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剑麻纤维建筑垃圾再生砖的基础性能思考

  • 论文价格:150
  • 用途: 硕士毕业论文 Master Thesis
  • 作者:上海论文网
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  • 论文字数:38556
  • 论文编号:
  • 日期:2022-07-21
  • 来源:上海论文网

工程论文哪里有?本文开展了剑麻纤维建筑垃圾再生砖的性能研究,取得了一定成果。但建筑垃圾的再生利用在我国正处在发展阶段,由于再生生产工艺、骨料来源、试验条件的差异,使得不同研究者的结论相去甚远,因此剑麻纤维建筑垃圾再生砖基本性能的研究还有待于进一步的深入。

第 1 章 绪论

1.2 国内外研究现状

1.2.1 建筑垃圾再生骨料国内外应用现状

世界上许多国家由于进入城镇化时间较早,现代化建设较快、资源储量匮乏等对建筑垃圾的关注较早,政府通过实施相关政策、法律使得这些国家对建筑垃圾的处理、回收、再利用等方面取得了较大的成功。德国在 1904 年就开始实施城市垃圾分类收集,是最早开始大量利用建筑垃圾的国家,1994 年发布了《循环经济和废物清除法》,目前建筑垃圾的再利用率在 90%以上,并且其现有的配套机械设备与建筑垃圾制备再生集料技术在全世界处于领先地位[22]。美国一个世纪以前就开始了对于建筑垃圾的综合处理的研究,1965 年确立了《固体垃圾处理法》对建筑垃圾的再利用率在 70%以上,其建筑垃圾回收再利用技术的发展也极为成熟[23]。日本则通过了《废弃物处理法》从 1970 年推进对建筑垃圾的回收处理,对建筑垃圾的再利用率接近 100%,几乎是世界上建筑垃圾再利用率最高的国家[24]。韩国通过《建设废弃物再生促进法》要求使用建筑垃圾再生产品,并对未按规定使用建筑垃圾再生产品的行为设置处罚,至今将建筑垃圾制成再生产品的比例高达 97%以上[25]。如今建筑垃圾作为再生骨料的利用已有大量学者进行了相关的研究。

赵爱华[26]通过使用再生砖粗骨料部分或全部替代普通粗骨料制备再生混凝土,粗骨料替代率分别为 0、30%、50%、70%、100%,研究表明随着再生砖粗骨料替代率的增加,混凝土的棱柱体试块抗压强度先增大后减小,在替代率为 30%时达到最高,棱柱体试块抗压强度增强 12.2%。混凝土的立方体试块抗压强度先减小后增大再减小,在替代率为 70%时达到最高,试块抗压强度增强 7.1%。混凝土的弹性模量随着再生砖粗骨料替代率的增加而降低,当再生砖粗骨料替代率为 100%时,弹性模量降低 52.5%。

韩国松[27]等人从规格为 200mm×115mm×53mm 建筑垃圾再生实心砖钻芯取样,对其加载至破环,通过 SEM、CT 分析其破环机理,研究表明建筑垃圾再生砖内部存在天然骨料-新砂浆、新砂浆-老砂浆、天然骨料-老砂浆界面等界面过渡区,界面过渡区也是建筑垃圾再生砖力学性能的薄弱点,其表现出结构疏松,并存在大量孔隙。且在加载过程中,裂纹主要产生于界面过渡区中孔隙的尖端,裂纹的扩展途径主要是沿新、旧砂浆和碎砖区域,以及密度较大的再生骨料和胶结材料的界面扩展。

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第 3 章 建筑垃圾再生骨料制备工艺及基本材性研究

3.1 建筑垃圾再生骨料的制备工艺

本试验所用的废砖骨料是来自广西桂林市漓江郡府的建筑固体废弃物,如图 3.1(a)所示可以看出,该建筑固体废弃物主要由废旧红砖、瓷砖和砌筑砂浆所构成。目测各部分骨料大小不均匀,粒径较大,骨料外形介于碎石和卵石之间。瓷砖骨料呈略扁平形表面光滑且带有棱角;红砖骨料偏柱状体,表面比较粗糙,存在有较多孔隙;废弃砂浆块体外形大部为各类长方体,少部分为石子表面包裹砂浆形成的不规则块体,表面粗糙,且带有微裂缝外形如图 3.1(b)所示。

