新型装配式再生混凝土结构体系研究.pdf

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1、新型装配式再生混凝土结构体系研究新型装配式再生混凝土结构体系研究摘要：摘要：随着我国城镇化建设的不断推进，废弃混凝土等建筑垃圾的处理问题受到了社会各界的广泛关注。在此背景下，众多研究人员基于可持续发展理念，利用先进技术将废弃混凝土制备成再生混凝土，用以绿色建筑建设，以此不仅可实现对废弃混凝土的回收利用，还有助于生态环境保护。基于此，本文将对再生混凝土及其在装配式建筑中的应用进行研究分析。关键词：关键词：再生混凝土；装配式建筑；力学性能；推广随着我国城镇化建设的不断推进，建筑行业迅速发展，建筑能耗及垃圾不断增多，由此对建筑工程建设在节能降耗等方面提出了越来越严格的要求。本文首先阐述了再生混凝土内

2、涵及其性能，然后分析了再生混凝土在装配式建筑中的应用优劣势，最后探讨了再生混凝土在装配式建筑中的应用实践以及再生混凝土在装配式建筑中应用推广的策略，以期为相关人员研究提供一些借鉴。1 1 再生混凝土概述再生混凝土概述再生混凝土，主要是指对废弃的混凝土开展收集、破碎、清晰、筛分处理后，依据相应的比例及级配设计，将不同粒径的骨料予以混合获取再生骨料，并获取的再生骨料代替砂石等天然材料，并加入水泥等材料制备成的混凝土。再生骨料的来源途径多种多样，其中最主要的来源为对拆除旧建筑物时剩余弃料的混凝土碎块的回收利用。再生混凝土的强度、表面特征会受到骨料性能很大程度影响。在混凝土的一系列组分中，粗骨料在其中

3、扮演的是骨架角色，与此同时，其还可实现对应力的有效传导，并缩减混凝土的收缩量。因为再生骨料是经由破碎加工获取的，所以呈不规则颗粒状，难以实现连续级配，造成再生骨料间隙偏大。与此同时，因为水泥硬化反映过程中，会与水泥砂浆进行结合，从而产生强度上的变化，这使得再生骨料不论是在表观密度方面，还是在堆积密度方面，相对于普通骨料都会出现一定程度下降。另外，和天然骨料相比，再生骨料有着更高的压碎指标，这是因为骨料表面包裹的水泥砂浆强度不足，容易被压碎；同时，建筑拆除时产生的振动等因素会对骨料强度造成一定影响，致使骨料中形成诸多微裂缝。将再生混凝土作为基础材料，制备成建筑用，在这过程中可通过添加切断的麦秸做

4、纤维等方式，以提升的强度。作为一种新型节能材料，再生混凝土可依据不同建筑、不同用户所提出的各异需求，实现自主灵活的开发设计，满足建筑建设的多元需求。这一节能材料特别适用于框架建筑填充墙，可有效提升建筑装配式建筑的保温性能，降低装配式建筑能耗。再生混凝土主要具有自重轻、热工性能良好、操作便捷、抗震抗裂等特征。以我国某建材企业生产的再生混凝土为例，该再生混凝土长 390mm、宽 190mm、高 190mm，密度约为 1150kg/m3。经检测可了解到，该再生混凝土抗压强度平均值可达到 MU5、MU7.5、MU10 等的强度水平，和普通相比，其有助于降低基础负载，为地基处理提供极大便利，并可提升建筑

5、结构的抗震能力。在施工实践中，施工人员在砌筑相同面积装配式建筑的条件下，应用再生混凝土所消耗的劳动负荷要明显低于应用普通，并且还可有效提升施工效率。另外，由于废弃混凝土中包含的微粉可作为砂浆的部分原料，结合前文所述再生混凝土装配式建筑砂浆用量进行计算，在制备再生混凝土所投入的砂浆用量可得到明显减少。1.31.3 再生混凝土的性能再生混凝土的性能1.3.1 再生混凝土的力学性能力学性能主要涉及抗压强度、抗折强度、收缩变形等方面内容。首先，在抗压强度、抗折强度方面，相关研究人员通过对一系列再生细骨料替代料混凝土的抗压性能开展研究，发现借助基于自由水灰比的配合比设计方法及二次搅拌工艺过程中，再生细骨

