废弃混凝土全组分再生利用研究
发布时间：2021-04-17 03:21
废弃混凝土是建筑物在使用、维护和拆迁过程中不断的产生的大量固体废弃物,其资源化利用一直备受关注。为了加速推进生态文明建设,构建环境友好型社会的发展,将废弃混凝土这一大宗建筑产品废弃物应用到土木工程当中,已是大势所趋。本文以废弃混凝土为主要原料,通过对破碎机出口粒径的选择,找出适合骨料级配粒径、实现骨料最紧密堆积的破碎方法,实现废弃混凝土全组分的资源化利用。本文在以下方面进行主要研究:（1）最紧粒度级配再生骨料制备技术研究为了制备出符合最紧密堆积级配的再生骨料,通过控制破碎装置的不同出料孔径,对比再生骨料的级配与标准级配曲线的相互关系,提出了满足骨料级配和紧密堆积密度的破碎方法。结果表明:经过2.36mm、1.18mm出料孔径破碎产生的再生粗骨料,其骨料表面附着砂浆都很少,而且再生骨料的级配也能满足Ⅱ区中砂的要求,可以用作混凝土的骨料进行使用。（2）再生微粉对胶凝体系性能影响研究为了探究再生微粉对胶凝体系性能的影响,测定不同研磨时间再生微粉的比表面积,确定适宜再生微粉的研磨时间（比表面积）。测定比表面积优选组再生微粉的安定性、标准稠度用水量、凝结时间、与减水剂相容性及力学强度,确定再生微...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
废弃混凝土破碎制备工艺Figure2-1Wasteconcretecrushingpreparationprocess
2原材料与实验方法13二次破碎，筛分后将粒径小于0.15mm的再生混凝土称作再生微粉，而筛分后粒径为0.15~4.75mm的废弃混凝土作为再生细骨料使用。2.3试验方法（ExperimentMethod）2.3.1物理性能试验（1）颗粒粒径分布(PSD)本课题通过球磨制备粉料的粒径分布测试仪器为Winner3003干粉激光粒度分析仪（见图2-3），采用空气作分散介质，利用紊流分散原理和Mie光散射原理进行测试，测试范围为0.1μm-500μm。该测试的基本原理为：根据激光散射原理，颗粒大小不同，散射光能量随散射角度的分布也不同，此种分布称为散射谱。激光粒度仪就是通过检测颗粒群的散射谱反演颗粒大小及其分布的。图2-3激光粒度分析仪Fig2-3Laserparticlesizeanalyzer（2）水泥标准稠度与凝结时间参照《水泥标准稠度用水量、凝结时间和安定性检验方法》（GB/T1346-2011），测定不同掺量的缓凝剂、减水剂对胶凝材料的标准稠度及凝结时间的影响。（3）砂浆稠度、保水率及分层度根据《建筑砂浆基本性能试验方法标准》（JGJ/T70-2009），采用砂浆稠度测定仪、砂浆分层度测定仪分别对砂浆进行稠度试验和分层度试验；采用金属圆环对滤纸吸水前后的试模质量进行称重后，计算出砂浆的保水率。（4）力学性能测试抗压强度是水泥基胶凝材料最常用的力学性能指标之一，是胶凝材料微观水化反应过程在宏观尺度的体现。试验参照《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB/T17671-1999）和《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002，在相应的测试龄期（3d、7d和28d），将胶砂试件（40mm×40mm×160mm，用于再生胶凝材料力学性能测定）、混凝土试件（100mm×100mm×100mm，用
4再生微粉对胶凝体系性能影响研究30由图4-1，不同破碎顺序下再生骨料各粒径分布百分率可以看出。研磨时间越长，各粒径分布的颗粒搭配越紧密，与Fuller曲线的贴合度越好。但超过一定时间，对粒径分布的影响不大。研磨初期（30min）在物理作用下表面松散的颗粒进行松动，后期由于球磨机自身的局限性不能进一步将颗粒进行分离，再生颗粒由研磨60min至90min时整体的颗粒分布和比表面积没有实质性的变迁，故选择比表面积400m2/kg（研磨60min）再生微粉作为本试验用粉。4.3.2再生微粉掺量对胶凝体系安定性及适应性的影响选择比表面积400m2/kg（研磨60min）的再生微粉用于水泥基材料进行物理性能，将研磨好的再生微粉等量取代10%、20%、30%的P.O42.5水泥，对新组成的再生微粉胶凝体系进行物理性能测试。（1）再生微粉掺入对水泥基材料安定性影响参照《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性试验方法》（GB/T1346-2011）中的雷氏夹法和试饼法对所选用的再生微粉同时进行体积安定性和标准稠度用水量的测试（如图4-2和图4-3）。将不同掺量再生微粉体积安定性试验结果记录于表4-2当中。矿物掺合料能够加入水泥中的先决条件是满足体积安定性要求，所以对胶凝表4-2不同掺量再生微粉体积安定性试验结果Table4-2Volumestabilitytestresultsofdifferentdosagesofregeneratedmicropowder编号再生微粉掺量试饼法膨胀值（mm）评定结果能否使用RCF-110%合格0.5合格能使用RCF-220%合格0.6合格能使用RCF-330%合格0.8合格能使用图4-2雷氏夹法安定性测试Figure4-2Reyeclampmethodstabilitytest图4-3试饼法安定性测试Figure4-3Testcakemethodstabilitytest
