钢管再生混凝土柱研究现状与展望
再生混凝土的研究现状和存在问题

再生混凝土的研究现状和存在问题【摘要】再生混凝土是一种环保材料,对再生混凝土的研究,可以促进建筑行业的可持续发展。
再生混凝土是指对废弃的混凝土进行回收再利用,是按照一定程序对废弃混凝土进行加工,并按照一定级配进行混合加工,可以将废弃混凝土当做粗骨料进行配制。
本文对再生混凝土研究的意义进行了分析,还对再生混凝土的研究现状进行了介绍,指出了研究过程中存在的问题,希望可以对相关研究人员带来一定帮助。
【关键词】再生混凝土;研究;意义;现状;问题随着现代化城市建设进程的加快,我国建筑工程的数量越来越多,城市的建筑日新月异,很多就建筑物被拆除,新型建筑不断兴起,这也使得城市的形象越来越美。
在对旧建筑进行拆除的过程中,会占用土地资源,还会污染周围环境,不利于城市以及建筑行业的可持续发展,为了解决这一问题,相关人员对再生混凝土进行了研究,而且取得了一定成绩,提高了资源的利用率,实现了对废弃混凝土的再利用。
1.再生混凝土研究的意义随着城市建筑的日新月异,建筑行业发展越来越快,建筑的种类以及功能越来越多,旧的建筑不断被拆除,新型高层建筑以及多功能建筑不断兴起,这在美化城市形象的同时也带来了较多的环境问题。
为了促进建筑行业的可持续发展,必须提高资源的利用率,还要在建筑施工中加强环保意识。
混凝土是建筑施工中必须用到的一类材料,建筑工程的增多,使得混凝土的需求量大大增加了,但是建筑更新比较快,在旧建筑被拆除后,大量的混凝土也面临着浪费的问题,旧建筑拆除工作会产生大量的建筑垃圾,而且会占用大面积的土地,会产生较多的污染问题。
为了提高资源的利用率,必须加强对可再生资源的研究,加强对施工材料的重复利用,还要建设对自然资源的利用以及占用,这样才能促进建筑行业更加健康的发生。
再生混凝土是建筑行业一项重要的研究项目,其主张对废弃的混凝土进行破碎、清洗、筛分以及加工处理,通过一定级配混合可以形成粗骨料,可以制成新的混凝土,这有效提高了混凝土的利用率,而且符合现代社会对建筑行业可持续发展的要求,有利于减少建筑施工带来的环境问题。
钢管再生混凝土构件受力性能研究现状分析

I建筑工程I Architectural Engineering钢管再生混凝土构件受力性能研究现状分析黄诚周海峰周敏秦玉兰周兴瑜(吉安职业技术学院,江西吉安343000)摘要:钢管混凝土构件由于钢管和混凝土相互作用,共同受力,在承载力,变形,抗震性等方页具有优越性。
将再生混凝土灌入钢管内,形成钢管再生混凝土构件,由于再生混凝土受到钢管的约束作用,其强度和变形性能相比普通再生混凝土得到了显著改善。
本文从实心钢管再生混凝土柱和中空夹层钢管再生混凝土柱两种截面形式,分析了当前钢管再生混凝土构件受力性能的研究,提出了钢管再生混凝土构件今后的研究方向。
关键词:钢管再生混凝土;构件;研究现状钢管混凝土结构具有自重轻、承载力高、塑性和韧性好、抗弯刚度大、抗震性能好、施工速度快和经济性好等特点,因而在现代高层建筑、大跨度桥梁、输电塔和地铁车站等工程建设领域中得到了广泛应用叭随着我国城镇化进程的加快,每年废弃的混凝土也大量增加,废弃混凝土的处理和利用研究具有现实意义。
研究表明,再生混凝土与普通混凝土相比,其强度、弹性模量、收缩、徐变、流动性等方面都较差叭充分利用钢管混凝土构件的优点,使用钢管再生混凝土构件,可使得再生混凝土的力学性能得到显著提高叫一、钢管再生Mt蚌受力性能研题状相关研究团队近来主要开展了钢管混杂骨料再生混凝土柱的拟静力试验,截面形式为圆形和方形,试验得到了试件的破坏情况、滞回曲线、骨架曲线,进一步分析了试件抗震性能的变化规律叫以轴压比为主要参数,设计了3"薄壁钢管再生混凝土构件,经过试验后,得到了试件的滞回曲线,并分析得到了骨架曲线和冈U度退化曲线,利用ABAQUS有限元软件数值模拟分析了含钢率对试件滞回曲线的影响规律间;以长细比及偏心距为主要变化因素,对8个方钢管再生混凝土长柱试件进行偏心受