醋酸改性再生骨料全资源利用基础和应用研究
发布时间：2021-07-12 02:53
随着建筑行业的蓬勃发展,混凝土的生产消耗大量诸如砂石之类的天然资源。一方面,我国在过去30多年的高速发展建设中,长期超负荷开采的索取方式让原本丰富的天然骨料资源逐渐消耗殆尽;另一方面,建筑业的迅速发展产生了大量的建筑废弃物。建筑垃圾中主要成分是废混凝土,对废混凝土进行破碎并制备可回收利用的再生骨料具有重要的经济效益和环保意义。再生骨料是由废弃混凝土破碎、筛分得到的骨料,相较于天然骨料,再生骨料表面附着硬化水泥砂浆,因此具有孔隙率大、吸水率高、微裂纹多、质量差的特点。为了提高再生骨料品质,本文用稀醋酸浸泡处理再生骨料的方法,去除再生骨料表面水泥砂浆,并回收利用处理过程中产生的废液废渣,形成零排放、无污染、全资源利用的成套绿色环保再生利用技术。为了研究不同稀醋酸浓度、浸泡时长对再生骨料性能的影响,设计了0.1M、0.2M和0.3M三个稀醋酸浓度,12h、24h和36h三个浸泡时长,通过正交试验获得9种浸泡条件,浸泡前后对再生骨料的质量、吸水率、表观密度和压碎指标进行测试,测试结果表明:醋酸浸泡后,再生骨料的吸水率降低,其中经过0.2M醋酸溶液浸泡24h的再生骨料吸水率降幅最大,达到25.5...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
我国内地建筑物拆除垃圾的组成（按重量计）[8]
东南大学硕士学位论文2图1.1我国内地建筑物拆除垃圾的组成（按重量计）[8]Figure1.1CompositionofC&DwasteinChina(byweight)[8]为了解决上述问题，建筑废弃物再生利用的课题摆在了人们的面前。将建筑废弃物中占比较大的废混凝土块处理加工成再生骨料，既能解决天然骨料缺乏的问题，保护骨料产地的生态环境，又能解决建筑废弃物的堆放、占地和环境污染等问题，实现混凝土生产过程中的物质循环利用，保障建筑工业的可持续发展（图1.2）。因此，建筑废弃物（主要是废混凝土）的资源化处理是当今世界众多国家，特别是发达国家的环境保护和可持续战略追求的目标之一[12-14]。图1.2建筑垃圾回收再利用循环Figure1.2Schematicrepresentationofrecyclingtechnique再生混凝土骨料，是由建筑废弃物中的混凝土加工而成，用于配制混凝土的颗粒，简称再生骨料。其中，粒径不大于4.75mm的骨料称为再生细骨料，粒径大于4.75mm的骨料为再生粗骨料。经简单破碎的再生骨料棱角多、表面粗糙、组分中含有硬化水泥
绪论5水率，研究发现：强度等级较低的混凝土在破碎过程中，由于砂浆与骨料之间的粘结较弱，大部分旧砂浆与骨料表面分离，获得的再生骨料吸水率较低，而强度等级较高的混凝土在破碎过程中，由于骨料和旧砂浆之间粘结较好，旧砂浆和骨料分离阻力较大，获得的再生骨料表面砂浆附着量较多，从而导致吸水率较高。图1.3再生骨料砂浆附着量与吸水率之间的关系[27]Fig.1.3Relationshipbetweenmortarcontentandabsorption[27]Silva等人[34]对1977-2014年间发表的236篇出版物的数据进行了统计，通过对数据进行分析，他们发现主要有以下几种因素对再生骨料的吸水率产生影响：1）再生骨料制备工艺；2）原始混凝土的强度；3）再生骨料的尺寸等级。他们认为，经过多次破碎工艺产生的再生骨料由于砂浆附着量降低，因而具有更小的吸水率。强度等级较高的混凝土产生的再生骨料具有更高的吸水率。尺寸较小的再生骨料同样具有较高的吸水率。但是也有研究成果[35]表明：原始混凝土的抗压强度越高，获得的骨料的吸水率越低。值得注意的是，在他们的研究中使用的是高强度混凝土制成的再生骨料，其抗压强度至少大于60MPa，因而这一结论仍需要得到进一步证实。1.2.2.3密度由于再生骨料表面附着的水泥砂浆粗糙多孔，再生骨料的密度小于天然骨料[31,32,36]。Katz等人[31]研究发现，再生骨料的堆积密度很低，约为1300kg/m3，对于尺寸等级小于2.36mm、在2.36mm和9mm之间和大于9.5mm的再生骨料，体积比重分别为2.23、2.32和2.55，而相应天然骨料的体积比重为2.7。Silva等人[36]根据文献资料，对数据进行统计计算后发现：再生粗骨料的平均干密度为2327kg/m3，误差为117kg/m3（样本量：292），平均饱和面干密度为2442kg/m3，误差为84kg/m3（样品量：2
