综合利用建筑废渣灰、旧砂再生粉尘和污泥制备轻集料的研究

论文摘要

近年来,随着墙体材料改革、建筑节能以及高层建筑的发展,轻集料及其制品的发展相当迅速,其以性能优（密度低、强度高,隔热、保温耐火、抗冻、抗震性能强等）、适应性强、节能效果显著等优点,在建筑行业中有广泛的应用,具有较好的经济、社会和环境效益。本文分析了建筑废渣灰、铸造旧砂再生粉尘和污泥的化学成分,结果表明三种原料通过适当的配比,其成分与粘土类原料接近,因此可以作为焙烧轻集料的主要原料。根据原料的成分组成,利用原料配比单因素试验和正交试验确定了制备轻集料的适合配比。通过正交试验的极差分析、方差分析和最大化利用废弃物确定了合适的原料配比,即：建筑废渣灰50%～80%；铸造旧砂再生粉尘10%～28%；污泥10%～22%。在得出适当的配比条件下,通过单因素试验探讨了成型压力和焙烧制度对轻集料性能的影响,确定了轻集料制备的最佳工艺条件。其最佳工艺条件为：成型压力6MPa；预热温度350℃；预热时间15min；焙烧温度1140℃；焙烧时间20min。并且制备的轻集料满足《轻集料及其试验方法GB/T17431.1-1998》中普通轻集料的标准。采用SEM、XRD和TG-DTA等测试技术,结合轻集料的宏观和微观性能测试,初步分析了焙烧轻集料的形成机理。并且检测了轻集料制品的重金属侵出率,结果表明本试验利用三种废弃物制备的轻集料制品不会对环境造成二次污染问题,可以作为建材应用。初步探讨了以试验所得的轻集料为原料制备轻集料混凝土,研究结果表明其混凝土制品可以达到《轻集料混凝土技术规程》中LC25强度等级的要求,并且应用于工程上能够取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 轻集料的研究进展
• 1.1.1 轻集料的概念及分类
• 1.1.2 国内外轻集料的发展状况
• 1.2 建筑垃圾的处理处置
• 1.2.1 建筑垃圾的产生及危害
• 1.2.2 建筑垃圾资源化利用研究进展
• 1.3 铸造旧砂的处理处置
• 1.3.1 铸造旧砂的产生及危害
• 1.3.2 铸造旧砂资源化利用研究进展
• 1.4 污泥的处理处置
• 1.4.1 污泥的产生
• 1.4.2 污泥的特点
• 1.4.3 污泥的处理处置
• 1.5 课题的研究意义
• 1.6 课题的研究内容
• 第二章 原材料与试验方法
• 2.1 原材料
• 2.1.1 建筑废渣灰
• 2.1.2 铸造旧砂再生粉尘
• 2.1.3 污泥
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 原材料的处理
• 2.2.2 成型工艺
• 2.2.3 焙烧制度
• 2.2.4 轻集料物理力学性能试验
• 2.2.5 轻集料制备的工艺流程
• 2.3 试验设备
• 2.3.1 振动磨
• 2.3.2 电热恒温鼓风干燥箱
• 2.3.3 高温箱式电阻炉
• 2.3.4 路面材料强度测试仪
• 2.3.5 分析测试仪器
• 2.3.6 其他
• 第三章 轻集料的制备及机理分析
• 3.1 原料配比的单因素试验
• 3.1.1 原料的配比
• 3.1.2 轻集料坯料的制备
• 3.1.3 焙烧制度
• 3.1.4 试验结果与分析
• 3.1.5 小结
• 3.2 原料配比的正交试验
• 3.2.1 原料配比的正交试验设计
• 3.2.2 轻集料坯料的制备
• 3.2.3 焙烧制度
• 3.2.4 原料配比的正交试验结果与分析
• 3.3 成型压力与焙烧制度的优化
• 3.3.1 原料的配比
• 3.3.2 轻集料坯料的制备
• 3.3.3 焙烧制度
• 3.3.4 结果与分析
• 3.3.5 轻集料重金属浸出率
• 3.3.6 轻集料的结构分析
• 3.3.7 小结
• 3.4 机理分析
• 3.4.1 原料对轻集料膨胀的影响
• 3.4.2 轻集料焙烧过程中发生的物理化学变化
• 3.5 本章小结
• 第四章 轻集料的工程应用
• 4.1 试验原料
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 轻集料混凝土的配比
• 4.2.2 轻集料混凝土制备流程
• 4.3 试验结果及分析
• 4.3.1 试验结果
• 4.3.2 试验结果分析
• 4.4 轻集料生产的效益分析
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 5.3 创新点
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间发表论文