压单调加载试验,并利用ANSYS^■限元软件对其承载性能进行了数值模拟,研究了该类构件的受压工作机理間;对不同截面形式和不同混凝土类型的钢管混凝土试件进行了研究,并对轴力-纵向应变全过程进行模拟,其中截面形式有圆实心、圆套圆中空夹层、圆套方中空夹层3种,混壮类型包括普通混壮和再生混凝土(再生粗骨料取瞬为5%两类吧实心钢管再生混凝土结构从构件单调加载下的轴压、偏压到往复荷载作用下的抗震性能开展了系列研究,已取得了工作机理分析、不同#的影响、承财简化计算公式等服二、中空夹层钢管再生混凝土构件受力性能研究现状中空夹层钢管混贮由钢管混发展而来,是一种在两个同心放置的钢管之间灌注混凝土而形成的构件,除具有钢管混凝土的基本优点外,还有截面开展、抗弯刚度大、自重轻等特点。
再生混凝土力学性能研究现状与挑战

再生混凝土力学性能研究现状与挑战目录一、再生混凝土概述.........................................21.定义与分类..............................................22.再生混凝土的应用现状及前景..............................3二、再生混凝土力学性能研究现状.............................41.国内外研究概况..........................................5 1.1 国内研究现状...........................................61.2 国外研究现状...........................................72.再生混凝土力学性能的试验方法............................8 2.1 常规力学性能测试方法..................................102.2 新型力学性能测试技术..................................11三、再生混凝土力学性能研究的关键挑战......................121.材料性能的不确定性.....................................13 1.1 原材料质量与波动的影响................................141.2 再生骨料性能的影响....................................152.结构性能的不稳定性.....................................16 2.1 再生混凝土结构的耐久性................................172.2 再生混凝土结构的抗震性能..............................183.应用领域的局限性与工程实践的挑战.......................193.1 应用领域的局限性......................................203.2 工程实践中的挑战与问题................................21四、再生混凝土力学性能的提升策略..........................221.优化再生骨料制备技术...................................242.改进再生混凝土配合比设计...............................253.加强再生混凝土结构的耐久性评估.........................26五、未来发展趋势与展望....................................281.深入研究再生骨料性能及机理.............................292.开发高性能再生混凝土及其制品...........................303.推动再生混凝土在工程实践中的广泛应用...................31六、结论..................................................32一、再生混凝土概述随着城市化进程的加速和基础设施建设的不断推进,混凝土作为重要的建筑材料,其消耗量与日俱增。
