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基本信息

項(xiàng)目名稱：
再生細(xì)骨料混凝土抗壓性能研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
結(jié)合實(shí)際工程，基于可持續(xù)發(fā)展，對(duì)再生混凝土應(yīng)用的可行性進(jìn)行具體分析。 本項(xiàng)目以碎石人工砂、廢砂漿為混凝土再生細(xì)骨料，研究再生細(xì)骨料混凝土的相關(guān)性能。結(jié)合混凝土基本原理，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，根據(jù)再生細(xì)骨料混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變速率和抗壓強(qiáng)度隨時(shí)間的增長(zhǎng)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(yàn)得到的混凝土開裂荷載與最終破壞荷載值，研究再生細(xì)骨料混凝土開裂后的安全儲(chǔ)備，并與普通土進(jìn)行橫向比較。
詳細(xì)介紹：
本項(xiàng)目針對(duì)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(xì)骨料，研究再生細(xì)骨料混凝土的相關(guān)性能，并進(jìn)行具體的可行性分析。結(jié)合混凝土基本原理，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，根據(jù)再生細(xì)骨料混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變速率和抗壓強(qiáng)度隨時(shí)間的增長(zhǎng)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(qiáng)度隨齡期變化的數(shù)學(xué)模型。此外，記錄試驗(yàn)得到的混凝土開裂荷載與最終破壞荷載值。計(jì)算得到的開裂荷載與最終破壞荷載的比值，研究再生細(xì)骨料混凝土開裂后的安全儲(chǔ)備，并與普通土進(jìn)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(xì)骨料天然砂資源短缺，迫切需要對(duì)再生細(xì)骨料混凝土進(jìn)行研究。 本項(xiàng)目針對(duì)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(xì)骨料，研究再生細(xì)骨料混凝土的相關(guān)性能。結(jié)合混凝土基本原理，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，根據(jù)再生細(xì)骨料混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變速率和抗壓強(qiáng)度隨時(shí)間的增長(zhǎng)速率，建立相關(guān)微分方程，提出數(shù)學(xué)模型，研究再生細(xì)骨料混凝土開裂后的安全儲(chǔ)備，并與普通土進(jìn)行橫向比較。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

首先，我國(guó)對(duì)建筑廢棄物的研究主要以再生粗骨料混凝土為主，而對(duì)以廢砂漿、碎石屑為細(xì)骨料的再生混凝土研究鮮有報(bào)道。 其次，根據(jù)應(yīng)力-應(yīng)變速率的變化和強(qiáng)度隨齡期變化率的改變，從微分方程的角度分別進(jìn)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(chǔ)備，角度新穎，研究?jī)?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(huì)意義。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

再生細(xì)骨料混凝土的生產(chǎn)和合理利用將會(huì)把建筑業(yè)、建材業(yè)的發(fā)展與保護(hù)生態(tài)環(huán)境、治理環(huán)境污染有機(jī)地結(jié)合起來,在獲得經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，又消納了大量的建筑垃圾。此外，對(duì)于建筑用砂緊缺的城市, 又解決了混凝土細(xì)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(jì)效益方面，再生細(xì)骨料混凝土都具有廣泛的市場(chǎng)前景。

學(xué)術(shù)論文摘要

(1)簡(jiǎn)要分析了基于再生混凝土的建筑節(jié)能現(xiàn)狀，且從社會(huì)條件、工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)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(xì)骨料混凝土抗壓強(qiáng)度隨時(shí)間變化的數(shù)學(xué)特征，建立了抗壓強(qiáng)度隨時(shí)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(xì)骨料混凝土開裂后的強(qiáng)度儲(chǔ)備及其隨齡期的變化，并與普通混凝土進(jìn)行橫向比較；。

獲獎(jiǎng)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(cè)與造價(jià), 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(jì)劃和紹興市大學(xué)生科技計(jì)劃的支持的立項(xiàng)支持。

參考文獻(xiàn)

論文“Tested and modeled relationship between curing time and cube compressive strength of recycled aggregate concrete”已經(jīng)被美國(guó)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(guó)工程索引EI核心收錄。 論文“Research on the application of ecological concrete to urban construction” 被美國(guó)工程索引EI檢索。

同類課題研究水平概述

隨著各國(guó)經(jīng)濟(jì)環(huán)保意識(shí)的提高，廢棄混凝土的再利用問題成了發(fā)達(dá)國(guó)家共同研究的課題。有的國(guó)家甚至還以立法的形式來保證和促進(jìn)研究的進(jìn)行，現(xiàn)在各項(xiàng)研究技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用階段，各方面都已經(jīng)比較成熟[5]。美國(guó)是較早提出環(huán)境標(biāo)志的國(guó)家。資料顯示，美國(guó)現(xiàn)在已有超過20個(gè)州在公路建設(shè)中采用RAC，26個(gè)州允許將RAC作為基層材料，4個(gè)州允許將RAC作為地基層材料，有l(wèi)5個(gè)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(guó)建筑廢棄物實(shí)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(guó)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(guó)外關(guān)于RAC的研究與利用已趨于規(guī)范化、成熟化，同時(shí)利用率高，性能逐步提高，而且已大量用于實(shí)際工程，工程質(zhì)量良好。 我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展比發(fā)達(dá)國(guó)家滯后約半個(gè)世紀(jì)，對(duì)廢棄混凝土的研究還不夠深入。目前，國(guó)內(nèi)數(shù)十家研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)開展了RAC的研究，如同濟(jì)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(jì)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(hù)工程的研究，并在河南湖北等地的舊路改造中進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，還在同濟(jì)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(xì)礦渣和粉煤灰開發(fā)出了C60 的高強(qiáng)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(jí)公路面層下的主要承重層，最近在滬太路改造工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。試驗(yàn)獲得的各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，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(guó)RAC的研究起步較晚，大多還處在試驗(yàn)室階段，但也取得了一定的研究成果。 目前，對(duì)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(xì)骨料的再生混凝土研究鮮有報(bào)道。我們的項(xiàng)目對(duì)再生細(xì)骨料混凝土進(jìn)行試驗(yàn)研究，在試驗(yàn)方法和思路上有一定的創(chuàng)新之處，研究?jī)?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(huì)意義。
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