废弃陶瓷骨料混凝土收缩及抗冻性能试验研究

论文摘要

我国是当今世界上建筑陶瓷砖的生产大国和消费大国,随着社会和经济的高速发展,陶瓷业产量逐步增加,废料的也数量越来越多,我国陶瓷工业固体废弃物的处理现状很不理想,瓷工业废料的处理与利用程度比较低,且陶瓷碎片千年难于风化,对生态环境造成严重的危害。随着混凝土用量的增加,骨料消耗量十分惊人,而混凝土骨料的主要来源为天然砂石,过量的天然骨料开采造成植被破坏,山体滑坡,水土流失及河流改道等一系列环境问题。而且天然骨料资源是有限的,目前我国已经出现了混凝土骨料资源的严重危机。因此,为混凝土寻求新的骨料资源迫在眉睫,用陶瓷的烧成废料加工处理后替代天然骨料是一个非常有意义的课题。本研究用的废弃陶瓷是阳鑫凯陶瓷有限公司的生产陶瓷砖第二次烧成时产生的废瓷砖坯体,为无釉面陶瓷。对陶瓷进行破碎,筛分分析,将破碎的陶瓷重新级配成要求的Ⅱ区中砂和5-20mmm连续级配碎石,并测试粗、细骨料的表观密度、吸水率、堆积密度、紧密密度和空隙率、压碎值指标等性能,并与天然骨料相比较,实验结果表明两者各性能差异不大。本研究共设计13种试件,包括天然骨料混凝土；废弃陶瓷替代粗骨料4种（分别替代粗骨料30%,50%,70%,100%）；废弃陶瓷替代细骨料4种（分别替代细骨料30%,50%,70%,100%）；废弃陶瓷同时替代粗骨料和细骨料4种（同时替代粗骨料、细骨料30%,50%,70%,100%）；进行混凝土收缩试验、抗冻试验及微观试验。通过收缩试验发现混凝土在前期的收缩很快,此后收缩率增加逐渐缓慢,但是仍在增长；废弃陶瓷骨料混凝土与天然骨料收缩性能基本一致,多数情况下能够改善混凝土的收缩性能,并随着废弃陶骨料替代量的增加,混凝土的收缩率降低；废弃陶瓷粗细混合骨料改善混凝土的收缩性能能力强于废弃陶瓷细骨料,废弃陶瓷细骨料强于废弃陶瓷粗骨料。通过抗冻试验发现废弃陶瓷骨料混凝土与天然骨料混凝土抗冻性能基本相同,两者最高冻融循环次数相同,虽然废弃陶瓷骨料混凝土质量损失率比天然骨料混凝土的质量损失率大,但天然骨料混凝土及废弃陶瓷骨料混凝土在终止试验时,质量损失率均未达到5%,说明废弃陶瓷骨料替代天然骨料对混凝土抗冻性能影响不大。通过显微镜观察可以发现,废弃陶瓷与水泥石的咬合情况与天然石与水泥石的咬合情况基本相同。本研究通过骨料性能试验为废弃陶瓷骨料在混凝土中的应用提供了可靠依据；研究表明废弃陶瓷骨料混凝土收缩性能、抗冻性能及骨料咬合情况不差于天然骨料混凝土,对废弃陶瓷混凝土的应用提供了依据；为废弃陶瓷的资源化利用提供了一个途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 陶瓷工业废料主要来源和分类
• 1.3 国内外废陶瓷利用现状
• 1.3.1 国外废弃陶瓷利用现状
• 1.3.2 国内废弃陶瓷利用现状
• 1.4 废弃陶瓷骨料混凝土
• 1.5 问题的提出及主要工作
• 第2章 废弃陶瓷骨料性能试验研究
• 2.1 陶瓷骨料破碎
• 2.1.1 试验设备
• 2.1.2 陶瓷骨料破碎
• 2.2 筛分
• 2.2.1 细骨料的筛分析试验
• 2.2.2 粗骨料筛分试验
• 2.3 表观密度试验
• 2.3.1 细骨料的表观密度试验
• 2.3.2 粗骨料的表观密度试验
• 2.4 骨料的吸水率试验
• 2.4.1 细骨料的吸水率试验
• 2.4.2 粗骨料的吸水率试验
• 2.5 骨料的堆积密度和紧密密度试验
• 2.5.1 骨料的堆积密度和紧密密度试验
• 2.5.2 粗骨料的堆积密度和紧密密度试验
• 2.5.2.1 堆积密度和紧密密度试验仪器设备
• 2.5.2.2 试样的制备的规定
• 2.5.2.3 堆积密度试验步驟
• 2.5.2.4 堆积密度（PL）按式2.5.3计算
• 2.5.2.5 堆积密度试验结果
• 2.5.2.6 紧密密度试验步骤
• 2.5.2.7 紧密密度（pe）按式2.5.4计算
• 2.6 骨料压碎指标试验
• 2.6.1 细骨料压碎指标试验
• 2.6.2 粗骨料的压碎指标试验
• 2.7 本章小结
• 第3章 试验原材料及混凝土配制
• 3.1 试验材料
• 3.1.1 水泥
• 3.1.2 骨料
• 3.2 混凝土的配制
• 3.2.1 配合比设计
• 3.2.2 废弃陶瓷混凝土试件的制作
• 3.2.3 废弃陶瓷混凝土试件养护
• 3.3 试验材料及试块统计
• 第4章 废弃陶瓷骨料混凝土收缩性能试验研究
• 4.1 混凝土收缩的研究状况
• 4.2 废弃陶瓷骨料混凝土收缩性能试验
• 4.2.1 收缩性能试验方案
• 4.2.2 试验设备
• 4.2.3 试验步骤
• 4.2.4 试验结果
• 4.2.5 试验结果分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 废弃陶瓷骨料混凝土抗冻性能试验研究
• 5.1 概述
• 5.2 混凝土冻融破坏机理
• 5.3 混凝土抗冻试验方法
• 5.4 废弃陶瓷混凝土混凝土抗冻性试验
• 5.4.1 试验方案
• 5.4.2 试验设备
• 5.4.3 试验步骤
• 5.4.4 试验结果
• 5.4.5 试验结果分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 废弃陶瓷骨料混凝土微观性能试验研究
• 6.1 对混凝土材料中界面问题的认识
• 6.2 混凝土微观结构的测试方法
• 6.3 废弃陶瓷骨料混凝土微观性能试验
• 6.3.1 试验设备
• 6.3.2 试验步骤
• 6.3.3 试验结果
• 6.3.4 试验结果分析
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论及展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 附表
• 致谢
• 个人简历