醋酸改性再生骨料全資源利用基礎(chǔ)和應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2021-07-12 02:53
隨著建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展,混凝土的生產(chǎn)消耗大量諸如砂石之類的天然資源。一方面,我國在過去30多年的高速發(fā)展建設(shè)中,長期超負(fù)荷開采的索取方式讓原本豐富的天然骨料資源逐漸消耗殆盡;另一方面,建筑業(yè)的迅速發(fā)展產(chǎn)生了大量的建筑廢棄物。建筑垃圾中主要成分是廢混凝土,對廢混凝土進(jìn)行破碎并制備可回收利用的再生骨料具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保意義。再生骨料是由廢棄混凝土破碎、篩分得到的骨料,相較于天然骨料,再生骨料表面附著硬化水泥砂漿,因此具有孔隙率大、吸水率高、微裂紋多、質(zhì)量差的特點。為了提高再生骨料品質(zhì),本文用稀醋酸浸泡處理再生骨料的方法,去除再生骨料表面水泥砂漿,并回收利用處理過程中產(chǎn)生的廢液廢渣,形成零排放、無污染、全資源利用的成套綠色環(huán)保再生利用技術(shù)。為了研究不同稀醋酸濃度、浸泡時長對再生骨料性能的影響,設(shè)計了0.1M、0.2M和0.3M三個稀醋酸濃度,12h、24h和36h三個浸泡時長,通過正交試驗獲得9種浸泡條件,浸泡前后對再生骨料的質(zhì)量、吸水率、表觀密度和壓碎指標(biāo)進(jìn)行測試,測試結(jié)果表明:醋酸浸泡后,再生骨料的吸水率降低,其中經(jīng)過0.2M醋酸溶液浸泡24h的再生骨料吸水率降幅最大,達(dá)到25.5...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
我國內(nèi)地建筑物拆除垃圾的組成(按重量計)[8]
東南大學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1.1我國內(nèi)地建筑物拆除垃圾的組成(按重量計)[8]Figure1.1CompositionofC&DwasteinChina(byweight)[8]為了解決上述問題,建筑廢棄物再生利用的課題擺在了人們的面前。將建筑廢棄物中占比較大的廢混凝土塊處理加工成再生骨料,既能解決天然骨料缺乏的問題,保護(hù)骨料產(chǎn)地的生態(tài)環(huán)境,又能解決建筑廢棄物的堆放、占地和環(huán)境污染等問題,實現(xiàn)混凝土生產(chǎn)過程中的物質(zhì)循環(huán)利用,保障建筑工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展(圖1.2)。因此,建筑廢棄物(主要是廢混凝土)的資源化處理是當(dāng)今世界眾多國家,特別是發(fā)達(dá)國家的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)戰(zhàn)略追求的目標(biāo)之一[12-14]。圖1.2建筑垃圾回收再利用循環(huán)Figure1.2Schematicrepresentationofrecyclingtechnique再生混凝土骨料,是由建筑廢棄物中的混凝土加工而成,用于配制混凝土的顆粒,簡稱再生骨料。其中,粒徑不大于4.75mm的骨料稱為再生細(xì)骨料,粒徑大于4.75mm的骨料為再生粗骨料。經(jīng)簡單破碎的再生骨料棱角多、表面粗糙、組分中含有硬化水泥
緒論5水率,研究發(fā)現(xiàn):強(qiáng)度等級較低的混凝土在破碎過程中,由于砂漿與骨料之間的粘結(jié)較弱,大部分舊砂漿與骨料表面分離,獲得的再生骨料吸水率較低,而強(qiáng)度等級較高的混凝土在破碎過程中,由于骨料和舊砂漿之間粘結(jié)較好,舊砂漿和骨料分離阻力較大,獲得的再生骨料表面砂漿附著量較多,從而導(dǎo)致吸水率較高。圖1.3再生骨料砂漿附著量與吸水率之間的關(guān)系[27]Fig.1.3Relationshipbetweenmortarcontentandabsorption[27]Silva等人[34]對1977-2014年間發(fā)表的236篇出版物的數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計,通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,他們發(fā)現(xiàn)主要有以下幾種因素對再生骨料的吸水率產(chǎn)生影響:1)再生骨料制備工藝;2)原始混凝土的強(qiáng)度;3)再生骨料的尺寸等級。