一种再生混凝土分段梁及其施工方法[0002]混凝土作为使用量最大的工程复合材料之一，广泛应用于房屋、水利和市政等工程建设中。它是用水泥作胶凝材料，砂、石作骨料，与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得。在混凝土的组成中，粗细骨料为混凝土的主要组成部分，目前其来源基本为大自然的天然砂石。但是天然骨料在生产过程中，需要开山采石或大量打捞河海沙，必然会对自然界造成严重的环境破坏。为了保护环境，发展绿色经济，有必要将废弃混凝土循环再利用，并制备再生混凝土应用于实际施工中。[0003]再生混凝土是指将废弃的混凝土块经过破碎、清洗、分级后，按一定比例与级配混合，部分或全部代替砂石等天然骨料(主要是粗骨料)，再加入水泥、水等配制成的混凝土。它作为一种由废弃混凝土制备的新型环保材料，具有来源广阔、绿色循环、成本低、环境友好等优点，也是目前处理废弃混凝土的最合适方法之一。但是，再生混凝土也存在力学性能离散性大、骨料咬合较差等缺 陷，会降低结构的可靠度，因而目前多用于非结构构件中，且使用量较少，无法在实际施工中得到大量应用与推广。[0004]因此，若能将再生混凝土可靠地使用在用量巨大的结构构件中，将会极大推动再生混凝土的应用和发展。为废弃混凝土寻找到一条可靠且大规模回收再利用的途径，有利于促进绿色循环再生产业的进步，是一种非常具有实用意义的做法。
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种再生混凝土分段梁及其施工方法，用于解决现有技术中缺乏将再生混凝土和天然混凝土按一定比例分段混合后应用的结构构件。[0006]为实现上述目的，本发明提供一种再生混凝土分段梁施工方法，将分段梁划分为一个弯矩占优区段和两个剪力占优区段，所述两个剪力占优区段分别位于弯矩占优区段的两侧，采用现浇、半预制半现浇或半再回收半现浇方式将再生混凝土分段梁分区段浇筑。[0007]较佳的，所述分段梁内设置有钢筋笼作为骨架。
[0008]进一步的，所述钢筋笼包括通长钢筋、支座附加钢筋、腰筋和箍筋。
[0009]进一步的，所述钢筋笼的施工方式符合《11G101-1混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板)》和《6850666-2011混凝土结构工程施工规范》的相关要求。
[0010]所述再生混凝土是指将废旧混凝土经过加工、破碎、分级后，按一定比例混合形成的再生骨料，部分或全部代替天然骨料配制而成的新型混凝土。
[0011]较佳的，所述不同配合比的再生混凝土是指再生粗骨料取代率不同的再生混凝土。进一步的，当再生粗骨料取代率为0%时的再生混凝土为天然混凝土。
[0012]所述再生骨料取代率是指将再生骨料部分或全部代替天然骨料的比率。再生骨料取代率越高，混凝土的强度越低；再生骨料取代率越低，混凝土的强度越高。
[0013]较佳的，所述分段梁中弯矩占优区段、左侧剪力占优区段、右侧剪力占优区段的净跨长度之比为1:1?2:1?2。进一步的，所述分段梁中弯矩占优区段、左侧剪力占优区段、右侧剪力占优区段的净跨长度之比为1:1:1。
[0014]较佳的，所述弯矩占优区段为回收的完整的房屋框架梁或采用再生粗骨料取代率> 30%的再生混凝土浇筑。优选的，所述弯矩占优区段采用再生粗骨料取代率100%的再生混凝土烧筑。
[0015]较佳的，所述剪力占优区段采用再生粗骨料取代率<30%的再生混凝土或再生粗骨料取代率等于O %的天然混凝土浇筑。优选的，所述剪力占优区段采用再生粗骨料取代率等于O %的天然混凝土浇筑。
[0016]较佳的，所述分段梁两侧设有框架柱。进一步的，所述框架柱采用再生粗骨料取代率等于O %的天然混凝土浇筑。
[0017]所述弯矩占优区段和剪力占优区段之间设置有分界面一，所述剪力占优区段与框架柱之间设置有分界面二。
[0018]较佳的，所述浇筑方式按照《GB50666-2011混凝土结构工程施工规范》的相关要求进行。
[0019]较佳的，采用现浇方式浇筑再生混凝土分段梁的施工方法，具体包括以下步骤:
[0020]I)设置分段梁内的钢筋笼；
