工程废土在新型生土基保温空心砖中的资源化应用研究
发布时间：2021-06-02 20:47
随着城镇化建设进程的推进,工程建设中产生的废土数量成几何级速度增长,目前工程废土处理方式仍以填埋为主资源化利用为辅,导致大量土地被占用,造成生态环境的严重破坏。工程废土在新型生土基保温空心砖中的资源化利用是以工程废土作为主要基材,通过合理的材料改性和构造设计优化,并结合现代化制造工艺生产新型节能墙材的创新技术手段,可为工程废土的再利用和建筑物降耗节能提供参考。对响应国家“保护生态环境,留住青山绿水”的号召,改善人居环境,实现社会可持续发展具有重要理论和现实意义。本文运用试验研究、数值模拟和理论分析等方法,主要研究内容和结论如下:（1）工程废土的矿物及化学成分、颗粒分布、可塑性、酸碱度及有机质含量等特性对制砖技术的选定和产品的质量造成较大的影响。在考虑节能环保和工艺成本的前提下,分析确定新型生土基保温空心砖以中性或弱碱性工程废土为原材料、水泥为改性固化剂,采用非烧结的半干法液压砖机静压压制成型工艺。（2）工程废土改性单因素试验研究表明,成型压力、混合料含水率、水泥和细石掺量均对其抗压强度和表观密度产生较大影响。在考虑材料性能和成本控制的前提下,成型压力、混合料含水率、水泥和细石掺量等影响...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：199 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
地铁工程施工中所产生的工程废土Constructionwastesoilofsubwayconstruction
2据估算，一个地铁站施工产生的土方量多达8.7万立方米。长1公里、直径6米的地铁隧道施工约产生6.8万立方米。由于工程废土的量大，清运、堆放、消纳都成为了各大城市亟待解决的难题。目前从全国整体情况来看，处理工程废土的主要方式以送往消纳场集中填埋或堆放为主、少量用于工程建设回填、极少部分进行资源化再利用。工程废土的集中填埋或堆放，对资源和环境都会造成恶劣影响：一是侵占土地。1亿吨建筑垃圾按堆高5米测算，约占地2.5万亩，20亿吨建筑垃圾约占用50万亩土地。二是污染水体、大气和土壤。三是严重影响市容和环境卫生。建筑垃圾总量只增不减，而填埋场容量越来越小，城市环境压力越来越大。图1.2所示为深圳市光明区“1220”特大滑坡事故，这就是深圳不堪渣土重负从“量变”到“质变”的结果。图1.2工程废土堆场滑坡事故Landslideattheconstructionwastesoildumpsite习近平总书记说过：“变废为宝、循环利用是朝阳产业。垃圾是放错位置的资源，把垃圾资源化，化腐朽为神奇，是一门艺术”。据统计，欧美国家对建筑垃圾资源化率在70%以上、日韩达95%以上。而据《中国建筑垃圾资源化产业发展报告（2014年度）》统计，中国的建筑垃圾资源化利用率还不到5％。而工程废土自身作为一种建筑垃圾，具有资源化的属性，因此只要经过处理，完全可以作为一种新型资源使用。由此，寻找工程废土的资源化利用技术途径，加大工程废土的回收利用，以解决弃土围城的困境迫在眉睫。另一方面，随着生活水平的不断提高，人们住所内部的舒适度要求不断攀升，由此带来的建筑能耗也在不断增长，然而其中采用节能措施的只有4%左右。因
6(a)福建土楼(b)Bamcitadel(c)KasbahAitBenHaddou(b)戈贝克利特佩图1.3传统生土建筑Traditionalearthenarchitecture19世纪中期，英国、美国、法国、德国等西方国家经历两次世界大战后，在城市重建过程中产生了大量建筑垃圾。垃圾处理难一时成为了社会聚焦的问题。生土材料和生土建筑重新进入了环保人士的视野。如何对这种强度低、耐久性差但便于获取的材料进行改性，成为了科研工作者积极探索的焦点。法国首先结合现代材料科学理论对生土材料进行了改良，成功研制了土壤固化剂。巴西研究人员通过植物纤维和稻壳灰等物理改性方法对生土材料进行改造，充分利用了生土材料的热湿性能。日本由于其地处地震多发地区，为了保证人民财产的安全和节约资源，在生土建筑的生产过程中增加了一定量的藤条，以提高生土材料的韧性，使生土建筑质量降低，承载能力增强，是消除地震振动的好方法。通过空气压缩机理论，美国建筑师成功地改进了生土建筑的建造工艺，并成功地提高了生产效率和生土性能。国外诸多学者对生土基材料的化学改性进行了大量的试验研究[31-35]。结果表明，不同的改性固化剂对生土材料的强度有不同的影响。其中水泥的改性效果最为明显。此外，生土中掺加的改性固化剂用量对生土材料的强度有显著影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]余泥渣土的处理与利用[J]. 陈发滨,徐培蓁,刘欣禹. 低温建筑技术. 2019(09)