首先,经人工铁锤破碎、去除附带垃圾部分、以及优化粒级后,建筑垃圾废骨料粒径控制在范围为 10-150mm。然后将初步破碎后的废砖通过颚式破碎机进行再次破碎,得到 0-19mm 的废砖粗骨料;最后,为了分离不同颗粒级配的粗细骨料对废砖骨料、废砂浆进行二次筛选过 4.75mm 筛网,得到两种 0-4.75mm 和 4.75-19mm 不同连续级配的再生骨料,处理过程如图 3.1 所示。

(a)人工破碎后的废弃红砖与砂浆块 (b)人工破碎后的废弃瓷砖

(a)人工破碎后的废弃红砖与砂浆块 (b)人工破碎后的废弃瓷砖

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第 5 章 剑麻纤维建筑垃圾再生砖的宏观性能研究

5.1 剑麻纤维建筑垃圾再生砖抗压强度

5.1.1 剑麻纤维建筑垃圾再生砖抗压强度试验结果

抗压试验按照《砌墙砖试验方法》GB/T 2542-2012[52]的要求,在 3000kN 液压试验机上进行。进行抗压试验时将同一块试样的两半截砖切断口相反叠放,叠合部分不小于100 mm,以 0.3MPa/s 加载速率对叠放试件进行加载,直至试件破坏。

图 5.1 抗压性能加载试件图

图 5.1 抗压性能加载试件图

在砌墙砖试验规范中抗压强度是用作衡量砖块质量的基本指标之一。不同剑麻纤维掺量的废弃瓷砖建筑垃圾再生砖的在不同养护期下抗压强度变化如图 5.1 所示。从图中可以看出,掺入剑麻纤维的试验砖,其抗压强度随着养护周期的增加总体呈下降趋势,但不同剑麻纤维掺量对建筑垃圾再生砖的影响规律各不相同。

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5.2 剑麻纤维建筑垃圾再生砖抗折强度

5.2.1 剑麻纤维建筑垃圾再生砖抗折强度试验结果

抗折试验按照《砌墙砖试验方法》GB/T 2542-2012[52]将试样大面平放在下支辊上,支辊的跨距为 200mm,试样两端面与下支辊的距离保持相同,当试样有裂缝或凹陷时使有裂缝或凹陷的大面朝下,以 0.03MPa/s 的速度加载,直至试样断裂,试验加载实物如图 5.3 所示。

图 5.3 抗压性能加载试件图

图 5.3 抗压性能加载试件图

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第 7 章 结论与展望

7.2 研究展望

针对亟待解决的建筑垃圾的再生利用问题,本文开展了剑麻纤维建筑垃圾再生砖的性能研究,取得了一定成果。但建筑垃圾的再生利用在我国正处在发展阶段,由于再生生产工艺、骨料来源、试验条件的差异,使得不同研究者的结论相去甚远,因此剑麻纤维建筑垃圾再生砖基本性能的研究还有待于进一步的深入,于此做出以下展望:

(1)本文研究所采用的废砖再生粗骨料、砂浆细骨料均是在建筑垃圾收集站运回,在结构大厅制作并进行试验,建筑垃圾的种类、数量和成分与工程实际有一定差距,且试验样本和试验构件的数量也相对较少,还有很多技术和理论问题需要进一步研究。

(2)我国每年新建工程和拆除旧有建筑都将产生大量建筑垃圾,且由于历史原因我国城市建设和旧城改造所产生的建筑垃圾中废弃砖块、废弃砂浆所占比例较大,开展建筑垃圾中废弃砖块、废弃砂浆的再生利用是建筑垃圾综合利用的重要组成部分。而在现实生活中对建筑垃圾的处理需要通过建筑垃圾清运公司进行处理其中还需给予相关处理费用,如果能实现生产已满足标准的剑麻纤维建筑垃圾再生砖,将会是不需要成本或成本都能带来利润的一项生产工作,并且此项工作还将给城市与社会的可持续发展带来巨大的经济效益和社会效益。而且在未来建筑垃圾的再利用一定会发展的更加成熟与完善,在各项工程建设中得到广泛应用。

参考文献(略)

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