[0021]2)在弯矩占优区段和剪力占优区段之间采用小木板分隔，在剪力占优区段与框架柱之间采用小木板分隔，所述小木板用木楔固定；
[0022]3)采用再生混凝土先浇筑弯矩占优区段；
[0023]4)在步骤3)工序浇筑完毕后，在初凝后终凝前或在终凝结束并养护至少一周后，将弯矩占优区段和剪力占优区段之间的小木板和木楔移除，浇筑剪力占优区段；在浇筑剪力占优区段初凝后终凝前，将剪力占优区段与框架柱之间的小木板和木楔移除，采用天然混凝土烧筑框架柱。
[0024]进一步的，所述在初凝后终凝前或在终凝结束并养护至少一周后，将弯矩占优区段和剪力占优区段之间的小木板和木楔移除，浇筑剪力占优区段时，需要在弯矩占优区段两端刷上混凝土界面剂。
[0025]进一步的，在步骤4)的施工过程中，在初凝后终凝前，使用振捣棒将位于分界面一或分界面二处分属不同区段的天然混凝土或再生混凝土振捣成一体，不形成明显的薄弱面。
[0026]进一步的，采用现浇方式浇筑的再生混凝土分段梁净跨长度> 1500_，可保证施工质量与受力性能。
[0027]较佳的，采用半预制半现浇方式浇筑再生混凝土分段梁的施工方法，具体包括以下步骤:
[0028]A)预先设置弯矩占优区段的钢筋笼；
[0029]进一步的，所述预先设置弯矩占优区段的钢筋笼可在工厂中进行。[0030]进一步的，如步骤A)所述钢筋笼设置时，纵向钢筋和腰筋两端伸出，预留连接长度，预留长度满足《GB50010-2010混凝土结构设计规范》8.4款相关规定。
[0031]B)采用再生混凝土浇筑弯矩占优区段，在终凝结束并养护至少一周后脱模；
[0032]进一步的，如步骤B)所述弯矩占优区段脱模运至施工现场。
[0033]C)将预制弯矩占优区段定位，在弯矩占优区段两端刷上混凝土界面剂；
[0034]D)设置剪力占优区段的钢筋笼，并与弯矩占优区段的钢筋笼相连接；在剪力占优区段与框架柱之间采用小木板分隔，所述小木板用木楔固定；
[0035]进一步的，所述剪力占优区段的钢筋笼中纵向钢筋和腰筋要与弯矩占优区段预留纵向钢筋和腰筋相连接。
[0036]E)浇筑剪力占优区段；浇筑完毕后，在初凝后终凝前，将小木板和木楔移除，采用天然混凝土烧筑框架柱。
[0037]进一步的，在步骤E)的施工过程中，在初凝后终凝前，使用振捣棒将分界面二处分属不同区段的天然混凝土或再生混凝土振捣成一体，不形成明显的薄弱面。
[0038]进一步的，采用半预制半现浇方式浇筑的再生混凝土分段梁净跨长度为1500?9000mm，保证预制好的弯矩占优区段运输方便。
[0039]较佳的，采用半再回收半现浇方式浇筑再生混凝土分段梁的施工方法，具体包括以下步骤:
[0040]I )将回收的完整的房屋框架梁作为分段梁的弯矩占优区段使用，定位并在弯矩占优区段两端刷上混凝土界面剂；
[0041]II )设置剪力占优区段的钢筋笼，在剪力占优区段与框架柱之间采用小木板分隔，所述小木板用木楔固定；
[0042]进一步的，所述剪力占优区段设置的钢筋笼中纵向钢筋的施工方式应按照规范要求，与弯矩占优区段纵向钢筋采用绑扎等方式进行连接。
[0043]III)浇筑剪力占优区段；浇筑完毕后，在初凝后终凝前，将小木板和木楔移除，采用天然混凝土浇筑框架柱。
[0044]进一步的，在步骤III)的施工过程中，在初凝后终凝前，使用振捣棒将分界面二处分属不同区段的天然混凝土或再生混凝土振捣成一体，不形成明显的薄弱面。
[0045]进一步的，采用半再回收半现浇方式浇筑的再生混凝土分段梁净跨长度为1500?9000mm，保证预制好的弯矩占优区段运输方便。
[0046]在采用现浇、半预制半现浇或半再回收半现浇方式浇筑时，使用的混凝土界面剂为常规混凝土界面剂，即为一种胶粘剂，具有超强的粘接力，优良的耐水性，耐老化性。优选的，所述混凝土界面剂由醋酸乙烯一乙烯制成。
[0047]小木板放置的原理具体指:在土木工程领域，梁的水平长方向称为梁的纵向，垂直纵向截断梁之后得到的截面为梁的横截面。一般梁均为矩形，横截面上竖直方向的长度称为梁高，横截面上水平方向的长度称为梁宽。在浇筑混凝土时，梁的两侧与底面均预先支好模板，多采用木模板。但是浇捣混凝土时，为防止分段梁中的混凝土相互掺杂，故在各区段之间的分界面的地方用小木板隔开。小木板需要避开分界面处梁顶部的纵向钢筋，否则无法放入梁中。而顶部纵向钢筋的间隔最小为30mm，故采用梁宽方向为28mm，梁高方向与梁高相同，厚度为3mm?20_的小木板。根据梁顶部纵向的实际间隔放置小木板，小木板放置后采用木楔固定。