【参考文献】：
期刊论文
[1]再生混凝土研究现状与展望[J]. 黄小琴,黄琴,蒋必凤,陈圣宁. 山西建筑. 2019(10)
[2]建筑垃圾处理及再生骨料利用现状分析[J]. 江媛云,余建杰,周小娟,周曼玉. 水利规划与设计. 2019(04)
[3]现代混凝土收缩研究评述[J]. 韩宇栋,张君,岳清瑞,曾滨,郝挺宇,林松涛. 混凝土. 2019(02)
[4]原生混凝土强度对再生混凝土力学性能及界面区微结构的影响[J]. 王继娜,徐开东,李志新,马先伟,牛季收,杨欢,金彪. 混凝土与水泥制品. 2019(01)
[5]再生胶凝材料应用研究进展[J]. 米文静. 商洛学院学报. 2018(06)
[6]再生骨料的强化处理对再生混凝土的性能影响[J]. 王冠,奚江琳. 建筑技术. 2018(S2)
[7]强化再生粗骨料物理性能试验研究[J]. 刘晓龙,谭波,刘纪艳,孙鹏峰,陈志强,段绪胜. 山东农业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[8]混凝土再生胶凝材料的活性试验研究[J]. 吴福飞,邓洪刚,朱丽菊,邓超,刘春梅,罗成. 贵州师范大学学报(自然科学版). 2018(05)
[9]高吸水性聚合物对水泥砂浆长期收缩性能的影响[J]. 张国防,陆小培,和瑞,王亚文,王培铭. 建筑材料学报. 2018(03)
[10]高吸水性树脂对水泥浆体电阻率与自收缩的影响[J]. 陈磊,廖宜顺,徐鹏飞,鞠家佳,田凯. 混凝土与水泥制品. 2018(02)
博士论文
[1]废弃混凝土全组分建材化再生利用的关键技术研究[D]. 张领雷.中国矿业大学 2018
[2]再生骨料提质的绿色化学方法研究[D]. 王亮.安徽理工大学 2018
[3]碳化与荷载耦合作用下水泥基材料微结构演变与预测模型[D]. 沈奇真.东南大学 2018
硕士论文
[1]建筑垃圾资源化风选设备的设计[D]. 满博.山东大学 2018
[2]水泥混凝土强制碳酸化实验研究[D]. 王敏.山西大学 2018
[3]不同侵蚀条件对粉煤灰再生混凝土界面结构性能的影响[D]. 李倩倩.青岛理工大学 2018
[4]基于再生粗骨料碳化处理的纳米SiO2改性再生混凝土细观结构研究[D]. 朱艺婷.福州大学 2017
[5]纳米材料对水泥净浆体系的影响及作用机理研究[D]. 赵延明.沈阳大学 2017
[6]再生混凝土微粉制备再生胶凝材料的研究[D]. 杨琳.东南大学 2016
[7]再生骨料改性及其在沥青混合料中的应用[D]. 张涛.武汉理工大学 2010
[8]再生混凝土的性能及其改性研究[D]. 肖开涛.武汉理工大学 2004
本文编号：3279048
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
我国内地建筑物拆除垃圾的组成（按重量计）[8]
东南大学硕士学位论文2图1.1我国内地建筑物拆除垃圾的组成（按重量计）[8]Figure1.1CompositionofC&DwasteinChina(byweight)[8]为了解决上述问题，建筑废弃物再生利用的课题摆在了人们的面前。将建筑废弃物中占比较大的废混凝土块处理加工成再生骨料，既能解决天然骨料缺乏的问题，保护骨料产地的生态环境，又能解决建筑废弃物的堆放、占地和环境污染等问题，实现混凝土生产过程中的物质循环利用，保障建筑工业的可持续发展（图1.2）。因此，建筑废弃物（主要是废混凝土）的资源化处理是当今世界众多国家，特别是发达国家的环境保护和可持续战略追求的目标之一[12-14]。图1.2建筑垃圾回收再利用循环Figure1.2Schematicrepresentationofrecyclingtechnique再生混凝土骨料，是由建筑废弃物中的混凝土加工而成，用于配制混凝土的颗粒，简称再生骨料。其中，粒径不大于4.75mm的骨料称为再生细骨料，粒径大于4.75mm的骨料为再生粗骨料。经简单破碎的再生骨料棱角多、表面粗糙、组分中含有硬化水泥