他們認(rèn)為,經(jīng)過多次破碎工藝產(chǎn)生的再生骨料由于砂漿附著量降低,因而具有更小的吸水率。強(qiáng)度等級較高的混凝土產(chǎn)生的再生骨料具有更高的吸水率。尺寸較小的再生骨料同樣具有較高的吸水率。但是也有研究成果[35]表明:原始混凝土的抗壓強(qiáng)度越高,獲得的骨料的吸水率越低。值得注意的是,在他們的研究中使用的是高強(qiáng)度混凝土制成的再生骨料,其抗壓強(qiáng)度至少大于60MPa,因而這一結(jié)論仍需要得到進(jìn)一步證實。1.2.2.3密度由于再生骨料表面附著的水泥砂漿粗糙多孔,再生骨料的密度小于天然骨料[31,32,36]。Katz等人[31]研究發(fā)現(xiàn),再生骨料的堆積密度很低,約為1300kg/m3,對于尺寸等級小于2.36mm、在2.36mm和9mm之間和大于9.5mm的再生骨料,體積比重分別為2.23、2.32和2.55,而相應(yīng)天然骨料的體積比重為2.7。Silva等人[36]根據(jù)文獻(xiàn)資料,對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計計算后發(fā)現(xiàn):再生粗骨料的平均干密度為2327kg/m3,誤差為117kg/m3(樣本量:292),平均飽和面干密度為2442kg/m3,誤差為84kg/m3(樣品量:2
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]再生混凝土研究現(xiàn)狀與展望[J]. 黃小琴,黃琴,蔣必鳳,陳圣寧. 山西建筑. 2019(10)
[2]建筑垃圾處理及再生骨料利用現(xiàn)狀分析[J]. 江媛云,余建杰,周小娟,周曼玉. 水利規(guī)劃與設(shè)計. 2019(04)
[3]現(xiàn)代混凝土收縮研究評述[J]. 韓宇棟,張君,岳清瑞,曾濱,郝挺宇,林松濤. 混凝土. 2019(02)
[4]原生混凝土強(qiáng)度對再生混凝土力學(xué)性能及界面區(qū)微結(jié)構(gòu)的影響[J]. 王繼娜,徐開東,李志新,馬先偉,牛季收,楊歡,金彪. 混凝土與水泥制品. 2019(01)
[5]再生膠凝材料應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 米文靜. 商洛學(xué)院學(xué)報. 2018(06)
[6]再生骨料的強(qiáng)化處理對再生混凝土的性能影響[J]. 王冠,奚江琳. 建筑技術(shù). 2018(S2)
[7]強(qiáng)化再生粗骨料物理性能試驗研究[J]. 劉曉龍,譚波,劉紀(jì)艷,孫鵬峰,陳志強(qiáng),段緒勝. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(06)
[8]混凝土再生膠凝材料的活性試驗研究[J]. 吳福飛,鄧洪剛,朱麗菊,鄧超,劉春梅,羅成. 貴州師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[9]高吸水性聚合物對水泥砂漿長期收縮性能的影響[J]. 張國防,陸小培,和瑞,王亞文,王培銘. 建筑材料學(xué)報. 2018(03)
[10]高吸水性樹脂對水泥漿體電阻率與自收縮的影響[J]. 陳磊,廖宜順,徐鵬飛,鞠家佳,田凱. 混凝土與水泥制品. 2018(02)
博士論文
[1]廢棄混凝土全組分建材化再生利用的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張領(lǐng)雷.中國礦業(yè)大學(xué) 2018
[2]再生骨料提質(zhì)的綠色化學(xué)方法研究[D]. 王亮.安徽理工大學(xué) 2018
[3]碳化與荷載耦合作用下水泥基材料微結(jié)構(gòu)演變與預(yù)測模型[D]. 沈奇真.東南大學(xué) 2018
碩士論文
[1]建筑垃圾資源化風(fēng)選設(shè)備的設(shè)計[D]. 滿博.山東大學(xué) 2018
[2]水泥混凝土強(qiáng)制碳酸化實驗研究[D]. 王敏.山西大學(xué) 2018