6、料混凝土所具备的强度基本与普通混凝土相接近。还有研究人员为全面研究再生混凝土的力学性能，对再生混凝土轴心抗压、沿通缝抗剪及剪-压复合受力开展研究，得出再生混凝土抗压强度设计值要低于普通混凝土抗压强度设计值，并提出再生混凝土抗剪强度要高于普通混凝土。另外，水胶比作为影响混凝土强度的一项重要因素，研究人员对该项因素也展开了广泛研究。有研究指出，再生混凝土抗压强度与水胶比呈负相关关系；还有研究指出，水灰比应尽量控制在 0.450.05，低于这一数值将会影响再生混凝土的工作性能，高于这一数值则会影响再生混凝土的强度。其次，在收缩变形方面，倘若再生混凝土收缩率过高，则会让内部形成大量的结构缝隙，外部环境

7、的水分、腐蚀性物质也还会沿裂缝渗入进内部，进而对再生混凝土整体性能造成不利影响。针对这一情况，建筑工程施工中可通过在水泥砂浆中添加普通矿粉、粉煤灰、纤维、减水剂等材料，以改善再生混凝土的收缩性能。1.3.2 再生混凝土的耐久性能装配式建筑耐久性能重要影响着装配式建筑的安全性、稳定性，由于再生混凝土还没有像普通一样经历时间的考验，所以对其耐久性能开展研究至关重要。再生混凝土耐久性能主要涉及耐水性、抗渗性等方面。首先，在耐水性方面，软化系数是评价再生混凝土耐水性的一项重要指标，相关研究人员通过研究发现，通过将再生混凝土吸水率控制在 20%之内，其耐水性所受到吸水率的影响并不明显，伴随细骨料、碎砖在

8、中占比的升高，软化系数便会出现相应的增长，并对耐水性的影响仍不明显。其次，在抗渗性方面，再生混凝土抗渗性普遍不及普通混凝土，这与再生骨料生成制备工艺重要关联，可通过在生产制备中添加适量的粉煤灰、引气剂，以提升的抗渗性。2 2 再生混凝土在装配式建筑中的应用优劣势再生混凝土在装配式建筑中的应用优劣势2.12.1 再生混凝土在装配式建筑中的应用优势再生混凝土在装配式建筑中的应用优势再生混凝土在装配式建筑中的应用优势，主要表现为以下几方面：一是再生混凝土在装配式建筑中的应用，凭借其自保温效果，可让装配式建筑形成良好的保温性能，以此更可达到节约能源的效果。在此基础上，再生混凝土可实现对保温材料、框架填

9、充等功能的有效整合，进而有效缩减施工步骤，提升施工效率。二是面对如今日趋严峻的生态环境保护形势，我国颁布了一系列法规政策，以期推动社会对绿色建筑材料的应用推广。再生混凝土是对建筑废弃物的回收利用，对再生混凝土的应用很好地适应了现代社会发展需求，因而表现出良好的应用前景。三是再生混凝土自重较轻，以此可促进增强装配式建筑结构的安全性、稳定性，特别适用于高层建筑工程建设。同时，再生混凝土自重轻也为搬运提供了便利，降低人力成本，提升经济效益。另外，再生混凝土密度与粒径重要相关，再生细骨料密度值要低于再生粗骨料，因为再生混凝土自重较轻，因而可有效减轻装配式建筑结构自重，进一步有助于增强装配式建筑结构抗震

10、性能。2.22.2 再生混凝土在装配式建筑中的应用劣势再生混凝土在装配式建筑中的应用劣势再生混凝土在装配式建筑中的应用劣势，主要表现为以下几方面：一是再生骨料制备过程中所产生的能耗偏高，制备的相关设备成本偏高，以及运输成本偏高。二是再生混凝土在强度方面相对偏低，实践研究表明，再生混凝土的抗压强度、抗拉强度、弹性模量等指标都会受到再生骨料原始混凝土强度不同程度影响，比如，倘若再生骨料原始混凝土强度偏低，则再生混凝土的强度也会偏低。另外，一些再生混凝土制备过程中未开展好养护工作，会让强度继续下降，而如若再生混凝土强度不符合施工要求，势必会进一步提高施工成本。三是再生混凝土密实性相对不足，外墙极易出

