再生混凝土抗压强度试验研究.pdf

4 低温建筑技术 2 0 l 1 笫 l I 期 ( 总筇 L 6 1期 ) 再生混凝土抗压强度试 验研 究 孙晓雪 ， 赵吉坤 ， 张永兴 。 杜林勇 ( 南京农业大学工学院 。 南京2 1 0 0 3 1 ) 【 摘要】 通过对实验室及室外等 3 种不同的废弃混凝土再生后进行抗压强度试验， 研究了取代率分别为 0 ， 4 0 ， 7 0 ， 1 0 0 的再生粗骨料混凝土及再生细骨料混凝土抗压强度。研究结果表明， 再生混凝土的取代率对 再生混凝土的抗压强度影响很大。室内与室外骨料再生混凝土的抗压强度变化规律不同。针对实验提出了再生 混凝土抗压强度与取代率关系的公式。 【 关键词l 再生混凝土； 取代率； 抗压强度 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 4 【 文献标识码】 A 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 1 ) l 1 0 0 O 4 0 4 S T UDY oN CoM P RES S E S TRENGTH oF REC YCLED AGGREGAT E CoNCRETE S UN Xi a o x u e， Z HAO j i k u n， Z HAN G Yo n g x i n g ，D O L i n y o n g ( C o l l e g e o f E n g i n e e r i n g ， N a n j i n g A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y ，N a n j i n g 2 1 0 0 3 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： We s t u d i e d c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e wi t h 0，4 0 ， 7 0 a n d 1 0 0r e p l a c e me nt r a t e s Th e r e s u l t s i nd i c a t e d t h a t t he r e c y c l e d a g g r e g a t e c o nc r e t e r e pl a c e me n t r a t e h a s a r e ma r k a b l e i n f l u e n c e o n t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g th o f r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e Ac c o r d i n g t o t h e e x p e r i me n t ，f o r mu l a o f t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n r e c y c l e d a g g r e g a t e r e p l a c e me n t r a t e a n d c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e i s p r e s e n t Ke y wo r d s： r e c y c l e d a g g r e g a t e c o n c r e t e；r e p l a c e me n t r a t e；c o mp r e s s i v e s t r e n g th 我国建筑垃圾每年产量大约 8 0 0 0万 t ， 其中大部 分为废弃 混凝 土 。对 再生 混凝 土 的研究 和 利用 成 为了国内外研究 的热点问题 。国内外一些学者研究 了 再生混凝土抗压强度的变化规律 。但 尚未有学者 对实验室及室外不 同废弃混凝土作为再生骨料集中 研究。本文将实验室及室外不同废弃混凝土作为再生 骨料， 着重讨论了再生骨料取代率对室 内及室外骨料 再生混凝土抗 压强度 的不 同影 响。将实验室再生骨料 拌制成的再生混凝 土称为室 内骨料再 生混凝 土 ， 将 室 外再生骨料拌制 成 的再生 混凝 土 称 为室外 骨 料再 生 混凝土 。混 凝 土 试 块 是 尺 寸 为 1 5 0 m m X 1 5 0 m m 1 5 0 m m的立方体 。 