再生混凝土组合结构研究现状及发展趋势

垃圾 约 3 亿t 0 。
建筑 垃圾 也 是 可 以再 回收 利 用的 ,我 们 所说 的 再生 混凝 土 是指 将 废弃 的 混凝 土块 经 过破 碎 、: 膏洗 、分 级 后 ,按 一定 比 例 与级 配混 合 ,部 分 或全 部 代替 砂石 等
天然集料 ( 主要: 是粗集料 ),再加入水泥 、水等配而成的新混凝土 。将废弃混凝
学 术研 讨
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再生混凝土组合结构研究现状及
本 文重点分析 和讨论再 生混凝土组合 结构 的力 学性能 ,并对再生混凝土 组 合结构研 究现状及发展 趋势进行 了综述。研 究表 明,再 生混凝 土组合结构 与普通混凝 土组合结构 力学性能 类似 ,在 实际工程 中应用是 可行的 ,并且其 应 用研 究对保护环境和节约资源具有 重要意义。
增大的趋势 ,峰值应变趋于较小 ,无论峰值应力还是峰值应变随骨料替代率的变
化 不 大 ,基本 在 1 0 %范 围 内波动 。 吴 风 英等 通 过 对8 个 钢管 再 生 混凝 土 轴 压短 柱 以及2 个 钢管 混 凝 土轴 压 短 柱
进行试验研究。试验结果表明 :钢管再生混凝土与钢管混凝土轴压短柱的荷载一 变形关系 曲线相类似;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,这主要是随着骨料取代率的增
似 ,方 钢 管再 生 混凝 土 偏压 长柱 同样 具有 良好 的承 载力 和变 形 能 力 ,而再 生粗 骨 料取 代 率对 其 影 响不 大 。
不锈钢钢管混凝土柱研究现状及展望

与普通碳素钢相比,不锈钢具有更好的耐腐蚀性与耐久性,后期维护方便等优势,应用在钢管混凝土结构中,代替普通碳素钢钢管,不仅可以降低维护费用,增加建筑物美观度,使得建筑物更加安全美观,尤其对于沿海地带,这种结构具有更优异的表现,值得大面积推广,但其研究仍有不足:
1.不锈钢钢管混凝土柱主要应用于腐蚀环境下的场地,应对不同腐蚀条件下,结构的耐久性应进行深入研究。
图1不锈钢管再生混凝土构件截面示意图
2.不锈钢钢管混凝土柱研究现状
目前不锈钢管混凝土组合结构已有一定研究进展:在粘结方面:Yu Chen[1]对32根直径为76mm的圆不锈钢钢管混凝土构件进行重复推出试验,研究了高径比、径厚比和混凝土强度对试验的影响,研究发现:粘结强度的抗剪承载力70%由界面摩擦力承担,其余30%由化学剂粘合力和机械联锁力承担;在撞击方面:M.R. Bambach[2]对圆钢管混凝土柱、空心钢管柱、不锈钢钢管柱的抗撞击性能进行了研究;Mohammad Yousuf[3]研究了空心不锈钢管和混凝土填充的不锈钢管的抗撞击性能;王蕊课题组[4]对不锈钢圆管-混凝土-钢管的组合构件进行了侧向撞击试验研究,研究了空心率对中空夹层不锈钢管混凝土的抗撞击性能的影响;研究结果表明:混凝土填充可以大大提高空不锈钢管的耐撞性,不锈钢钢管混凝土的耐撞性能优于普通碳素钢结构。在抗震性能方面:Feng Zhou[5]对24根外方内圆的不锈钢中空夹层钢管混凝土构件在恒定轴压下施加往复荷载进行试验研究,考虑了轴压荷载、外不锈钢管厚度、空心率与混凝土强度对试验的影响。研究结果表明:不锈钢管混凝土柱具有良好的耗能和延性;在受弯方面:Ran Feng, Yu Chen[6]对36个试件进行了弯曲试验研究,包括9根不锈钢钢管混凝土柱和27根CFRP加固的不锈钢钢管混凝土柱;Yu Chen[7]对24根方形和矩形不锈钢钢管混凝土的抗弯性能进行了研究,研究了构件的极限强度,破坏模式,抗弯刚度,延性、弯矩-跨中挠度曲线、整体挠度曲线和应变分布等方面;在受压方面:Young Ben和Ellobody Ehab[8]最早进行了19个冷弯高强不锈钢管混凝土的轴压短柱试验研究。研究结果表明:不锈钢管(再生)混凝土轴压构件与普通钢管混凝土的破坏模态类似,但不锈钢管混凝土具有更好的延性,但再生混凝土在长期荷载下的徐变和收缩问题还没有充分考虑,需进一步研究。