[2]多孔砖孔型及孔洞率有限元优化研究[J]. 陈斌,王崇恩. 新型建筑材料. 2019(09)
[3]不同养护龄期生土基材料力学性能及关系研究[J]. 雷志君,张坤,杨战社,王毅红,卜永红. 粉煤灰综合利用. 2019(02)
[4]水泥基材料对生土改性效果及机制研究[J]. 杨永,张树青,荣辉,张磊,张颖,徐蕊,王雪平,杨久俊. 硅酸盐通报. 2019(04)
[5]不同地域生土基材料抗压强度试验研究[J]. 张坤,王毅红,兰官奇,杨战社,张凌寒. 硅酸盐通报. 2019(04)
[6]500～700密度等级渣土陶粒的研制及其性能[J]. 高二利. 交通科学与工程. 2019(01)
[7]盾构渣土制作新型墙材研究探析[J]. 姜军,尹宝党. 砖瓦. 2019(03)
[8]基于SWOT分析我国烧结砖行业发展[J]. 高连玉,高玲. 墙材革新与建筑节能. 2019(02)
[9]烧结自保温多孔砖孔型设计及优化分析[J]. 张猛,冯小平,封剑森,邹昀,高传超. 硅酸盐通报. 2018(12)
[10]工程渣土制备500密度等级陶粒技术研究[J]. 张国良. 国防交通工程与技术. 2018(05)
博士论文
[1]生土基材料强度标准试验方法研究[D]. 张坤.长安大学 2017
[2]潮湿状态土遗址的斥水—碳化保护研究[D]. 李敏.兰州大学 2012
[3]传统夯土民居生态建筑材料体系的优化研究[D]. 尚建丽.西安建筑科技大学 2005
硕士论文
[1]掺入石子、砂子、水泥的改性生土材料抗压试验研究[D]. 刘芳.长安大学 2017
[2]建筑渣土制备可控低强材料及性能研究[D]. 刘萌.北京建筑大学 2016
[3]基于响应面法的结构优化设计研究[D]. 田铖.上海海洋大学 2016
[4]掺废渣土的烧结页岩保温砌块及其砌体基本性能研究[D]. 蔡春莲.长沙理工大学 2015
[5]基于响应面法的钢筋混凝土框架结构有限元模型修正研究[D]. 黄琼.兰州理工大学 2014
[6]改性方式对生土墙体材料耐久性影响的研究[D]. 郝传文.沈阳建筑大学 2011
[7]改性土体材料及土坯砌体的受压力学性能研究[D]. 陈嘉.新疆大学 2009
[8]生土材料的改性研究[D]. 王琴.重庆大学 2009
[9]云南农村民居典型土坯砌体基本力学性能试验研究[D]. 潘兴庆.昆明理工大学 2007
本文编号：3210726
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：199 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
地铁工程施工中所产生的工程废土Constructionwastesoilofsubwayconstruction
2据估算，一个地铁站施工产生的土方量多达8.7万立方米。长1公里、直径6米的地铁隧道施工约产生6.8万立方米。由于工程废土的量大，清运、堆放、消纳都成为了各大城市亟待解决的难题。目前从全国整体情况来看，处理工程废土的主要方式以送往消纳场集中填埋或堆放为主、少量用于工程建设回填、极少部分进行资源化再利用。工程废土的集中填埋或堆放，对资源和环境都会造成恶劣影响：一是侵占土地。1亿吨建筑垃圾按堆高5米测算，约占地2.5万亩，20亿吨建筑垃圾约占用50万亩土地。二是污染水体、大气和土壤。三是严重影响市容和环境卫生。建筑垃圾总量只增不减，而填埋场容量越来越小，城市环境压力越来越大。图1.2所示为深圳市光明区“1220”特大滑坡事故，这就是深圳不堪渣土重负从“量变”到“质变”的结果。图1.2工程废土堆场滑坡事故Landslideattheconstructionwastesoildumpsite习近平总书记说过：“变废为宝、循环利用是朝阳产业。垃圾是放错位置的资源，把垃圾资源化，化腐朽为神奇，是一门艺术”。据统计，欧美国家对建筑垃圾资源化率在70%以上、日韩达95%以上。而据《中国建筑垃圾资源化产业发展报告（2014年度）》统计，中国的建筑垃圾资源化利用率还不到5％。而工程废土自身作为一种建筑垃圾，具有资源化的属性，因此只要经过处理，完全可以作为一种新型资源使用。由此，寻找工程废土的资源化利用技术途径，加大工程废土的回收利用，以解决弃土围城的困境迫在眉睫。另一方面，随着生活水平的不断提高，人们住所内部的舒适度要求不断攀升，由此带来的建筑能耗也在不断增长，然而其中采用节能措施的只有4%左右。因