1 试验设计 1 1 试验原材 料 水泥： 海螺牌 3 2 5 R普通硅酸盐水泥， 表观密度 为 3 1 0 0 k g m ； 砂： 普通河砂 ， 细度模数为 2 7 7 ； 水： 南 京农业大学工学院自来水； 天然粗骨料： 连续级配的碎 石， 最大粒径为2 5 m m 。再生骨料分为两类 ： 室内再生 骨料、 室外再生骨料。其中， 室内一： 南京农业大学工 学院实验室养护 7 d后破碎的废弃t 昆凝土 ； 室内二 ： 放 置9 1 d 后实验室废弃混凝土； 室外 ： 南京市浦 口区向阳 桥附近房屋拆除遗留废弃混凝土。均采用人工破碎。 1 2 试验内容 再生骨料取代实验 中， R C - 0 ， R C - 4 0 、 R C 一 7 0 、 R C 一 1 0 0分别为再生骨料取代率为 0 、 4 0 、 7 0 、 1 0 0 的 混凝 土。R C X 一 1 、 R C X 3 、 R C X 一 5为再 生粗 骨料混 凝 土， 其 它为再 生细骨 料混凝 土。R C x 一 1 、 R C x 一 2再 生 骨料类型为室 内一再 生骨 料 ， R C X 一 3 、 R C X - 4再 生骨 料类型为室 内二再 生骨料 ， R C x 一 5 、 R C X 一 6再 生骨料 类型 为室外再 生骨 料。各组 混凝 土的配 合 比见 表 1 。 每组混凝土试块为 3个。 1 3 试件 的制作养护 试块 的制作在 实验室进行 。各组混凝 土均采用人 工搅拌， 严格按照 G B T 5 0 0 8 0 2 0 0 2 普通混凝土拌 合物性能试验方法 进行， 试件浇筑后， 标准条件下养 护 7 d 。混 凝 土 抗 压 强 度 的 测 定 遵 循 G B T 5 0 0 8 1 2 0 0 2 ( ( 普通混凝土力学性能试验方法标 准 。 2试验结果 及分析 ( 1 ) 试验现象 ： 加载初期 ， 混凝 土 试块 无 明显裂 缝 ， 随着荷载加 大 ， 试块 中问开始 出现裂缝 ， 在混凝 土 基金项 目 江 苏 省 A然 科 学基 金 ( B K 2 0 1 0 4 5 7) ； 旧家 大 学 生 创 新性 实 验 汁划项 f j ( 1 0 1 0 3 0 7 3 7) ； I 轲 农业 大学 S I I 。 。I资 助项 ( 1 0 1 5 A 0 4 ) 孙晓雪等： 再生混凝土抗压强度试验研究 5 表面并呈垂直方向； 继续增大压力， 裂缝 由表层向内部 发展， 导致表层混凝土外鼓 、 剥落， 最终破坏。再生混 凝土的破坏形态与原生混凝土相似。室外骨料再生混 凝土随着取代率的增加 ， 破坏效果越来越明显。 ( 2 ) 再生粗骨料混凝土抗压强度及分析。各再 生粗骨料混凝土7 d 抗压强度曲线如图2 。可看出： 曲线 R C X 1 ， 再生骨料为实验室养护 7 d 后破碎 的废 弃混凝土时 ， 除取代率为4 0 的抗压强度比原生混凝 土强度略小 ， 其余 7 0 、 1 0 0 的抗压强度均高于原生 混凝 土抗压强度 ， 且随着取代率的增加 ， 抗压强度增 大。原因： 实验室养护 7 d后破碎的废弃混凝土中， 混 凝土还没有完全硬化， 将其破碎作为再生骨料后， 没有 硬化的骨料继续硬化。再生骨料与新拌水泥浆之间有 较好的相容性 ， 彼此存在发生化学反应的可能； 曲线 R C - X - 3 ， 再生骨料为放置 9 1 d后实验室废弃混凝土 时， 各取代率的再生混凝土抗压强度均小于原生混凝 土， 且随着取代率的增加， 抗压强度增大。原 因： 实验 室废弃混凝土没有经过长时间的使用破坏， 内部结构 比较完整 ， 强度降低不明显 ， 将其作为再生骨料后， 部 分细骨料未完全破碎， 再生骨料表面包裹着水泥砂浆， 界面结合可能得到加强； 曲线 R C X - 5 ， 再生骨料来 自室外时， 各取代率的再生混凝土抗压强度均小于原 生混凝土， 且随着取代率的增加， 抗压强度减小。原 因： 室外回收的混凝土经过长时间的使用， 内部结构遭 到破坏， 再生骨料与新拌水泥浆之间结合较弱， 再生骨 料表面粗糙， 内部出现了积累损伤， 在轴向压力的作用 下 ， 骨料损伤部位容易出现应力集中。 司 譬 、 毯 嘿 RC O RC一 4 0 RC一 70 RCl 0 0 再生粗骨料取代率 ， 图2再生粗骨料混凝土抗压强度 ( 3 ) 再生细骨料混凝土抗压强度及分析。各再 生细骨料混凝土7 d抗压强度曲线如图3 。图 3显示 ： 曲线 R C X 2 ， 再生骨料为实验室养护 7 d后破碎的 废弃混凝土时， 随着取代率的增加 ， 混凝土抗压强度增 大。曲线走 势与再生粗骨料混凝土 R C X 1基本相 同； 曲线 R C - X - 4 ， 再生骨料为放置 9 1 d后实验室废 弃混凝土时， 各取代率的再生混凝土抗压强度均小于 6 低温建筑技术 2 0 l 1 年第 1 1期( 总第 1 6 1期) 宝3 4 交2 6 黼 1 8 整 10 R C - 0 RC一4 0 RC一7 0 RC一1 O 0 再生细骨粒取代率 ， 图 3再生细骨料混凝土抗压强度 原生混凝土， 且随着取代率的增加， 抗压强度增大。