浅谈再生混凝土研究现状及展望

浅谈再生混凝土研究现状及展望摘要:在快速城市化的现代时代,再生混凝土由于其环保和节约资源的特性而在各国受到越来越多的关注。
本文研究了建筑工程产生的混凝土废料的处置现状,总结了理论研究和实际应用。
从宏观上的两个主要方面开始,详细描述了再生混凝土的优缺点,并分析了该技术的可行性和发展机会。
最后,结合中国的现状和再生混凝土发展的不足,我们提出了改善措施,以帮助该行业发展。
关键词:再生混凝土;利用技术;应用现状0.引言再生混凝土是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级后,按一定比例与级配混合,部分或全部代替砂石等天然集料(主要是粗集料),再加入水泥、水等配而成的新混凝土。
就骨料而言,再生混凝土具有以下情况:所有骨料均为再生集料。
粗集料为再生集料,细集料为天然砂;粗集料是天然的砾石或卵石和小骨料;再生集料。
再生集料替代了一些粗骨料或细骨料。
再生混凝土通常是通过对建筑垃圾进行分类,生产粉碎的再生微粉、再生细骨料和粗骨料并将其添加到水泥或混凝土基体中来生产粗粒和细骨料而获得的。
国内外科学家对再生混凝土的制备和操作进行了广泛的研究。
要解决的问题包括水灰比,颗粒等级,杂质影响,微界面等。
本文旨在分析和总结再生混凝土的集料性能,主要是集料增强方法以及再生混凝土研究的最新技术水平,对此方向的进一步研究有具体参考。
1.再生混凝土的研究现状根据发达国家的研究,再生混凝土主要可以满足项目的一般要求,再生混凝土的体积和效率也在不断提高。
中国对再生混凝土的研究正在不断加深,但尚未形成良好的理论框架。
主要方法是建筑废料的处理和研磨,制备再生的粗、细粒骨料以部分替代粗细的混凝土粒料,制备再生的混凝土,并且必须将可加工性砂浆混合并硬化。
再生骨料的特性和缺点使其不适合用作高性能混凝土的骨料,它主要用作混凝土,地基的垫层,或由再生混凝土制成小的实心或空心砌块。
2.再生混凝土的性质2.1 工作性能工作性能主要表现在混凝土坍落度上,但是混凝土需要一定的坍落度和流动性以利于施工。
钢管再生混凝土柱力学性能研究进展

钢管再生混凝土柱力学性能研究进展当前,我国城镇化进程加快,既有建筑的更替和新建结构的增长,导致大量的建筑材料耗费。
为实现可持续发展,再生混凝土技术应用而生,废弃混凝土的回收利用减少了建筑固废排放量和天然资源消耗,为资源环境循环利用提供了新思路,成为目前学者们的研究热点[1]。
由于再生骨料自身的缺陷,使得再生混凝土的力学和耐久性能不同程度的降低,限制了再生混凝土在工程中的应用[2]。
将再生混凝土引入到钢管混凝土中,使构件同时具备了钢管和再生混凝土2 种材料的特性,既保留了钢管混凝土高承载力和抗震能力,又能有效利用建筑废弃物、节能环保,具有良好的推广应用前景[3]。
钢管再生混凝土的研究起步较晚,钢管再生混凝土柱力学性能的研究尚处于理论层面,实际工程应用还相对较少[4−6]。
钢管再生混凝土的研究主要集中在柱的力学性能和抗震方面。
试验研究多以再生骨料取代率、再生混凝土强度、钢管形状、钢管组合构造形式、柱型类别、长细比、含钢率和荷载比等作为参变量,对其破坏形态、力学性能和变形能力等进行分析。
本文将针对性的归纳总结钢管再生混凝土柱的力学性能、改变外部环境下的工作性能和抗震性能。
在试验示范的跟踪过程中,云天化产品示范田的冬枣长势旺盛,中期表现出挂果多,果实品相好,树体健壮;采收期冬枣色泽好,果形均匀,畸形果少,口感佳。
