生态型纳米光催化全再生混凝土制备技术研究

发布时间：2019-09-11 14:19

【摘要】：土建行业的飞速发展,产生了大量的废弃混凝土,传统的处理方法是露天放置,或者地下掩埋。但是这样又造成了环境的污染,土地资源的浪费。因此合理地处理建筑垃圾,是土木行业可持续发展的新模式。汽车工业的飞速发展,不仅带来了交通便利、经济发展,同时产生了汽车尾气等问题,严重影响生态环境。汽车尾气中的主要污染物HC、NO_x、CO_2不但能致癌和引起中毒,使人体呼吸系统以外的其他部位肿瘤发病率升高,威胁人类健康;而且还会污染周围的大气和土壤环境,导致温室效应、酸雨等一系列环境问题,影响生态环境,使全球经济增长产生不可估量的损失。因此合理解决汽车尾气的问题,是当前研究的热点。针对上述两种问题,本研究提出了生态型纳米光催化全再生混凝土制备技术。生态型纳米光催化全再生混凝土是针对废弃混凝土的再生利用和光催化功能路面材料提出的解决办法。用废弃混凝土制得的再生粗集料、再生细集料和再生粉料,并在其上负载光催化剂纳米TiO_2,将再生骨料全部利用制备出纳米光催化全再生混凝土。从而同时解决了废弃混凝土的处理和大气污染物净化两大问题。为了检验新型功能性材料的性能,本文采用试验研究的方法,同时借助全寿命周期(LCA)的方法,从宏观和微观两个层面对纳米光催化全再生混凝土的力学性能和光催化性能两个问题进行了初步的探索与研究。主要研究内容和结论如下:(1)从再生混凝土骨料的全部利用这一思路出发,利用试验研究的方法,得到再生粉料再生细骨料、再生粗骨料的最佳掺量。结果表明:(a)再生粉料的最优取代率是3%;(b)负载纳米TiO_2的再生细骨料的最优取代率是30%;(c)负载纳米TiO_2的再生粗骨料的最佳取代率是30%。(2)从微观层面,说明纳米光催化全再生混凝土的力学强度增强原因。利用XRD测试、SEM测试等微观测试技术,表明:(a)再生骨料表面多孔洞、裂缝,造成骨料的基本性能比天然骨料性能低;(b)对比骨料是否负载纳米TiO_2的,看出的纳米颗粒负载在再生骨料表面的孔洞、裂缝中,说明用TiO_2溶液浸泡再生骨料,使纳米TiO_2负载在再生骨料上的试验方法是可行的;(c)对比普通再生混凝土与纳米光催化再生混凝土,对比可以明显的看出纳米TiO_2的水化产物,填充了再生混凝土的孔洞、裂缝,增强了再生混凝土的力学性能。(3)通过自制的光催化性能测试装置,在试验室条件下,测量出纳米光催化全再生混凝土的光催化活性,得出40min时间内纳米TiO_2光催化NO_2效率是18%。(4)分析纳米光催化全再生混凝土材料推广使用的可行性,采用全寿命周期成本的方法(LCA),用现金流分析的方法,得出新型功能性材料的使用、推广价值。
【图文】：

鄂式破碎机,再生骨料

14图 2-2 鄂式破碎机Figure 2-2 Jaw Crusher规范，再生骨料粒径是 5mm-25mm 的再生-5mm 的再生骨料定义为再生细骨料，把粉料。按照再生骨料的制备流程，制备出的

示意图,再生骨料,颗粒,粗骨料

(a) 再生粗骨料(b)再生细骨料（c）再生粉料图 2-3 再生骨料颗粒示意图Fig. 2-3 sketch map of recycled aggregate particles根据规范《GB/T 25177-2010 混凝土用再生粗骨料》、《GB/T 25176-2010混凝土和砂浆用再生细骨料》、《JGJ/T 204-2011 再生骨料应用技术规范》、《DB31/T361-2013 再生混凝土粉应用规程》，按照规范试验操作，得到各种再生骨料的基本性能。按照规范要求，，再生混凝土粗骨料的级配是粒径为 5mm-25mm 的连续粒级。通过试验，计算得出：再生粗骨料的表观密度为 1766.3kg/m3，堆积密度是 1115.3 kg/m3，再生粗骨料吸水率是 6.4%，满足再生粗骨料规范中的Ⅲ区。再生细骨料的表观密度 1953 kg/m3，堆积密度为 1207 kg/m3，再生细骨料的吸水率 7.9%。如表 2-3 所示满足再生细骨料中的Ⅲ区。按照规范《GB8074-2008 水泥比表面积测试定法勃氏法》测得出，再生
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU528

【参考文献】