【参考文献】：
期刊论文
[1]再生微粉在水泥基材料中的应用与研究进展[J]. 周长顺,吉红波,赵丽颖. 硅酸盐通报. 2019(08)
[2]再生混凝土利用技术及应用现状[J]. 白岩. 科技经济导刊. 2019(21)
[3]再生骨料对砌筑砂浆力学性能影响研究[J]. 张惠民,蔡小平,徐波,葛勇,张大弓. 城市道桥与防洪. 2019(07)
[4]再生骨料混凝土抗冻性研究进展[J]. 陈自豪,元成方. 混凝土. 2019(05)
[5]再生微粉基本性能及对胶砂性能的影响[J]. 康晓明,李滢,樊耀虎. 青海大学学报. 2019(01)
[6]全组分再生砂粒度及掺量对干混砂浆性能影响研究[J]. 张苹,谢汝朋,李秋义. 混凝土. 2018(10)
[7]再生骨料混凝土研究现状及进展[J]. 乔宏霞,关利娟,曹辉,路承功. 混凝土. 2017(07)
[8]不同激发剂激发建筑垃圾再生微粉活性研究[J]. 李琴,张春红,孙可伟. 硅酸盐通报. 2016(07)
[9]不同粒径建筑垃圾再生粉料性能研究[J]. 王宁,张凯峰,姚源,崔庆怡,黄培增,邓天明. 硅酸盐通报. 2015(S1)
[10]建筑垃圾再生微粉的研究现状[J]. 毛新奇,屈文俊,朱鹏. 混凝土与水泥制品. 2015(08)
博士论文
[1]基于再生骨料品质和取代率的再生混凝土配合比设计方法研究[D]. 郭远新.青岛理工大学 2018
[2]再生骨料对混凝土性能影响的试验研究和计算分析[D]. 石建光.上海大学 2011
硕士论文
[1]高强度再生骨料混凝土的配制及耐久性能研究[D]. 刘杰.哈尔滨工业大学 2016
[2]乌鲁木齐市废弃混凝土再生粗骨料性能及应用研究[D]. 梁芮.新疆大学 2014
[3]再生胶凝材料改性及性能研究[D]. 华天星.武汉理工大学 2012
[4]再生骨料的吸水率对再生混凝土物理力学性能的影响研究[D]. 杨青.浙江大学 2011
[5]再生骨料混凝土力学性能特征及其影响因素[D]. 张九峰.北京交通大学 2010
[6]再生微粉的基本性能及应用[D]. 吕雪源.青岛理工大学 2009
[7]粉土粒度分布及压实特性研究[D]. 秦雯.长安大学 2007
本文编号：3142709
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
废弃混凝土破碎制备工艺Figure2-1Wasteconcretecrushingpreparationprocess
2原材料与实验方法13二次破碎，筛分后将粒径小于0.15mm的再生混凝土称作再生微粉，而筛分后粒径为0.15~4.75mm的废弃混凝土作为再生细骨料使用。2.3试验方法（ExperimentMethod）2.3.1物理性能试验（1）颗粒粒径分布(PSD)本课题通过球磨制备粉料的粒径分布测试仪器为Winner3003干粉激光粒度分析仪（见图2-3），采用空气作分散介质，利用紊流分散原理和Mie光散射原理进行测试，测试范围为0.1μm-500μm。该测试的基本原理为：根据激光散射原理，颗粒大小不同，散射光能量随散射角度的分布也不同，此种分布称为散射谱。激光粒度仪就是通过检测颗粒群的散射谱反演颗粒大小及其分布的。图2-3激光粒度分析仪Fig2-3Laserparticlesizeanalyzer（2）水泥标准稠度与凝结时间参照《水泥标准稠度用水量、凝结时间和安定性检验方法》（GB/T1346-2011），测定不同掺量的缓凝剂、减水剂对胶凝材料的标准稠度及凝结时间的影响。（3）砂浆稠度、保水率及分层度根据《建筑砂浆基本性能试验方法标准》（JGJ/T70-2009），采用砂浆稠度测定仪、砂浆分层度测定仪分别对砂浆进行稠度试验和分层度试验；采用金属圆环对滤纸吸水前后的试模质量进行称重后，计算出砂浆的保水率。（4）力学性能测试抗压强度是水泥基胶凝材料最常用的力学性能指标之一，是胶凝材料微观水化反应过程在宏观尺度的体现。试验参照《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB/T17671-1999）和《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002，在相应的测试龄期（3d、7d和28d），将胶砂试件（40mm×40mm×160mm，用于再生胶凝材料力学性能测定）、混凝土试件（100mm×100mm×100mm，用