[3]不同侵蝕條件對粉煤灰再生混凝土界面結(jié)構(gòu)性能的影響[D]. 李倩倩.青島理工大學(xué) 2018
[4]基于再生粗骨料碳化處理的納米SiO2改性再生混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)研究[D]. 朱藝婷.福州大學(xué) 2017
[5]納米材料對水泥凈漿體系的影響及作用機(jī)理研究[D]. 趙延明.沈陽大學(xué) 2017
[6]再生混凝土微粉制備再生膠凝材料的研究[D]. 楊琳.東南大學(xué) 2016
[7]再生骨料改性及其在瀝青混合料中的應(yīng)用[D]. 張濤.武漢理工大學(xué) 2010
[8]再生混凝土的性能及其改性研究[D]. 肖開濤.武漢理工大學(xué) 2004
本文編號:3279048
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
我國內(nèi)地建筑物拆除垃圾的組成(按重量計)[8]
東南大學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1.1我國內(nèi)地建筑物拆除垃圾的組成(按重量計)[8]Figure1.1CompositionofC&DwasteinChina(byweight)[8]為了解決上述問題,建筑廢棄物再生利用的課題擺在了人們的面前。將建筑廢棄物中占比較大的廢混凝土塊處理加工成再生骨料,既能解決天然骨料缺乏的問題,保護(hù)骨料產(chǎn)地的生態(tài)環(huán)境,又能解決建筑廢棄物的堆放、占地和環(huán)境污染等問題,實現(xiàn)混凝土生產(chǎn)過程中的物質(zhì)循環(huán)利用,保障建筑工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展(圖1.2)。因此,建筑廢棄物(主要是廢混凝土)的資源化處理是當(dāng)今世界眾多國家,特別是發(fā)達(dá)國家的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)戰(zhàn)略追求的目標(biāo)之一[12-14]。圖1.2建筑垃圾回收再利用循環(huán)Figure1.2Schematicrepresentationofrecyclingtechnique再生混凝土骨料,是由建筑廢棄物中的混凝土加工而成,用于配制混凝土的顆粒,簡稱再生骨料。其中,粒徑不大于4.75mm的骨料稱為再生細(xì)骨料,粒徑大于4.75mm的骨料為再生粗骨料。經(jīng)簡單破碎的再生骨料棱角多、表面粗糙、組分中含有硬化水泥
緒論5水率,研究發(fā)現(xiàn):強(qiáng)度等級較低的混凝土在破碎過程中,由于砂漿與骨料之間的粘結(jié)較弱,大部分舊砂漿與骨料表面分離,獲得的再生骨料吸水率較低,而強(qiáng)度等級較高的混凝土在破碎過程中,由于骨料和舊砂漿之間粘結(jié)較好,舊砂漿和骨料分離阻力較大,獲得的再生骨料表面砂漿附著量較多,從而導(dǎo)致吸水率較高。圖1.3再生骨料砂漿附著量與吸水率之間的關(guān)系[27]Fig.1.3Relationshipbetweenmortarcontentandabsorption[27]Silva等人[34]對1977-2014年間發(fā)表的236篇出版物的數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計,通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,他們發(fā)現(xiàn)主要有以下幾種因素對再生骨料的吸水率產(chǎn)生影響:1)再生骨料制備工藝;2)原始混凝土的強(qiáng)度;3)再生骨料的尺寸等級。他們認(rèn)為,經(jīng)過多次破碎工藝產(chǎn)生的再生骨料由于砂漿附著量降低,因而具有更小的吸水率。強(qiáng)度等級較高的混凝土產(chǎn)生的再生骨料具有更高的吸水率。尺寸較小的再生骨料同樣具有較高的吸水率。但是也有研究成果[35]表明:原始混凝土的抗壓強(qiáng)度越高,獲得的骨料的吸水率越低。值得注意的是,在他們的研究中使用的是高強(qiáng)度混凝土制成的再生骨料,其抗壓強(qiáng)度至少大于60MPa,因而這一結(jié)論仍需要得到進(jìn)一步證實。1.2.2.3密度由于再生骨料表面附著的水泥砂漿粗糙多孔,再生骨料的密度小于天然骨料[31,32,36]。