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基本信息
- 項目名稱：
- 再生細骨料混凝土抗壓性能研究
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 結(jié)合實際工程，基于可持續(xù)發(fā)展，對再生混凝土應(yīng)用的可行性進行具體分析。 本項目以碎石人工砂、廢砂漿為混凝土再生細骨料，研究再生細骨料混凝土的相關(guān)性能。結(jié)合混凝土基本原理，進行抗壓試驗，根據(jù)再生細骨料混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變速率和抗壓強度隨時間的增長速率，建立相關(guān)微分方程，提出數(shù)學(xué)模型。此外，記錄試驗得到的混凝土開裂荷載與最終破壞荷載值，研究再生細骨料混凝土開裂后的安全儲備，并與普通土進行橫向比較。
- 詳細介紹：
- 本項目針對當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境問題，以碎石人工砂、廢砂漿為混凝土再生細骨料，研究再生細骨料混凝土的相關(guān)性能，并進行具體的可行性分析。結(jié)合混凝土基本原理，進行抗壓試驗，根據(jù)再生細骨料混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變速率和抗壓強度隨時間的增長速率，建立相關(guān)微分方程，提出再生混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)學(xué)模型及強度隨齡期變化的數(shù)學(xué)模型。此外，記錄試驗得到的混凝土開裂荷載與最終破壞荷載值。計算得到的開裂荷載與最終破壞荷載的比值，研究再生細骨料混凝土開裂后的安全儲備，并與普通土進行橫向比較。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 一方面建筑廢棄物增多，另一方面混凝土細骨料天然砂資源短缺，迫切需要對再生細骨料混凝土進行研究。 本項目針對當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境問題，以碎石人工砂、廢砂漿為混凝土再生細骨料，研究再生細骨料混凝土的相關(guān)性能。結(jié)合混凝土基本原理，進行抗壓試驗，根據(jù)再生細骨料混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變速率和抗壓強度隨時間的增長速率，建立相關(guān)微分方程，提出數(shù)學(xué)模型，研究再生細骨料混凝土開裂后的安全儲備，并與普通土進行橫向比較。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 首先，我國對建筑廢棄物的研究主要以再生粗骨料混凝土為主，而對以廢砂漿、碎石屑為細骨料的再生混凝土研究鮮有報道。 其次，根據(jù)應(yīng)力-應(yīng)變速率的變化和強度隨齡期變化率的改變，從微分方程的角度分別進行數(shù)據(jù)分析和模型建立，在理論分析思路上有很大的創(chuàng)新。 最后，從開裂荷載與破壞荷載的比值研究再生骨料混凝土開裂后的安全儲備，角度新穎，研究內(nèi)容在建筑廢棄物再利用方面有廣闊的應(yīng)用前景和社會意義。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 再生細骨料混凝土的生產(chǎn)和合理利用將會把建筑業(yè)、建材業(yè)的發(fā)展與保護生態(tài)環(huán)境、治理環(huán)境污染有機地結(jié)合起來,在獲得經(jīng)濟效益的同時，又消納了大量的建筑垃圾。此外，對于建筑用砂緊缺的城市, 又解決了混凝土細骨料的來源問題, 不但可以降低成本, 又可滿足施工規(guī)范的要求。因此，無論在環(huán)境效益還是經(jīng)濟效益方面，再生細骨料混凝土都具有廣泛的市場前景。
學(xué)術(shù)論文摘要
- (1)簡要分析了基于再生混凝土的建筑節(jié)能現(xiàn)狀，且從社會條件、工程技術(shù)、經(jīng)濟效益等可持續(xù)發(fā)展角度分析了再生混凝土的利用可行性及發(fā)展前景。 (2)根據(jù)再生細骨料混凝土抗壓強度隨時間變化的數(shù)學(xué)特征，建立了抗壓強度隨時間變化的復(fù)合指數(shù)數(shù)學(xué)模型，給出了模型參數(shù)的確定方法。 (3)以開裂荷載與極限荷載的比值為依據(jù)，研究了再生細骨料混凝土開裂后的強度儲備及其隨齡期的變化，并與普通混凝土進行橫向比較；。
獲獎情況