曲 线走势与再生粗骨料混凝土 R C - x I 3基本相同； 曲 线 R C - X - 6 ， 再生骨料来源于室外时， 除 4 0 取代率再 生混凝土的抗压强度 比原生混凝土大 0 0 5 MP a ， 其余 7 0 、 1 0 0 取代率的再生混凝土抗压强度均小于原生 混凝土 ， 且随着取代率的增大， 抗压强度减小。在取代 率超过 7 0 后 ， 抗压强度迅速下降。曲线走势与再生 粗骨料混凝土 R C X 一 5基本相同； 相同配合比相同 取代率下， 再生细骨料混凝土抗压强度一般大于再生 粗骨料混凝土抗压强度 。 3抗压强度 与取代 率关 系式探究 3 1 公式的提 出 由以上试验可得， 室外骨料再生混凝土抗压强度 与再生骨料取代率之间基本呈线性关系， 室 内骨料再 生混凝土抗压强度与再生骨料取代率之间基本呈二 次抛物线关系。 皇2 6 2 4 暖2 2 爨2 0 皇 2 5 赵2 1 嘿l 7 墨1 3 ( 1 ) 室外骨料再生混凝土抗压强度与取代率的 关系 ： ： ( BA r ) f ( 1 ) 其 中 为再生混凝土抗压强度 ； r 为再生骨料 取 代率 为原生混凝土抗压强度； A， 日为待定参数。 ( 2 )室内骨料再生混凝土抗压强度与取代率的 关系 ： = ( Mr + ， +P) L ( 2 ) 其中， 、 N、 P为待定参数。 3 2 粗骨料混凝土抗压强度与取代率的公式探究 将 R C x - 5曲线各抗压强度代入公式计算得室外 再生粗骨料混凝土( R C x - 5 ) 抗压强度与再生骨料取 代率的关系近似为： = ( 10 1 9 r ) f ( 3 ) 对于室内骨料再生混凝土 R C X l 、 R C X 一 3 ， 因它们 的养护放置 天数不 同， 所 以将 其归并 为一组 记作 R C X C进行 公式 探 究。 R C X - C抗 压强 度 取 R C X 一 1 、 R C X 3 的均值。 经计算， 室内再生粗骨料混凝土的抗压 强度与再生骨料取代率的关系近似为： = ( 0 0 6 r +0 2 1 r +0 7 9 ) 厂 c ( 4 ) 公式结果 与试验结果 的对 比如 图 4 所示 。 可见 ， 公 式结果与试验结果吻合良好 ， 表明可以用此公式来描 述再生粗骨料混凝土抗压强度与取代率的关系。 芝 2 7 蓍 2 RC一0 RC一4 0 RC一 7 0 RC一1 0 0 0 2 0 4 O 6O 再生骨料取代率 ， 再生骨料取代率 ， ( a )公式 3 对比曲线 ( b )公式 4对比曲线 图 4再生粗骨料混凝土抗压强度公式结果与试验结果对 比 罨 2 8 警 2 4 出 2 O 0 2 0 40 6O 8 0 1 0 0 再生骨料取代率 ， 再生骨料取代率 ， ( a )公式 5 对比曲线 ( b )公式 6 对比曲线 图 5再生细骨料混凝土抗压强度公式结果与试验结果对比 3 3 细骨料混凝土抗压强度与取代率的公式探究 经计算得到室外再生细骨料混凝土( R C X - 6 )抗 压强度与再生骨料取代率的关系近似为： = ( 10 1 r ) ( 5 ) 对于室内骨料再生混凝土 R c x - 2 、 R C X - 4 ， 将其归 并为一组记作 R C X F进行公式探究。 R C X F抗压强度 取 R C X 2 、 R C x 4 的均值 。 经计算得室内再生细骨料混 凝土的抗压强度与再生骨料取代率的关系近似为： f o =( 一0 2 2 +0 5 4 r+0 7 5 ) ( 6 ) 公式结果与试验 结果 的对 比如 图 5所示。可见 ， 公式结果与试验结果吻合 良好， 表明可以用此公式来 描述再生细骨料混凝土抗压强度与取代率的关系。 刘桂花等： 光伏与建筑一体化能量转化控制技术 7 光伏与建筑一体化能量转化控制技术 刘桂花， 王 ( 哈尔滨工业大学 。 卫， 王祁 哈尔滨1 5 0 0 0 1 】 【 摘要】 以光伏与建筑一体化中的能量转化为研究对象 ， 指出提高系统能量转化效率需要从光伏发电系 统的体系结构、 控制方法、 运行机制等多方面综合考虑， 并针对集中式结构提出了一种有效提高阴影遮挡下光伏 电池输出功率的控制方法。 