绪论5水率，研究发现：强度等级较低的混凝土在破碎过程中，由于砂浆与骨料之间的粘结较弱，大部分旧砂浆与骨料表面分离，获得的再生骨料吸水率较低，而强度等级较高的混凝土在破碎过程中，由于骨料和旧砂浆之间粘结较好，旧砂浆和骨料分离阻力较大，获得的再生骨料表面砂浆附着量较多，从而导致吸水率较高。图1.3再生骨料砂浆附着量与吸水率之间的关系[27]Fig.1.3Relationshipbetweenmortarcontentandabsorption[27]Silva等人[34]对1977-2014年间发表的236篇出版物的数据进行了统计，通过对数据进行分析，他们发现主要有以下几种因素对再生骨料的吸水率产生影响：1）再生骨料制备工艺；2）原始混凝土的强度；3）再生骨料的尺寸等级。他们认为，经过多次破碎工艺产生的再生骨料由于砂浆附着量降低，因而具有更小的吸水率。强度等级较高的混凝土产生的再生骨料具有更高的吸水率。尺寸较小的再生骨料同样具有较高的吸水率。但是也有研究成果[35]表明：原始混凝土的抗压强度越高，获得的骨料的吸水率越低。值得注意的是，在他们的研究中使用的是高强度混凝土制成的再生骨料，其抗压强度至少大于60MPa，因而这一结论仍需要得到进一步证实。1.2.2.3密度由于再生骨料表面附着的水泥砂浆粗糙多孔，再生骨料的密度小于天然骨料[31,32,36]。Katz等人[31]研究发现，再生骨料的堆积密度很低，约为1300kg/m3，对于尺寸等级小于2.36mm、在2.36mm和9mm之间和大于9.5mm的再生骨料，体积比重分别为2.23、2.32和2.55，而相应天然骨料的体积比重为2.7。Silva等人[36]根据文献资料，对数据进行统计计算后发现：再生粗骨料的平均干密度为2327kg/m3，误差为117kg/m3（样本量：292），平均饱和面干密度为2442kg/m3，误差为84kg/m3（样品量：2
【参考文献】：
期刊论文
[1]再生混凝土研究现状与展望[J]. 黄小琴,黄琴,蒋必凤,陈圣宁. 山西建筑. 2019(10)
[2]建筑垃圾处理及再生骨料利用现状分析[J]. 江媛云,余建杰,周小娟,周曼玉. 水利规划与设计. 2019(04)
[3]现代混凝土收缩研究评述[J]. 韩宇栋,张君,岳清瑞,曾滨,郝挺宇,林松涛. 混凝土. 2019(02)
[4]原生混凝土强度对再生混凝土力学性能及界面区微结构的影响[J]. 王继娜,徐开东,李志新,马先伟,牛季收,杨欢,金彪. 混凝土与水泥制品. 2019(01)
[5]再生胶凝材料应用研究进展[J]. 米文静. 商洛学院学报. 2018(06)
[6]再生骨料的强化处理对再生混凝土的性能影响[J]. 王冠,奚江琳. 建筑技术. 2018(S2)
[7]强化再生粗骨料物理性能试验研究[J]. 刘晓龙,谭波,刘纪艳,孙鹏峰,陈志强,段绪胜. 山东农业大学学报(自然科学版). 2018(06)
[8]混凝土再生胶凝材料的活性试验研究[J]. 吴福飞,邓洪刚,朱丽菊,邓超,刘春梅,罗成. 贵州师范大学学报(自然科学版). 2018(05)
[9]高吸水性聚合物对水泥砂浆长期收缩性能的影响[J]. 张国防,陆小培,和瑞,王亚文,王培铭. 建筑材料学报. 2018(03)
[10]高吸水性树脂对水泥浆体电阻率与自收缩的影响[J]. 陈磊,廖宜顺,徐鹏飞,鞠家佳,田凯. 混凝土与水泥制品. 2018(02)
博士论文
[1]废弃混凝土全组分建材化再生利用的关键技术研究[D]. 张领雷.中国矿业大学 2018
[2]再生骨料提质的绿色化学方法研究[D]. 王亮.安徽理工大学 2018
[3]碳化与荷载耦合作用下水泥基材料微结构演变与预测模型[D]. 沈奇真.东南大学 2018
硕士论文
[1]建筑垃圾资源化风选设备的设计[D]. 满博.山东大学 2018
[2]水泥混凝土强制碳酸化实验研究[D]. 王敏.山西大学 2018
[3]不同侵蚀条件对粉煤灰再生混凝土界面结构性能的影响[D]. 李倩倩.青岛理工大学 2018
[4]基于再生粗骨料碳化处理的纳米SiO2改性再生混凝土细观结构研究[D]. 朱艺婷.福州大学 2017
[5]纳米材料对水泥净浆体系的影响及作用机理研究[D]. 赵延明.沈阳大学 2017
[6]再生混凝土微粉制备再生胶凝材料的研究[D]. 杨琳.东南大学 2016
[7]再生骨料改性及其在沥青混合料中的应用[D]. 张涛.武汉理工大学 2010
[8]再生混凝土的性能及其改性研究[D]. 肖开涛.武汉理工大学 2004
本文编号：3279048
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