- (1) 張正文, 等. Tested and modeled relationship between curing time and cube compressive strength of recycled aggregate concrete. Key Engineering Materials, Vols. 439-440 (2010), pp 563-566. (2) 張正文, 等. Study on crack behavior of recycled fine aggregate concrete under axial compressive load. Advanced Materials Research,Vols. 168-170(2011), pp.2129-2133. (3) 金鵬, 等. Research on the application of ecological concrete to urban construction. Proceedings of ICEEM, 2011, 350-353. (4) 張正文, 等. 基于可持續(xù)發(fā)展的再生混凝土應(yīng)用可行性分析. 建筑監(jiān)督檢測與造價, 2011
鑒定結(jié)果
- 本課題研究工作得到了浙江省大學(xué)生科技計劃和紹興市大學(xué)生科技計劃的支持的立項支持。
參考文獻
- 論文“Tested and modeled relationship between curing time and cube compressive strength of recycled aggregate concrete”已經(jīng)被美國工程索引EI核心收錄。 論文“Study on crack behavior of recycled fine aggregate concrete under axial compressive load”已經(jīng)被美國工程索引EI核心收錄。 論文“Research on the application of ecological concrete to urban construction” 被美國工程索引EI檢索。
同類課題研究水平概述
- 隨著各國經(jīng)濟環(huán)保意識的提高，廢棄混凝土的再利用問題成了發(fā)達國家共同研究的課題。有的國家甚至還以立法的形式來保證和促進研究的進行，現(xiàn)在各項研究技術(shù)已經(jīng)進入了實際應(yīng)用階段，各方面都已經(jīng)比較成熟[5]。美國是較早提出環(huán)境標(biāo)志的國家。資料顯示，美國現(xiàn)在已有超過20個州在公路建設(shè)中采用RAC，26個州允許將RAC作為基層材料，4個州允許將RAC作為地基層材料，有l(wèi)5個州制定了RAC的規(guī)范，很多州都在不同的高速公路路段應(yīng)用了RAC[3]；日本目前全國建筑廢棄物實現(xiàn)資源再利用率己超過五成，其中廢棄混凝土利用率更高目前；德國LowerSaxong 的一條雙層混凝土公路采用了RAC，底層混凝土19cm采用RAC，面層7cm采用天然骨料配置的混凝土[6]。 可見國外關(guān)于RAC的研究與利用已趨于規(guī)范化、成熟化，同時利用率高，性能逐步提高，而且已大量用于實際工程，工程質(zhì)量良好。 我國的經(jīng)濟發(fā)展比發(fā)達國家滯后約半個世紀(jì)，對廢棄混凝土的研究還不夠深入。目前，國內(nèi)數(shù)十家研究機構(gòu)和大學(xué)開展了RAC的研究，如同濟大學(xué)、武漢理工大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京建工學(xué)院等已經(jīng)開展利用城市垃圾制取燒結(jié)磚和RAC技術(shù)的研發(fā)。如同濟大學(xué)開展了將水泥混凝土廢棄物用于道路工程基層、面層、土基及防護工程的研究，并在河南湖北等地的舊路改造中進行了現(xiàn)場試驗，還在同濟大學(xué)校內(nèi)采用水泥混凝土廢棄物加工料建設(shè)了一條道路[6]。2004 年，武漢大學(xué)趙偉，通過硅灰、超細礦渣和粉煤灰開發(fā)出了C60 的高強高性能RAC[7]。上海市政工程局以RAC為水泥穩(wěn)定碎石骨料，作為高等級公路面層下的主要承重層，最近在滬太路改造工程現(xiàn)場進行。試驗獲得的各項性能指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。與此同時，上海市市政局已著手開展RAC的標(biāo)準(zhǔn)化工作[8]。 總之，雖然我國RAC的研究起步較晚，大多還處在試驗室階段，但也取得了一定的研究成果。 目前，對建筑廢棄物的開發(fā)利用研究較多的是以廢混凝土粗骨料為再生粗骨料的回收利用，而以廢砂漿、碎石屑為細骨料的再生混凝土研究鮮有報道。我們的項目對再生細骨料混凝土進行試驗研究，在試驗方法和思路上有一定的創(chuàng)新之處，研究內(nèi)容在建筑廢棄物再利用方面有廣闊的應(yīng)用前景和社會意義。
