矿渣等能显著提高再生骨料混凝土的抗压强度,同时复掺的效果要比单掺的效果好得多。
在再生骨料混凝土配制过程中掺入一定量的高效减水剂和磨细粉煤灰能提高再生混凝土的流动性,且黏聚性和保水性均优于天然骨料混凝土。
在高效减水剂的前提下,掺入适量的超细粉煤灰、硅灰等,能显著提高再生骨料混凝土的抗渗等级,当进行再生骨料改性处理和蒸汽养护时,甚至会超过天然骨料混凝土的抗渗水平等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2 对原材料性能的要求
3.2.1粉煤灰
粉煤灰是混凝土的重要构成成分,在制备再生骨料免振捣混凝土的过程中,必须要严格控制粉煤灰的性能及用量。现阶段,人们向混凝土中掺入适量的粉煤灰来实现改善混凝土和易性的目的。混凝土掺入粉煤灰后,粉煤灰会与混凝土中的水发生化学反应而生成硅酸钙,硅酸钙对混凝土中的氢氧化钙进行消耗,如此一来,混凝土内部的孔隙率将显著下降,混凝土的密实性及强度将随之提高。粉煤灰会均匀地分布在水泥颗粒当中,从而抑制了水泥颗粒的聚积,其在一定程度上降低了混凝土制备工作的需水量。
3.2.2再生粗骨料
就目前而言,建筑行业的废弃混凝土多来自于破旧建筑物拆除工程,相关建筑物因老化或者达到使用年限而被拆除,在此过程中会产生大量的废弃混凝土。此外,重大基础设施的改造及市政工程的动迁也会产生大量的废弃混凝土。在破碎废弃混凝土的过程中,工作人员需要使用较多的设备,其中包括传送设备、破碎设备杂质清除设备及筛分设备等,这些设备构成一个完整的废弃混凝土破碎体系,承担着破碎、传输、筛分与去除杂质等重要职责。
3.3 再生骨料促使混凝土拥有高性能
再生骨料混凝土在使用前,要根据其骨料的特点,对骨料进行充分的碾碎,保证骨料的细腻,从而使得整体结构得到保障。将其投入到建筑施工中,可以很好的提高建筑物本身的质量。
再生骨料进行配置使用时,因其吸水性较好,在进行搅拌制作混凝土中需要的水量较多,这样容易严重影响到再生混凝土的和易性能。因此,在采用再生混凝土进行制作混凝土时,可以把这些骨料先进行浸泡,这样可以很好的降低其本身的吸水性,然后再进行混凝土的配制。因再生骨料自身孔隙大,可以很好地按着比例与水泥、细矿物和水等等进行调配。然后把再生骨料进行填充或者在经过相关处理之后,使得再生骨料之间的缝隙变小或者出现粘合等现象。通过采用这样的方法,可以有效把再生骨料的整体结构进行改变,这样对高性能混凝土有着很好的帮助作用。
再生骨料对混凝土自身的弹性有着很大的要求与影响,所以在进行混凝土配置的时候,要把再生骨料和天然中砂做到合理的配比,进而能有效控制好再生粗骨料的配比,这样在整体的混凝土制备过程中,不会改变以影响到混凝土的性能。
3.4 新老界面厚度影响
本研究在模拟时分别取新界面厚度为0.3、0.5、0.8、1.0 mm的厚度值,进行加载计算,最终得出应力-应变曲线。发现厚度的变化没有附着砂浆强度改变对整体试件宏观的抗压强度影响显著,曲线几乎重合,但放大后仍能发现其中的规律:再生混凝土自身的抗压强度随着厚度的增加而减小的。造成这种情况,可能是其界面厚度已经设定很小。在有限元分析中,改变极小的厚度值,对网格的划分影响甚微,所以在计算中无法显著体现其变化,但是仍然存在着一定的影响:即随着厚度的增大,再生混凝土抗压强度降低,其中从0.5~0.8 mm变化最大。与普通混凝土相比,再生混凝土的界面过渡区更广,所以再生混凝土的传递应力的能力也比普通混凝土传递应力的能力要差。附着砂浆本身的力学特性决定着原界面过渡区的力学特性,新砂浆和附着砂浆共同的力学特性决定了新界面过渡区的力学特性。当新砂浆厚度较小时,新界面过渡区就可能成为整个受力主体的较薄弱部位,在新界面过渡区附近一般会较早的产生裂纹;当新砂浆的厚度有所提高,新界面过渡区的强度就会随之而增加,再生混凝土最为脆弱的部位就是界面过渡区。
4结束语
综上所述,在我国现代建筑行业的发展中,无论是对旧的建筑物进行拆除还是新建的建筑物,都容易产生大量的建筑垃圾,造成严重的资源浪费和环境污染。为了提高建筑材料的利用率并且减少建筑垃圾的产生,通过采用建筑垃圾制备再生骨料混凝土,然后再使用到建筑施工当中,通过这样的方法手段使得资源得到充分的利用,也是符合我国提倡绿色环保,减少污染,可持续发展的方向。
参考文献:
[1]吴铭辉.再生混凝土高性能化的研究现状[J].江西建材,2014(1):12-13
[2]贾艳东,王云洋,孙志屏,赵辛,武道凯.自密实再生混凝土配合比设计及力学性能试验研究[J]四川建筑科学研究,2014(01)
论文作者:刘静
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
标签:骨料论文; 混凝土论文; 砂浆论文; 很好论文; 厚度论文; 建筑论文; 过程中论文; 《基层建设》2017年第30期论文;