再生混凝土性能與應(yīng)用技術(shù)

前言

　　隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的發(fā)展，建筑垃圾排放量逐年增長，可再生組分比例也不斷提高。然而，大部分建筑垃圾未經(jīng)任何處理，被運(yùn)往郊外或城市周邊進(jìn)行簡單填埋或露天堆存，這不僅浪費(fèi)了土地和資源，還污染了環(huán)境；另外，隨著人口的日益增多，建筑業(yè)對砂石骨料的需求量不斷增長。長期以來，由于砂石骨料來源廣泛易得，價(jià)格低廉，被認(rèn)為是取之不盡、用之不竭的原材料因而隨意開采，從而導(dǎo)致資源枯竭，山體滑坡，河床改道，嚴(yán)重破壞了自然環(huán)境。生產(chǎn)和利用建筑垃圾再生骨料對于節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境和實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義?！　∮蓮U棄混凝土制備的骨料稱為再生混凝土骨料（簡稱再生骨料）。僅僅通過簡單破碎和篩分工藝制備的再生骨料顆粒棱角多、表面粗糙、組分中還含有硬化水泥砂漿，再加上混凝土塊在破碎過程中因損傷累積在內(nèi)部造成大量微裂紋，導(dǎo)致再生骨料自身的孔隙率大、吸水率大、堆積密度小、空隙率大、壓碎指標(biāo)高。這種再生骨料制備的再生混凝土用水量較大、硬化后的強(qiáng)度低、彈性模量低，而且抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化能力、收縮、徐變和抗氯離子滲透性等耐久性能均低于普通混凝土。另一方面，由于廢棄混凝土質(zhì)量差異較大，通過簡單工藝制備的再生骨料性能差異也較大，不便于再生骨料的推廣應(yīng)用。為了提高再生混凝土的性能，須對簡單破碎獲得的低品質(zhì)再生骨料進(jìn)行強(qiáng)化處理，即通過改善骨料粒形和除去再生骨料表面所附著的硬化水泥石，提高骨料的性能。強(qiáng)化后的再生骨料不僅性能顯著提高，而且不同強(qiáng)度等級廢混凝土制備的再生骨料性能差異也較小，有利于再生骨料的質(zhì)量控制，便于再生混凝土的推廣應(yīng)用?！　　?/pre>


內(nèi)容概要
本書分別介紹了廢混凝土的循環(huán)利用情況、再生骨料制備技術(shù)、再生骨料的基本性能、再生骨料標(biāo)準(zhǔn)、再生粗骨料在混凝土中的應(yīng)用、再生細(xì)骨料在砂漿和混凝土中的應(yīng)用、再生粉體在砂漿和混凝土中的應(yīng)用、高性能再生混凝土的制備等內(nèi)容。本書對于提高再生骨料和再生混凝土質(zhì)量，推動(dòng)再生骨料產(chǎn)業(yè)化具有重要意義，可供從事固體廢物研究開發(fā)、生產(chǎn)應(yīng)用以及教學(xué)、培訓(xùn)和管理的人員參考。