【 关键词】 光伏； 建筑； 能量转化 ； 功率 【 中图分类号】 T U 8 5 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 1 ) l 1 0 0 0 7- 0 3 ENERGY CONVERS I ON AND CONT ROL TECHNoL0GY OF BU DI NG LNTEGRATED P HOToVoLTAI C L I U G u i h u a ， WA N G We i ， WA N G Q i ( Ha r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ， H a r b i n 1 5 0 0 0 1 ， C h i n a ) A b s t r a c t ： Wi t h e n e r gy c o n v e r s i o n o f b u i l d i n g i n t e g r a t e d p h o t o v o l t a i c a s t h e r e s e a r c h o b j e c t ， thi s p a p e r p o i n t s o u t t h a t i mp r o v i n g t h e s y s t e m c o n v e r s i o n e f fi c i e n c y n e e d s c o mp r e h e n s i v e c o n s i d e r a t i o n f r o m s y s t e m s t r u c t u r e，c o n t rol me tho d a n d o p e r a t i o n me c h a n i s m F o r c e n t r a l i z e d s t r u c t u r e，a n o v e l c o n t r o l me t h o d i s p rop o s e d t o i mp r o v e t h e o u t p u t p o we r o f p h o t o v o l t a i e c e l l s u n d e r p a r t i a l s h a d i n g c o n d i t i o n s Ke y wo r d s ： p h o t o v o h a i c ；b u i l d i n g ；e n e r gy c o n v e r s i o n；p o we r 太阳能作为一种清洁无污染的可再生能源， 受到 世界各 国广泛关注。与其它新能源形式 ( 如风力发 电、 生物质发电等) 相比， 光伏发电在太阳能与建筑一 体化建设过程中有更大优势， 光伏电池组件不仅可作 为能源设备 ， 还可作为屋面和墙面材料 ， 既供电节能， 又节省建材。在光伏发电系统中， 光伏电池的成本在 整个系统造价中占很大比重， 因此充分利用光伏电池 使其产生最大能量是提高系统利用率的有效方法。本 文针对光伏发电与建筑一体化建设中的能量转化与 控制技术进行研究 ， 提出有效的解决方案和控制方法。 基金项目】 中国博士后科学基金( 2 0 1 0 0 4 7 1 0 3 6 ) ； 黑龙江省博士后资助经费项目 4结 语 ( 1 ) 室内骨料再生混凝土抗压强度随着取代率 的增加而增大。室外骨料再生混凝土抗压强度随着取 代率的增加而减小， 且再生混凝土抗压强度均小于基 准混凝土抗压强度。 ( 2 ) 室外骨料再生混凝土抗压强度与取代率之 间基本呈线性关系， 室内骨料再生混凝土抗压强度与 取代率 之间基 本呈二次抛物 线关系。 ( 3 ) 再生细骨料混凝土抗压强度变化规律与再 生粗骨料基本相同。相同配合比相同取代率下 ， 再生 细骨料混凝土抗压强度一般大于再生粗骨料混凝土 抗压强度。 参考文献 I 陈凯安 我国建筑 圾的现状和综合利用 J 建筑技术， 1 9 9 9， ( 5 ) ： 4 4 5 5 邢振贤， 周日农 再生混凝土的基本性能研究 J 华北水利 水电学院学报 ， 1 9 9 8， 1 9 ( 2 )： 3 03 2 肖建庄， 雷斌， 袁飚 不同来源再生混凝土抗压强度分析特征 研究 J 建筑结构学报， 2 0 0 8 。 2 9 ( 5 ) ： 9 4 1 0 0 赵文军， 刘洪波， 王莉 超细粉煤灰再生混凝土抗压强度研究 J 低温建筑技术， 2 0 0 9 ， 1 2 9 ( 3 ) ： 7 9 王德辉 ， 尹健 ， 彭松枭 再生混凝土抗压强度与劈裂抗拉 强度 相关性研究 J 粉煤灰， 2 0 0 9 ， ( 2 ) ： 3 6 邓字， 王娟 再生混凝土基本力学性能试验研究 J 人民黄 河 ， 2 0 1 0， 3 2 ( 1 ) ： 1 3 61 3 7 欧阳雯欣， 王清远 灾后再生混凝土的应用及推广分析 J 四川建筑科学研究， 2 0 1 0 3 6 ( 6 ) ： 1 7 8 1 8 4 收稿 日 期 2 0 1 1 0 r 7 一 l 2 作者简介】 孙晓雪( 1 9 8 9一) ， 女 河北沧州人， 本科生。 主要 研究方向为再生混凝土力学性能分析。 1J 1j 11J