[0048]所述设置小木板分隔的目的为:施工时防止混凝土倾倒时像侧边漏出。
[0049]移除小木板和木楔的具体原理为:在混凝土浇筑时，将初凝至终凝结束阶段称为制作期，在制作期结束后的一周称为养护期。在实际浇筑工作中，在初凝后终凝前，移除不同区段之间的小木板和木楔，无需在不同区段之间的分界面处使用混凝土界面剂，小木板和木楔也不会与分界面处的混凝土相粘连，同时便于使用振捣棒将分界面处分属不同区段的天然混凝土或再生混凝土振捣成一体，不形成明显的薄弱面。而在终凝后至养护期满之间，移除小木板和木楔，小木板和木楔会与分界面处的混凝土相粘连，从而使分界面处的混凝土表面呈蜂窝状，影响美观，且不能在其表面刷混凝土界面剂。在终凝结束并养护至少一周后，移除小木板和木楔，小木板和木楔不会与分界面处的混凝土相粘连，分界面处表面凝结光滑，但需在分界面处刷上混凝土界面剂以便连接。
[0050]所述混凝土界面剂的作用为保证后续浇筑混凝土与先浇筑混凝土的可靠连接。
[0051]一种再生混凝土分段梁施工方法，在结构构件中的框架梁或次梁上的应用。
[0052]较佳的，所述分段梁不适用于连梁或悬挑梁。
[0053]一种再生混凝土分段梁，包括一个弯矩占优区段和两个剪力占优区段，所述两个剪力占优区段分别位于弯矩占优区段的两侧，所述剪力占优区段与弯矩占优区段之间通过分界面连接，所述弯矩占优区段采用再生混凝土浇筑，所述剪力占优区段采用天然混凝土或再生混凝土浇筑。
[0054]所述分界面一设于弯矩占优区段和剪力占优区段之间，所述分界面二设于剪力占优区段与框架柱之间。
[0055]较佳的，所述两侧剪力占优区段另一端通过分界面二与框架柱连接。
[0056]较佳的，所述天然混凝土或再生混凝土的强度等级要与设计要求相同，所述剪力占优区段所用混凝土强度等级不可小于弯矩占优区段所用混凝土强度等级。进一步的，所述天然混凝土或再生混凝土的强度等级达到C20?C45。优选的，所述天然混凝土或再生混凝土的强度等级为C30。
[0057]较佳的，所述再生混凝土的强度等级由搅拌站标定时，采用的标准差不小于3Mpa。进一步的，所述再生混凝土的强度等级由搅拌站标定时，采用的标准差为5Mpa。
[0058]本发明的施工方法浇筑的分段梁具有良好受力性能，其中，弯矩占优区段的弯矩较之于剪力占优区段的剪力明显小很多，虽然再生混凝土的骨料咬合较差，但配合比设计良好且施工质量可靠的再生混凝土抗压强度仍可以得到保证，将再生粗骨料取代率较高的再生混凝土用于弯矩占优区段，不会明显降低梁抵抗弯矩的能力。对于框架梁和次梁，弯矩占优区段的受弯承载力得到保证，剪力占优区段的骨料咬合能力得到保证且箍筋配置良好，其承载力也能得到保证。
[0059]而且，本发明中分段梁，既可以通过现浇方式浇筑，先采用符合技术要求的强度等级相同的再生粗骨料取代率大于30 %的再生混凝土浇筑弯矩占优区段，再采用符合技术要求的强度等级的天然混凝土或再生粗骨料取代率小于30 %的再生混凝土浇筑剪力占优区段；也可以通过半预制半现浇或半再回收半现浇方式浇筑，先在工厂按设计要求布置好钢筋笼并预先采用符合技术要求的强度等级的再生粗骨料取代率大于30%的再生混凝土浇筑弯矩占优区段，或选用已有的使用过的框架梁为弯矩占优区段，再在施工现场采用符合技术要求的强度等级相同的天然混凝土或再生粗骨料取代率不大于30%的再生混凝土浇筑的剪力占优区段。本发明的施工方法简单易行、施工方便，特别是采用半预制半现浇或半再回收半现浇结构的方式，在保证工程质量的同时加快了施工进度，缩短施工周期。
[0060]由此可见，本发明提供的一种再生混凝土分段梁的施工方法，使用再生混凝土作为原料，降低结构构件造价，促进绿色建筑的发展、环境友好，并为混凝土的废弃料寻找到一条可靠且大规模回收再利用的途径，具有非常实用的价值。通过本发明的施工方法浇筑的再生混凝土分段梁，具有良好受力性能、结构简单、可靠度高。