Katz等人[31]研究發(fā)現(xiàn),再生骨料的堆積密度很低,約為1300kg/m3,對于尺寸等級小于2.36mm、在2.36mm和9mm之間和大于9.5mm的再生骨料,體積比重分別為2.23、2.32和2.55,而相應(yīng)天然骨料的體積比重為2.7。Silva等人[36]根據(jù)文獻(xiàn)資料,對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計計算后發(fā)現(xiàn):再生粗骨料的平均干密度為2327kg/m3,誤差為117kg/m3(樣本量:292),平均飽和面干密度為2442kg/m3,誤差為84kg/m3(樣品量:2
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]再生混凝土研究現(xiàn)狀與展望[J]. 黃小琴,黃琴,蔣必鳳,陳圣寧. 山西建筑. 2019(10)
[2]建筑垃圾處理及再生骨料利用現(xiàn)狀分析[J]. 江媛云,余建杰,周小娟,周曼玉. 水利規(guī)劃與設(shè)計. 2019(04)
[3]現(xiàn)代混凝土收縮研究評述[J]. 韓宇棟,張君,岳清瑞,曾濱,郝挺宇,林松濤. 混凝土. 2019(02)
[4]原生混凝土強(qiáng)度對再生混凝土力學(xué)性能及界面區(qū)微結(jié)構(gòu)的影響[J]. 王繼娜,徐開東,李志新,馬先偉,牛季收,楊歡,金彪. 混凝土與水泥制品. 2019(01)
[5]再生膠凝材料應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 米文靜. 商洛學(xué)院學(xué)報. 2018(06)
[6]再生骨料的強(qiáng)化處理對再生混凝土的性能影響[J]. 王冠,奚江琳. 建筑技術(shù). 2018(S2)
[7]強(qiáng)化再生粗骨料物理性能試驗研究[J]. 劉曉龍,譚波,劉紀(jì)艷,孫鵬峰,陳志強(qiáng),段緒勝. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(06)
[8]混凝土再生膠凝材料的活性試驗研究[J]. 吳福飛,鄧洪剛,朱麗菊,鄧超,劉春梅,羅成. 貴州師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[9]高吸水性聚合物對水泥砂漿長期收縮性能的影響[J]. 張國防,陸小培,和瑞,王亞文,王培銘. 建筑材料學(xué)報. 2018(03)
[10]高吸水性樹脂對水泥漿體電阻率與自收縮的影響[J]. 陳磊,廖宜順,徐鵬飛,鞠家佳,田凱. 混凝土與水泥制品. 2018(02)
博士論文
[1]廢棄混凝土全組分建材化再生利用的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張領(lǐng)雷.中國礦業(yè)大學(xué) 2018
[2]再生骨料提質(zhì)的綠色化學(xué)方法研究[D]. 王亮.安徽理工大學(xué) 2018
[3]碳化與荷載耦合作用下水泥基材料微結(jié)構(gòu)演變與預(yù)測模型[D]. 沈奇真.東南大學(xué) 2018
碩士論文
[1]建筑垃圾資源化風(fēng)選設(shè)備的設(shè)計[D]. 滿博.山東大學(xué) 2018
[2]水泥混凝土強(qiáng)制碳酸化實驗研究[D]. 王敏.山西大學(xué) 2018
[3]不同侵蝕條件對粉煤灰再生混凝土界面結(jié)構(gòu)性能的影響[D]. 李倩倩.青島理工大學(xué) 2018
[4]基于再生粗骨料碳化處理的納米SiO2改性再生混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)研究[D]. 朱藝婷.福州大學(xué) 2017
[5]納米材料對水泥凈漿體系的影響及作用機(jī)理研究[D]. 趙延明.沈陽大學(xué) 2017
[6]再生混凝土微粉制備再生膠凝材料的研究[D]. 楊琳.東南大學(xué) 2016
[7]再生骨料改性及其在瀝青混合料中的應(yīng)用[D]. 張濤.武漢理工大學(xué) 2010
[8]再生混凝土的性能及其改性研究[D]. 肖開濤.武漢理工大學(xué) 2004
本文編號:3279048
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