高强度再生骨料混凝土的回收工艺及性能研究

论文摘要

近年来,随着建筑行业的迅速发展,建筑材料的用量急剧增大,产生的建筑垃圾也相应与日俱增。而混凝土制备需要消耗大量的天然矿石,这极大地破坏了自然环境,造成生态环境恶化;而且大量废弃混凝土的简单填埋或堆放占用了大量土地,还造成环境污染。如何有效解决建筑垃圾日益增多与天然资源匮乏之间的矛盾,已经成为影响建筑行业可持续发展的问题。本文基于深圳市建筑行业发展现状,专家组通过深入调研分析,开展再生及高效利用关键技术研究,设计出改良的、市场可行的废弃混凝土制备再生骨料的回收工艺。本文采用自主研发的废弃混凝土回收工艺,制备出高品质的再生粗骨料,以50%的取代率替代天然碎石,来配制出高强度的再生骨料混凝土,并通过试验对比分析,探讨制备的再生高强度再生骨料混凝土应用于道路工程、市政工程和房屋建筑工程中的可行性;以缓解深圳市矿石资源消耗与混凝土日益增长的需求之间的瓶颈问题,有利于减轻建筑垃圾对地球环境的负荷,有利于资源、能源的循环利用和生态平衡。由于国内开展废弃混凝土再生利用的研究起步较晚,迄今仍缺乏完善的技术、规程和标准,本文在进行再生骨料和再生骨料混凝土试验时,参考国内普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准及日本再生混凝土相关规范,对设计工艺的功效进行三个主要方面的研究:一、再生骨料的物理性能试验;二、再生骨料混凝土力学性能、弹性模量及干缩试验;三、工艺的经济性评价和工程应用。通过与简单破碎制备的骨料性能对比,来分析设计工艺的功效,并通过工程应用和经济性分析,来评价设计工艺的市场可行性。试验结果表明:回收工艺有效改善了骨料质量,活化了骨料物理性能,制备的再生粗骨料能够满足高强度混凝土的相关要求,加工功效明显;回收工艺制备的再生骨料混凝土的强度和静力弹性模量等性能指标与同配合比原生混凝土相近或更优,且再生混凝土拌合物的工作性能比原生混凝土好,达到高强度混凝土相关要求;研发工艺制备再生骨料和再生骨料混凝土市场可行,具有明显的环境效益和应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 课题研究的意义和目的
• 1.3 国内外研究现状和发展要求
• 1.4 研究的内容、方法和目标
• 第2章 再生骨料活化工艺
• 2.1 再生骨料的基本构成
• 2.2 再生骨料的主要来源
• 2.3 再生骨料的设计工艺
• 2.3.1 设计制备工艺的原理
• 2.3.2 设计工艺的特点
• 2.4 本章小结
• 第3章 再生粗骨料的物理特性
• 3.1 试验概况
• 3.2 再生骨料制备与试验过程
• 3.3 试验结果与分析
• 3.3.1 再生骨料筛分析
• 3.3.2 再生骨料针片状含量
• 3.3.3 再生骨料压碎指标
• 3.3.4 再生骨料吸水率
• 3.3.5 再生骨料表观密度
• 3.3.6 再生骨料堆积密度
• 3.3.7 再生骨料空隙率和筛除率
• 3.4 本章小结
• 第4章 再生混凝土的力学性能
• 4.1 试验概况
• 4.1.1 试验研究的难点及相关问题
• 4.1.2 试验优化
• 4.2 试验结果与分析
• 4.2.1 再生骨料混凝土的抗压强度
• 4.2.2 再生骨料混凝土的抗折强度
• 4.2.3 再生骨料混凝土的轴心抗压强度
• 4.2.4 再生骨料混凝土拌合物的工作性能
• 4.3 本章小结
• 第5章 再生混凝土静力弹性模量和干缩
• 5.1 静力受压弹性模量
• 5.1.1 试验研究概况
• 5.1.2 试验结果分析
• 5.2 再生混凝土干缩
• 5.2.1 收缩机理
• 5.2.2 试验结果分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 再生混凝土工程应用和经济性分析
• 6.1 再生骨料混凝土的工程应用
• 6.2 设计回收工艺的经济性分析
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