4再生微粉对胶凝体系性能影响研究30由图4-1，不同破碎顺序下再生骨料各粒径分布百分率可以看出。研磨时间越长，各粒径分布的颗粒搭配越紧密，与Fuller曲线的贴合度越好。但超过一定时间，对粒径分布的影响不大。研磨初期（30min）在物理作用下表面松散的颗粒进行松动，后期由于球磨机自身的局限性不能进一步将颗粒进行分离，再生颗粒由研磨60min至90min时整体的颗粒分布和比表面积没有实质性的变迁，故选择比表面积400m2/kg（研磨60min）再生微粉作为本试验用粉。4.3.2再生微粉掺量对胶凝体系安定性及适应性的影响选择比表面积400m2/kg（研磨60min）的再生微粉用于水泥基材料进行物理性能，将研磨好的再生微粉等量取代10%、20%、30%的P.O42.5水泥，对新组成的再生微粉胶凝体系进行物理性能测试。（1）再生微粉掺入对水泥基材料安定性影响参照《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性试验方法》（GB/T1346-2011）中的雷氏夹法和试饼法对所选用的再生微粉同时进行体积安定性和标准稠度用水量的测试（如图4-2和图4-3）。将不同掺量再生微粉体积安定性试验结果记录于表4-2当中。矿物掺合料能够加入水泥中的先决条件是满足体积安定性要求，所以对胶凝表4-2不同掺量再生微粉体积安定性试验结果Table4-2Volumestabilitytestresultsofdifferentdosagesofregeneratedmicropowder编号再生微粉掺量试饼法膨胀值（mm）评定结果能否使用RCF-110%合格0.5合格能使用RCF-220%合格0.6合格能使用RCF-330%合格0.8合格能使用图4-2雷氏夹法安定性测试Figure4-2Reyeclampmethodstabilitytest图4-3试饼法安定性测试Figure4-3Testcakemethodstabilitytest
【参考文献】：
期刊论文
[1]再生微粉在水泥基材料中的应用与研究进展[J]. 周长顺,吉红波,赵丽颖. 硅酸盐通报. 2019(08)
[2]再生混凝土利用技术及应用现状[J]. 白岩. 科技经济导刊. 2019(21)
[3]再生骨料对砌筑砂浆力学性能影响研究[J]. 张惠民,蔡小平,徐波,葛勇,张大弓. 城市道桥与防洪. 2019(07)
[4]再生骨料混凝土抗冻性研究进展[J]. 陈自豪,元成方. 混凝土. 2019(05)
[5]再生微粉基本性能及对胶砂性能的影响[J]. 康晓明,李滢,樊耀虎. 青海大学学报. 2019(01)
[6]全组分再生砂粒度及掺量对干混砂浆性能影响研究[J]. 张苹,谢汝朋,李秋义. 混凝土. 2018(10)
[7]再生骨料混凝土研究现状及进展[J]. 乔宏霞,关利娟,曹辉,路承功. 混凝土. 2017(07)
[8]不同激发剂激发建筑垃圾再生微粉活性研究[J]. 李琴,张春红,孙可伟. 硅酸盐通报. 2016(07)
[9]不同粒径建筑垃圾再生粉料性能研究[J]. 王宁,张凯峰,姚源,崔庆怡,黄培增,邓天明. 硅酸盐通报. 2015(S1)
[10]建筑垃圾再生微粉的研究现状[J]. 毛新奇,屈文俊,朱鹏. 混凝土与水泥制品. 2015(08)
博士论文
[1]基于再生骨料品质和取代率的再生混凝土配合比设计方法研究[D]. 郭远新.青岛理工大学 2018
[2]再生骨料对混凝土性能影响的试验研究和计算分析[D]. 石建光.上海大学 2011
硕士论文
[1]高强度再生骨料混凝土的配制及耐久性能研究[D]. 刘杰.哈尔滨工业大学 2016
[2]乌鲁木齐市废弃混凝土再生粗骨料性能及应用研究[D]. 梁芮.新疆大学 2014
[3]再生胶凝材料改性及性能研究[D]. 华天星.武汉理工大学 2012
[4]再生骨料的吸水率对再生混凝土物理力学性能的影响研究[D]. 杨青.浙江大学 2011
[5]再生骨料混凝土力学性能特征及其影响因素[D]. 张九峰.北京交通大学 2010
[6]再生微粉的基本性能及应用[D]. 吕雪源.青岛理工大学 2009
[7]粉土粒度分布及压实特性研究[D]. 秦雯.长安大学 2007
本文编号：3142709
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