11、现渗水现象。这是因为再生混凝土空隙偏大，吸水能力强，使得装配式建筑开裂而出现渗透问题。另外，对于再生混凝土的应用，其中在对洞口节点开展处理时会存在不小的难度。3 3 再生混凝土推广的可行性再生混凝土推广的可行性3.13.1 外部环境方面的可行性外部环境方面的可行性首先，随着我国城市化发展的不断推进，大量老旧建筑物遭到拆除，以此产生了海量的建筑垃圾，而这些建筑垃圾为再生混凝土生产提供了足够的原料。其次，不论是采用建筑垃圾生产再生骨料中的破碎、筛选等工序的操作难度，还是混凝土生产期间机械设备的操作难度都相对偏低，为施工人员开展操作提供可极大便利；同时，整个生产过程配套设备无需投入过高的成本；另外，

12、现阶段我国劳动力资源较为丰富，可满足混凝土生产的劳动力需求，这些因素无不为混凝土产业发展创造了有利契机。3.23.2 技术方面的可行性技术方面的可行性如今，再生混凝土在隔热、保温、抗震等性能方面均实现了长足发展，将其应用于房屋装配式建筑建造，可有效提升房屋的整体性能。众多实验研究表明，近年来开发的新型混凝土技术，使混凝土的结构得到不断优化，并使其诸如抗渗性能、防火性能、抗冻性能、相对含水率、隔音性能等得到有效改善，由此让再生混凝土应用可能出现的装配式建筑裂缝、室内结露、外墙渗水等问题得到有效解决；并且，通过对不同功能再生混凝土的针对设计，可满足各种建筑物需求，进而实现再生混凝土建筑物的功能化、

13、舒适化、美观化。4 4 新型装配式再生混凝土结构体系应用实践新型装配式再生混凝土结构体系应用实践4.14.1 保证混凝土配合比设计合理性保证混凝土配合比设计合理性再生混凝土在装配式建筑中的应用，为实现理想的应用效果，必须要开展好混凝土配合比设计工作，通过对各项因素的综合考虑，保证混凝土配合比设计合理性。为了实现对建筑废弃物的回收利用，广大研究人员对再生混凝土配合比展开了大量研究，收获了显著成果，为再生混凝土应用奠定了有力基础通过研究指出，100%的再生粗骨料取代率的混凝土在相一致水灰比、水泥用量前提下，相较于普通混凝土的抗压强度约低 20%25%，如果要想提高混凝土抗压强度，应添加更多的水泥。

14、研究发现，再生混凝土强度、工作性能会受到再生骨料、粉煤灰、天然砂、水胶比等因素不同程度的影响，并提出最佳的配合比为：水泥 270kg/m3、粉煤灰 145kg/m3、水 166kg/m3、再生细骨料 544kg/m3、人工砂 136kg/m3、再生粗骨料 1020kg/m3，同时在水胶比为 0.4 时，再生骨料掺量可达到 80%。在再生混凝土中加入玻化微珠并制备出保温，在适宜的配合比及条件下可制备获得性能良好的。在研究看来，再生混凝土抗压强度会受到水胶比重要影响，同时再生混凝土抗折强度会受到再生骨料取代率重要影响，添加玻化微珠有助于缩减再生混凝土的导热系数。最终提出最佳配合比为：水胶比 0.4

15、,、再生粗骨料取代率 50%、再生细骨料取代率 40%、玻化微珠掺量 70%，在此配合比下制备的抗压强度可达到 11.9MPa。通常而言，较为科学合理的配合比为再生骨料取代率 40%，粗骨料70%，粉煤灰 15%，水灰比 0.45%。基于这一配合比设计制备的再生混凝土，在 28天时间范围的抗压强度平均值约为 8.2Mpa，而在强度方面可达到 7.5 级，这一配合比设计可有效适用于承重墙施工，并促进收获可观的应用效果。4.24.2 提升再生混凝土密实度提升再生混凝土密实度对于再生混凝土在装配式建筑中的应用实践，应注重弥补再生混凝土密实度缺乏的不足，即为通过提升再生混凝土密实度，以保障再生混凝土的

16、应用效果。为此，在将水泥、普通矿粉等用作基本胶凝材料时，可引入 8%超细矿粉代替相等数值的普通矿粉及粉煤灰，以此提升再生混凝土的防渗透性能，进一步有效提升再生混凝土的密实度。另外，对于再生混凝土在装配式建筑中的应用，开展好施工养护工作同样至关重要。可将再生混凝土静置一天，紧接着开展为期两周的集中化湿润氧化，再开展自然养护，且养护过程中空气湿度应保持在 95%以上，防止再生混凝土因空气湿度不足而发生干缩变形。通过开展好施工养护工作，进一步提升再生混凝土应用效果。4.34.3 提升再生骨料强度提升再生骨料强度再生骨料作为影响再生混凝土应用成效的一项重要因素。为开展好再生混凝土保温原料工作，一般可采

