广东白云学院 510000
摘要：随着我国工程事业的不断发展，对混凝土的需要量持续增加，传统的混凝土产量已经无法满足市场的需要，且生产过程中会产生大量的污染。随着技术的不断发展，为了实现资源和环境的可持续发展，再生混凝土的使用量越来越多。再生混凝土的力学性能对其使用效果有着非常直接的影响，对其力学性能的研究也越来越深入。因此，本文对再生混凝土力学性能的研究进展进行探讨，希望对促进我国工程事业的发展和应用，起到借鉴作用。
关键词：钢；再生混凝土；组合结构；分析
1导言
广州市白云区北太路的恒盛大厦项目用地面积约7500平方米，总建筑面积44000平方米。项目为地上19层，地下3层，建筑高度78.8m，该工程采用再生混凝土技术。钢-混凝土组合结构构件由于钢和混凝土之间的相互作用，能充分发挥钢材和混凝土的材料特性，具有承载力高、塑性任性好、抗火性能优于钢结构等诸多优点。
当前，国外学者已先于我国对建筑资源循环利用与再生混凝土技术以及装配整体式混凝土结构进行了探索和研究。而随着国家对建筑垃圾资源化以及新型建筑材料可持续发展战略的重视，我国学者逐渐开展了再生混凝土及其结构体系理论的关键科学问题的研究。通过再生混凝土制品材料性能试验研究，解决再生混凝土材料优化配合比设计与材料力学性能设计指标问题；在现有装配式结构连接件设计与构造措施研究成果基础上将再生混凝土制品力学性态与预制构件形式相结合，提出再生混凝土叠合梁、预制柱及框架节点连接件设计方法，深入研究预制再生混凝土构件整体受力组合机理，建立装配整体式再生混凝土结构框架抗震设计方法与构造措施。本文研究成果对于推广新型绿色建筑结构形式、推动建筑产业化高效低耗改革具有重要的科学研究价值与工程应用意义。对于提升高质量城市化进程水平，规范社会生产秩序，立足和谐人居建筑产业理念，助力建设“生态和谐、绿色中国”具有重要的科学意义和工程应用价值。
2再生混凝土技术的含义
再生混凝土技术是将废弃混凝土块经过破碎、清洗、分级后，按一定的比例混合形成再生骨料，部分或全部代替天然骨料配制新混凝土的技术。把废弃混凝土块经过破碎、分级并按一定的比例混合后形成的骨料称为再生骨料（recycled aggregate），而把利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土，称为再生骨料混凝土（recycled aggregate concrete），简称再生混凝土。相对于再生混凝土而言，把用来生产再生骨料的原始混凝土称为基体混凝土（originalconcrete），简称再生混凝土。
3钢筋再生混凝土柱静载下及高温后的力学性能
3.1再生混凝土的基本力学性能
再生混凝土的基本力学性能对钢筋与再生混凝土组合结构及构件的受力性能有着一定的影响，废弃混凝土块经破碎后得到的再生骨料，内部存在大量的微裂缝。周静海等为研究再生骨料混凝土和普通混凝土在基本力学性能方面的差异，参照普通混凝土配合比设计方法，以再生骨料取代率为变化参数配制再生混凝土进行了试验。
再生混凝土的弹性模量总体上低于普通混凝土的弹性模量，再生混凝土的弹性模量大体上随再生骨料取代率的增大逐渐降低。陈宗平等通过试验研究表明再生骨料混凝土与天然骨料混凝土的破坏过程和形态相似，应力－应变曲线具有相似的形状。
3.2钢筋再生混凝土柱静载下的轴压及偏压性能
为了弥补再生混凝土性能上的不足，将再生混凝土与钢筋相结合，制成钢筋再生混凝土构件，使得材料的性能能够优势互补。与钢筋普通混凝土构件相比钢筋再生混凝土构件的轴压性能并无显著差异，且具有良好的变形能力，但刚度和承载力有所降低。通过试验研究了再生骨料取代率、长径比、套箍指标、截面形式、含钢率等参数变化对钢管再生混凝土短柱轴向受压承载力及变形性能的影响。绘制三组钢管再生混凝土柱试件的峰值应变，中可以看出试件的峰值应力呈略微增大的趋势，峰值应变随再生粗骨料取代率的增加有少许波动；可见再生粗骨料取代率对钢筋再生混凝土柱的峰值应力、峰值应变影响较小，可忽略。陈宗平等通过钢筋再生混合中长柱的轴压与偏压试验，发现钢筋再生混凝土长柱的受压承载力受再生混凝土取代率的影响较小。
3.3高温后钢筋再生混凝土柱的轴压及偏压性能
众所周知，钢材具有不耐火的特性，为了将废弃混凝土变废为宝，加快钢筋再生混凝土在实际工程中的应用，更好地发展低碳经济、绿色建筑，对钢筋再生混凝土高温后的受力性能的研究颇为必要。对钢筋再生混凝土轴压短柱在高温后的性能进行了试验研究，结果表明钢筋再生混凝土短柱经历高温后仍具有较高的轴压承载力和较强的抵抗变形能力。分别以试验和有限元分析建立理论模型的方式对高温后钢管再生混凝土短柱的轴心受压承载性能进行研究，结果表明高温后钢筋再生混凝土短柱的受力破坏过程及形态和普通钢筋混凝土柱相似。钢筋再生混凝土短柱的承载力受火灾温度影响较大，再生粗骨料取代率对试件承载力的影响较小，而试件的延性和耗能能力随着再生骨料取代率的增加而明显增大。通过对钢筋再生混凝土柱高温后的性能进行研究之后，不仅可以为计算其轴压承载力提供理论依据，还可以将研究成果应用于钢筋再生混凝土结构实际构件，以改善结构抗火性能。陈宗平学者等进行了高温后钢筋再生混凝土柱偏压性能试验，研究发现试件的破坏形态与常温试件相似，均表现为弯曲失稳破坏，随温度升高，钢筋再生混凝土柱偏压承载力、轴压刚度明显降低。
4结论与展望
综上所述，钢筋与再生混凝土组合结构应用于工程上的可行性，但钢筋与再生混凝土组合结构在实际工程中的应用仅有少数案例。为了加速钢与再生混凝土组合结构的应用，还应展开以下几个方面的工作：一是加强钢筋再生混凝土混合结构在强震、强台风作用下灾变效应的研究，保证此类组合结构应用的可靠性。二是基于多尺度和相关性的钢筋再生混凝土柱及其结构体系的研究鲜有报道，尚应加强此方面的研究。三是加强对钢筋约束型钢再生混凝土构件及结构在冲击及爆炸荷载作用下动力响应特性的研究。四是进行钢筋约束钢筋再生混凝土结构的研究，加快再生混凝土在高层建筑中的应用。
参考文献：
[1]王俊松，吴贤国，狄奥.]基于有限元计算的再生混凝土力学性能研究[J].四川建筑. 2014，06，15.
[2]曾磊.型钢高性能再生混凝土组合结构概念体系初探[J].四川建筑科学研究，2012，38：57.
课题名称：土木工程专业教学名师和教学团队，项目编号，BYTD201803。