钢管再生混凝土的特性与发展_论

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1、钢管再生混凝土的特性与发展【摘要】：为了推动城市建设中产生的废弃混凝土的有效利用，得到再生混凝土能作为原始材料加以利用的依据。本文介绍了钢管再生混凝土的静力性能、动力性能和火灾作用下的力学性能，分析了钢管再生混凝土目前存在和需要进一步解决的问题，指出了钢管再生混凝土的发展前景。【关键词】：钢管再生混凝土静力性能动力性能火灾作用下力学性能1、引言随着经济的发展，城市化进程的不断加快，大量的旧建筑被拆除，必然会产生大量的废弃建筑垃圾。我国每年的建筑垃圾数量已在城市垃圾中占比例高达40%，其中主要是废弃混凝土。绝大部分的建筑垃圾都被填埋或采用

2、露天堆放的方式处理，不仅造成环境的污染，也是对资源的浪费[1]。而新建筑的修建又需要大量的天然建筑材料，地球上的资源是很有限的，过度的开采必然会造成森林覆灭、山体滑坡等自然灾害，不利于社会的可持续发展。可见，废弃混凝土的再利用是保护环境和节约资源的必然选择，具有巨大的经济和社会效益。为了更加合理的利用废弃混凝土，近年来我国学者将废弃混凝土与钢管结合起来，使再生混凝土处于钢管的约束下，提高了核心混凝土的力学性能，促进再生混凝土的有效利用，对社会的可持续发展具有重要的意义[2]。2、钢管再生混凝土的研究现状11再生混凝土结构性能稳定性比普通

3、混凝土结构性能要低，这限制了再生混凝土在土木建筑中的有效利用，将再生混凝土运用于组合结构中，形成钢管再生混凝土组合结构，可以充分发挥钢材和混凝土两种材料的优点，弥补再生混凝土的结构性能的不足，是废弃混凝土再生利用的一个新方向。对钢管再生混凝土的研究，国外始于90年代末，国内最早的研究文献见于2005年[3]。目前，对于钢管再生混凝土的研究主要集中在它的静力性能、动力性能和火灾作用下的力学性能。2.1静力性能2.1.1轴压性能日本学者konno[4,5]研究了钢管约束再生混凝土柱的强度和变形能力。研究表明，试件的力学性能与钢管约束普通混凝

4、土类似，但由于核心再生混凝土的强度及弹性模量较普通混凝土略有降低，从而使试件的刚度和承载力低于钢管约束普通混凝土试件。吴凤英和杨有福[6]对8个钢管再生混凝土轴压短柱以及2个钢管普通混凝土轴压短柱进行试验研究，研究表明：钢管再生混凝土轴压短柱的荷载-变形关系曲线与钢管普通混凝土短柱相类似。钢管再生混凝土的强度承载力低于钢管普通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。杨有福[7]11对24个钢管再生混凝土和6个钢管普通混凝土短柱轴心受压力学性能进行了试验研究，主要考察因素为：截面形式，再生粗骨料取代率，含钢率等。研究结

5、果表明，与钢管普通混凝土相比，钢管再生混凝土轴心受压短柱的荷载-变形关系曲线变化规律差别不大，但极限承载力及弹性模量随取代率的增加而略有降低，降低幅度均在10%以内，认为这是由于再生混凝土的强度与弹性模量低于相应的普通混凝土。邱慈长[8]等对9个薄壁圆钢管再生混凝土短柱和9个薄壁方钢管再生混凝土短柱进行了轴压试验研究，分析了不同取代率和不同截面形式薄壁钢管再生混凝土的破坏变形特征。研究表明：薄壁钢管再生混凝土的变形破坏形式与普通薄壁钢管混凝土相似，再生混凝土取代率对试件极限承载力和变形能力有一定影响，随着取代率的增加，再生混凝土中的内部

6、缺陷增多，强度逐渐下降。Chen[9,10]等对30个钢管再生混凝土短柱和3个钢管普通混凝土短柱进行了轴心受压力学性能研究，试验考虑了截面形式（圆形22个、方形11个）、再生粗骨料取代率（0-100%，间隔10%）、含钢率（圆形6%、12%，方形5%）的影响。研究发现随着再生骨料取代率的增加，试件极限承载力及峰值应变成上升的趋势，但最大的差异不超过10%。在chen等的试验中，再生混凝土强度随再生骨料取代率的增加略有上升，这可能是导致钢管再生混凝土构件极限承载力随再生骨料取代率的增加而增加的原因。陈杰[11]等针对钢管再生混凝土短柱力学

7、性能进行了18个钢管再生混凝土及6个钢管普通混凝土轴心受压短柱试验研究。发现其荷载-应变曲线与钢管普通混凝土试件类似；再生粗骨料并不明显降低钢管再生混凝土的极限承载力；在试验参数范围内核心再生混凝土强度、含钢率及钢材屈服强度对钢管再生混凝土轴心受压短柱承载力的影响与钢管普通混凝土类似。11李军涛、陈宗平[12]等，以再生粗骨料和截面含钢率为主要变化参数设计了11个试件进行轴压试验。试验研究结果表明：钢管再生混凝土的破坏形态与普通钢管混凝土相似，具有良好的承载能力和变形性能，骨料取代率对钢管再生混凝土的轴压承载能力影响不大。张向冈、陈宗平

8、[13]等针对钢管再生混凝土长柱力学性能设计5个圆钢管再生混凝土长柱和5个方钢管再生混凝土长柱，对其进行了轴压静力单调加载试验。试验研究和计算结果表明:钢管再生混凝土轴压长柱受力过程均经历了弹性阶段、屈服阶