17、用的方法包括有化学强化法、水泥干拌法等方法。经由开展二次搅拌工艺，有助于提升水泥颗粒分散程度，促进水泥水化充分进行，进一步使再生混凝土强度得到有效提升。5 5 再生混凝土在装配式建筑中应用推广的策略再生混凝土在装配式建筑中应用推广的策略5.15.1 加强应用优势宣传加强应用优势宣传和普通装配式建筑材料相比，再生混凝土以其一系列特征在装配式建筑中的应用可表现出种种优势。所以，应加强对再生混凝土在装配式建筑中应用优势的宣传工作。首先，再生混凝土可实现对建筑废弃物的回收利用，同时生产设备相对简单，生产能耗低，是对可持续发展战略积极响应。其次，再生混凝土既适用于城市地区，又适用于农村地区；既适用于商业

18、建筑、工业建筑，又适用于居住建筑；既适用于低层建筑、多层建筑，又适用于中高层建筑、高层建筑。通过对再生混凝土这些应用优势的有效宣传，以期革新社会大众的传统观念，进一步推动再生混凝土的广泛推广。5.25.2 建立完善再生混凝土建筑技术标准体系建立完善再生混凝土建筑技术标准体系以实践可持续发展为目标，以建设环境友好型公司为目标，建筑废料的回收利用已成为建筑业不可回避的话题。本研究开发和使用建筑废料，例如再生骨料来代替全部或部分天然骨料。如今，对于再生混凝土的应用还缺乏十分完善的建筑技术标准，进而一定程度上影响了再生混凝土的推广。为此，理应加大对再生混凝土英语的理论研究及实践探索力度，颁布一系列与再

19、生混凝土英语相配套的标准图集、英语规程等，建立起更为完善的再生混凝土建筑技术标准体系，让再生混凝土应用推广有章可循。5.35.3 提供可靠政策支持提供可靠政策支持和天然骨料相比，再生骨料生成制备明显需要投入更高的成本，这使得再生混凝土在装配式建筑中的应用需要花费比其他装配式建筑材料更高的成本，进而也一定程度上影响了再生混凝土的应用推广。针对这一情况，我国相关政府部门应为再生混凝土应用推广颁布相应的优惠政策，制定科学完备的激励机制，调动起社会应用推广再生混凝土的积极性。比如，对于再生混凝土生产企业，政府应为其制定相应的价格补贴、税收优惠等政策，从而提高再生混凝土在市场中的竞争优势。又如，对于应用

20、再生混凝土的消费者而言，政府同样应当为他们提供一定的价格补贴，以此调动人们应用再生混凝土的主观能动性。结语结语总而言之，将再生混凝土应用于装配式建筑施工中，不仅与绿色建筑工程施工要求相符，还可缩减建筑建材用量，减少建筑污染，创造良好的综合效益，促进建筑行业的可持续健康发展。由于再生骨料和天然骨料的性能不同，因此再生骨料混凝土和天然骨料混凝土的性能也不同。与天然骨料混凝土相比，再生混凝土具有较低的抗张强度、抗压强度和坍落度。但是，如果使用正确的混合比和正确的添加剂，则再生混凝土的性能可以等于或优于天然混凝土。因此，使用混凝土废料作为再生骨料来制造混凝土构件甚至可以代替天然混凝土构件，并在建筑资源的循环利用中发挥作用。具有节能环保的良好的经济效益和社会效益，具有广阔的应用前景。在预制建筑构件的生产中，混凝土每天都在流失。如果这种丢失的混凝土可以完全再利用，则可以将其转变为具有不同特性的混凝土，并用于生产不同的组件，这可以产生非常显着的经济、社会和环境效益。参考文献：王会技术在装配式建筑中设计与建造应用研究土木建筑工程信息技术：马倩高轴压比的装配式钢结构抗震性能研究兵器材料科学与工程：陈光，马云飞，刘纪超，等装配式建筑数字化设计、智能化制造的思考与应用土木建筑工程信息技术：林文桂装配式混凝土结构吊装施工技术房地产世界，（）：