6(a)福建土楼(b)Bamcitadel(c)KasbahAitBenHaddou(b)戈贝克利特佩图1.3传统生土建筑Traditionalearthenarchitecture19世纪中期，英国、美国、法国、德国等西方国家经历两次世界大战后，在城市重建过程中产生了大量建筑垃圾。垃圾处理难一时成为了社会聚焦的问题。生土材料和生土建筑重新进入了环保人士的视野。如何对这种强度低、耐久性差但便于获取的材料进行改性，成为了科研工作者积极探索的焦点。法国首先结合现代材料科学理论对生土材料进行了改良，成功研制了土壤固化剂。巴西研究人员通过植物纤维和稻壳灰等物理改性方法对生土材料进行改造，充分利用了生土材料的热湿性能。日本由于其地处地震多发地区，为了保证人民财产的安全和节约资源，在生土建筑的生产过程中增加了一定量的藤条，以提高生土材料的韧性，使生土建筑质量降低，承载能力增强，是消除地震振动的好方法。通过空气压缩机理论，美国建筑师成功地改进了生土建筑的建造工艺，并成功地提高了生产效率和生土性能。国外诸多学者对生土基材料的化学改性进行了大量的试验研究[31-35]。结果表明，不同的改性固化剂对生土材料的强度有不同的影响。其中水泥的改性效果最为明显。此外，生土中掺加的改性固化剂用量对生土材料的强度有显著影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]余泥渣土的处理与利用[J]. 陈发滨,徐培蓁,刘欣禹. 低温建筑技术. 2019(09)
[2]多孔砖孔型及孔洞率有限元优化研究[J]. 陈斌,王崇恩. 新型建筑材料. 2019(09)
[3]不同养护龄期生土基材料力学性能及关系研究[J]. 雷志君,张坤,杨战社,王毅红,卜永红. 粉煤灰综合利用. 2019(02)
[4]水泥基材料对生土改性效果及机制研究[J]. 杨永,张树青,荣辉,张磊,张颖,徐蕊,王雪平,杨久俊. 硅酸盐通报. 2019(04)
[5]不同地域生土基材料抗压强度试验研究[J]. 张坤,王毅红,兰官奇,杨战社,张凌寒. 硅酸盐通报. 2019(04)
[6]500～700密度等级渣土陶粒的研制及其性能[J]. 高二利. 交通科学与工程. 2019(01)
[7]盾构渣土制作新型墙材研究探析[J]. 姜军,尹宝党. 砖瓦. 2019(03)
[8]基于SWOT分析我国烧结砖行业发展[J]. 高连玉,高玲. 墙材革新与建筑节能. 2019(02)
[9]烧结自保温多孔砖孔型设计及优化分析[J]. 张猛,冯小平,封剑森,邹昀,高传超. 硅酸盐通报. 2018(12)
[10]工程渣土制备500密度等级陶粒技术研究[J]. 张国良. 国防交通工程与技术. 2018(05)
博士论文
[1]生土基材料强度标准试验方法研究[D]. 张坤.长安大学 2017
[2]潮湿状态土遗址的斥水—碳化保护研究[D]. 李敏.兰州大学 2012
[3]传统夯土民居生态建筑材料体系的优化研究[D]. 尚建丽.西安建筑科技大学 2005
硕士论文
[1]掺入石子、砂子、水泥的改性生土材料抗压试验研究[D]. 刘芳.长安大学 2017
[2]建筑渣土制备可控低强材料及性能研究[D]. 刘萌.北京建筑大学 2016
[3]基于响应面法的结构优化设计研究[D]. 田铖.上海海洋大学 2016
[4]掺废渣土的烧结页岩保温砌块及其砌体基本性能研究[D]. 蔡春莲.长沙理工大学 2015
[5]基于响应面法的钢筋混凝土框架结构有限元模型修正研究[D]. 黄琼.兰州理工大学 2014
[6]改性方式对生土墙体材料耐久性影响的研究[D]. 郝传文.沈阳建筑大学 2011
[7]改性土体材料及土坯砌体的受压力学性能研究[D]. 陈嘉.新疆大学 2009
[8]生土材料的改性研究[D]. 王琴.重庆大学 2009
[9]云南农村民居典型土坯砌体基本力学性能试验研究[D]. 潘兴庆.昆明理工大学 2007
本文编号：3210726
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