示范田亩增产82.4kg,亩增收10075.2元,给农户带来的一定的经济效益。
通过试验示范,云天化“滴灌二铵”和“大量元素水溶肥”系列肥料得到了种植户的认可。
1 再生混凝土物理及力学性能用废弃混凝土破碎加工而成的再生集料,由粒径大小分为再生粗骨料(5~31.5 mm)和再生细骨料(0.5~5 mm),由于旧砂浆、表面裂纹和杂质的存在,使得再生混凝土弹性模量小于普通混凝土,而干缩和徐变变形大于普通混凝土[7]。
且再生骨料随机性和变异性较大,致使其具有孔隙率大、吸水率高、密度小、压碎指标值高等缺陷,老砂浆和界面过渡区是再生混凝土的主要薄弱环节[8]。
浅谈钢管混凝土结构的现状与发展

浅谈钢管混凝土结构的现状与发展摘要:钢管混凝土充分发挥钢材和混凝土两种材料的优点,广泛应用于大跨、高耸、重载等建筑工程当中,本文对钢管混凝土的现状及发展进行综述,以此介绍该种新型结构的广阔发展前途。
关键词:钢管混凝土现状发展近年来,钢管混凝土结构逐渐被应用于跨度长、荷载重、高度大的建筑结构中。
钢管混凝土结构是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型组合结构,它能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点,同时克服了钢管结构容易发生局部屈服的缺点。
钢管混凝土结构按照截面形式的不同可以分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等,其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广。
1.钢管混凝土结构的研究现状20世纪60年代之前,钢管混凝土结构的研究对象主要是圆钢管混凝土结构。
从60年代后半期以后,开始比较系统地研究矩形钢管混凝土结构。
目前,圆钢管混凝土结构的研究已经取得了丰硕的成果,很多国家制定了相应的设计和施工规范或规程,如欧洲标准EC4(1996)、德国标准DIN18800(1997)、美国标准ACI319-89、SSLC(1979)和LRFD(1997)、日本标准AIJ(1980,1997)。
在我国,钢管混凝土结构的研究主要集中在圆钢管中填充素混凝土的内填型圆钢管混凝土结构,最早开展研究工作的是原中国科学院哈尔滨土建研究所。
1968年以后,中国建筑科学研究院、冶金部冶金建筑科学研究院等单位也先后对钢管混凝土基本构件的工作性能、设计方法、节点构造和施工技术等方面展开了系统的研究。
进入80年代后,研究工作进一步深入,通过大量的试验研究和理论分析,对构件的承载力和变形性能及其影响因素进行了全面的研究,得到了实用的设计计算公式。
与此同时,钢管混凝土结构的施工技术也在迅猛发展,涌现出很多新的施工工艺和施工方法,钢管混凝土结构的优势得到了更加充分的发挥。
近十几年来,我国钢管混凝土结构的科学研究和工程应用都取得了令人瞩目的成就。
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钢管再生混凝土柱研究现状与展望
摘要:再生混凝土的弹性模量与抗压强度低,收缩徐变大,耐久性差,各种力
学性能的离散性大,利用钢管外包再生混凝土,能有效的避免再生混凝土材料的
缺陷,同时为外包钢管提供支撑,产生“1+1>2”的组合效果,我国目前对钢管再生混凝土组合结构已有一定研究,研究发现,该结构可作为主要承重构件在工程中
进行应用。
关键词:外包钢管;再生混凝土;组合结构
1.钢管再生混凝土柱的特点
再生混凝土由于再生骨料内部易产生裂纹,造成再生骨料与天然骨料相比具
有表观密度低、孔隙率高、强度低、吸水率高等特点,从而使再生混凝土的力学
性能低于同配比的普通混凝土。
将再生混凝土置于钢管形成钢管再生混凝土,可
以利用组合构件力学性能的优势有效弥补再生混凝土的力学缺陷;其次,钢管为