[0061]图1显示为本发明的一种再生混凝土分段梁整体分段示意图
[0062]图2显示为本发明的一种再生混凝土分段梁纵截面中钢筋笼具体配筋示意图
[0063]图3显示为本发明的一种再生混凝土分段梁长度分段示意图
[0064]图4显示为本发明的一种再生混凝土分段梁横截面中小木板、木楔和纵向钢筋的关系不意图
[0065]附图标记
[0066]1.再生混凝土分段梁
[0067]2.弯矩占优区段
[0068]3.剪力占优区段
[0069]4.小木板
[0070]5.木楔
[0071]6.分界面一
[0072]7.通长钢筋
[0073]8.支座附加钢筋
[0074]9.箍筋
[0075]10.腰筋
[0076]11.分界面二

[0077]下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
[0078]本实施例中选用原材料和设备如下所示:
[0079]水泥、中砂、奈系高效减水剂、粒径范围0.075?5mm的天然细骨料、钢筋、振捣棒(同济大学土木工程教育部重点试验室统一提供)；拌合水(普通自来水)；混凝土界面剂(西亚化工有限公司)；小木板(同济大学土木工程教育部重点试验室统一提供，按要求加工尺寸)；粒径范围5?31.5mm的天然粗骨料(同济大学土木工程教育部重点试验室统一提供)；粒径范围5?31.5mm的再生粗骨料(上海城建物资公司)。
[0080]实施例1
[0081]I 方法
[0082]通过现浇方式，比较不同剪力占优区段混凝土配合比的影响，设计浇筑分段梁1、分段梁2和普通框架梁I。
[0083]如图1所示，将分段梁划分为一个弯矩占优区段和两个剪力占优区段，两个剪力占优区段分别位于弯矩占优区段的两侧，采用现浇方式浇筑。设置分界面一和分界面二，分界面一设于弯矩占优区段和剪力占优区段之间，分界面二设于剪力占优区段与框架柱之间。钢筋笼包括通长钢筋、支座附加钢筋、腰筋和箍筋，内置在分段梁中作为骨架。分段梁适用于结构构件中的框架梁或次梁，不适用于连梁或悬挑梁。
[0084]现浇方式的具体步骤如下:
[0085]I)设置分段梁内的钢筋笼，这里的分段梁为框架梁，如图2所示，截面尺寸为250mmX 500mm,截面顶部通长钢筋为2 Φ 16，支座纵向钢筋为5 Φ 16，截面底部纵向钢筋为5 Φ 18，腰筋为4 Φ 12，箍筋为Φ 80100/200 (2);钢筋笼的施工方式符合《11G101-1混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板)》和《GB50666-2011混凝土结构工程施工规范》的相关要求。
[0086]2)如图3所示，净跨长度为3000mm，弯矩占优区段和剪力占优区段都为1000mm，弯矩占优区段、左侧剪力占优区段、右侧剪力占优区段的净跨长度之比为1:1:1。如图4所示，在不同区段之间采用小木板分隔，小木板用木楔固定。小木板横向长度为500mm,纵向厚度为20mm，与纵向钢筋的间隔高度为28mm ；
[0087]3)如表I所示，采用再生粗骨料取代率等于100%再生混凝土先浇筑弯矩占优区段I;
[0088]4)在步骤3)工序浇筑完毕后，在初凝后终凝前或在终凝结束并养护至少一周后，将弯矩占优区段和剪力占优区段之间的小木板和木楔移除，如表I所示，分别采用再生粗骨料取代率等于O %和再生粗骨料取代率等于30%的混凝土浇筑剪力占优区段I和剪力占优区段2，在初凝后终凝前，采用天然混凝土浇筑框架柱。步骤3)和4)所述天然混凝土或再生混凝土的强度等级为C30。再生混凝土的强度等级由搅拌站标定时，采用的标准差为3?5Mpa之间ο
[0089]在施工过程中，浇筑方式按照《GB50666-2011混凝土结构工程施工规范》的相关要求进行，在初凝后终凝前，使用振捣棒将分界面一或分界面二处分属不同区段的天然混凝土或再生混凝土振捣成一体，不形成明显的薄弱面。同时，采用天然混凝土直接浇筑净跨长度为3000mm并与分段梁相同规格和尺寸的普通框架梁1，施工中使用天然混凝土与再生混凝土配合比如表I所示。
[0090]表I施工中使用的天然混凝土和再生混凝土配合比
[0091]