核心混凝土提供了一个封闭的,是对再生混凝土在结构层次上的改善。
综上,钢
管再生混凝土柱(Recycled Aggregate Concrete Filled Steel Tube,简称 RACFST)结
构这一结构形式为拓展再生混凝土在结构工程中的应用范围开辟了新的途径,正
好完美顺应了现在建筑物像超高层、超大跨发展的社会潮流,因此研究锈钢管再
生混凝土柱的受力状态和失效准则较普通钢管混凝土柱更具有实际意义,作为主
要竖向承重构件在多层及小高层建筑中具有较为广阔的应用前景。
2.钢管再生混凝土柱研究现状
目前在钢管再生混凝土柱在结构和构件层面的研究已有一定进展,在轴压短
柱方面:国外Konno等[1]最早进行了 RACFST 短柱的轴压性能研究;国内杨有福
等[2]开展了10个 RACFST 短柱的轴压试验;截至目前为止,国内外学者已完成了
近300个RACFST试件的轴压试验试件,研究结果表明:RACFST的破坏形式与钢
管普通混凝土相似,外部钢管中部鼓曲,核心再生混凝土发生剪切破坏。
在轴压
中长柱方面:国外Mohanraj E K[3]开展了中长柱试件的轴压性能研究;国内吴波、张向冈[4-5]等开展了近180 个中长柱试件的轴压、偏压性能研究。
研究结果表明:RACFST中长柱的受压极限强度略低于钢管普通混凝土且中长柱的受压力学性能受取代率的影响不大。
在抗震性能方面:大连理工大学杨有福[6]首次采用梁式加载
的方法对10个圆RACFST的抗震性能进行了研究;柳炳康课题组[7]开展了6个足
尺RACFST柱试件的抗震性能试验。
研究结果表明:外部钢管与核心 RAC 的破坏
形态与钢管普通混凝土试件相似且随着取代率的增加,RACFST 试件的滞回曲线、
强度、刚度、延性和耗能等抗震性能指标有降低趋势,但受影响不大。
以上研究
结果表明,钢管再生混凝土构件性能与钢管混凝土构件较为相似。
3.再生生混凝土材料在建筑结构中的应用
英国早在1966年建成的环保大厦采用再生混凝土材料,该工程梁、柱、楼板中采用了再生混凝土材料,用量超过1500m3,德国1997年建成的“螺旋森林”住
宅内部构件和基础底板都采用再生混凝土材料,新加坡于2010年采用强度等级
为C40的再生混凝土材料建成三层Samwoh生态楼,该工程粗骨料取代率为100%。
4.钢管再生混凝土柱应用展望
通过上述研究材料发现,再生混凝土材料由于其局限性,未能在建筑结构中
大规模应用,而采用钢管外包再生混凝土材料不但可以减少再生混凝土的抗压强
度与弹性模量较低,收缩徐变变形较大,耐久性较差,且各种力学性能的离散性
较大等缺点,同时给外钢管提供支撑,可以作为主要承重构件在结构中广泛应用。
参考文献
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[3]MOHANRAJ E K,KANDASA MY S,MALATHY R.Behaviour of steel tubular stub and slender columns filled with concrete using recycled aggregates[J].Journal of the south african institution of civil engineering,2011,53(2):31-38.
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[7]柳炳康,陈丽华,周安,等.再生混凝土框架梁柱中节点抗震性能试验研
究[J].建筑结构学报,2011,32(11):109-115
基金项目:本文系山西省“1331”建设背景下高职院校校企协同创新探索研究—以山西建筑职业技术学院建筑钢结构工程技术专业为例(课题编号:ZX-18138)的阶段性研究成果。
作者简介:
李显辉(1988-),男,山西吕梁人,博士在读,现工作于山西建筑职业技术
学院,助讲,研究方向: 结构工程。