作者簡介
　　李秋義，博士、教授、博士生導(dǎo)師，青島市政協(xié)十一屆委員會(huì)委員，九三學(xué)社青島理工大學(xué)基層委員會(huì)副主委。1989年至2001年在哈爾濱建筑大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)任教，2002年調(diào)入青島理工大學(xué)。現(xiàn)擔(dān)任山東省混凝土結(jié)構(gòu)耐久性工程技術(shù)研究中心常務(wù)副主任、青島市建筑材料行業(yè)技術(shù)中心常務(wù)副主任和山東省混凝土重點(diǎn)（強(qiáng)化）實(shí)驗(yàn)室主任。為住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部新型建材制品應(yīng)用技術(shù)專家委員會(huì)委員、中國土木工程學(xué)會(huì)再生混凝土委員會(huì)委員、中國土木工程學(xué)會(huì)高強(qiáng)高性能混凝土委員會(huì)委員、中國建筑學(xué)會(huì)墻體保溫材料及應(yīng)用技術(shù)專業(yè)委員會(huì)委員、中國建筑學(xué)會(huì)木結(jié)構(gòu)專業(yè)委員會(huì)委員。　　主持完成了國家“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目子課題“再生集料及其配制新混凝土的研究”、國家“十一五”科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)課題“建筑垃圾再生產(chǎn)品的研制開發(fā)”、國家“十一五”科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)課題子課題“節(jié)能型復(fù)合墻體與結(jié)構(gòu)材料的研究開發(fā)”和國家“863”高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃子課題“高品質(zhì)再生骨料性能和制備技術(shù)研究”等多項(xiàng)科研課題。主編了國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土和砂漿用再生細(xì)骨料》和《混凝土用再生粗骨料》，參編建筑工業(yè)行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)《混凝土再生骨料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，出版專著2部、獲得國家質(zhì)量三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，山東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，青島市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，并被評為國家‘十五’建設(shè)科技進(jìn)步先進(jìn)個(gè)人。　　全洪珠，工學(xué)博士，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授。1991年在哈爾濱建筑工程學(xué)院（現(xiàn)哈爾濱工業(yè)大學(xué)）獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位，2003年、2006年在日本工學(xué)院大學(xué)分別獲工學(xué)碩士、工學(xué)博士學(xué)位。主要從事再生混凝土、綠色生態(tài)混凝土、工業(yè)廢渣有效利用等方面的研究，已發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇。　　秦原，工學(xué)碩士。2004在山東大學(xué)獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位，2004年～2008年任教于濟(jì)南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2010年在青島理工大學(xué)獲得工學(xué)碩士學(xué)位。主要從事再生混凝土、綠色生態(tài)混凝土等方面的研究。參加了《混凝土和砂漿用再生細(xì)骨料》和《混凝土用再生粗骨料》兩部國家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，出版專著1部、發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇。


書籍目錄
第1章  廢混凝土的循環(huán)利用技術(shù)  1.1  廢混凝土的來源與分類    1.1.1  廢混凝土的來源    1.1.2  廢混凝土的分類  1.2  廢混凝土循環(huán)利用的意義  1.3  混凝土再生骨料制備技術(shù)    1.3.1  化學(xué)強(qiáng)化法簡介    1.3.2  物理強(qiáng)化法簡介  參考文獻(xiàn)第2章  廢混凝土的處理工藝與產(chǎn)品性能  2.1  廢棄混凝土的處理工藝    2.1.1  國外破碎工藝    2.1.2  國內(nèi)破碎工藝  2.2  再生粗骨料的性能    2.2.1  主要性能    2.2.2  再生粗骨料標(biāo)準(zhǔn)  2.3  再生細(xì)骨料的性能    2.3.1  主要性能    2.3.2  再生細(xì)骨料標(biāo)準(zhǔn)  2.4  再生粉體的性能    2.4.1  物理性質(zhì)    2.4.2  再生粉體的化學(xué)性質(zhì)  參考文獻(xiàn)第3章  再生粗骨料混凝土  3.1  試驗(yàn)原料與方案    3.1.1  試驗(yàn)原料    3.1.2  試驗(yàn)方案  3.2  再生粗骨料混凝土的用水量    3.2.1  簡單破碎再生粗骨料取代率對用水量的影響    3.2.2  顆粒整形再生粗骨料取代率對用水量的影響    3.2.3  粉煤灰對再生粗骨料混凝土用水量的影響  3.3  再生粗骨料混凝土的力學(xué)性能    3.3.1  混凝土的抗壓強(qiáng)度    3.3.2  再生混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度  3.4  再生粗骨料混凝土的收縮性能    3.4.1  簡單破碎再生粗骨料對收縮性能的影響    3.4.2  顆粒整形再生粗骨料對收縮性能的影響  3.5  再生粗骨料混凝土的耐久性    3.5.1  再生粗骨料混凝土的碳化性能    3.5.2  再生粗骨料混凝土的抗凍性能    3.5.3  再生粗骨料混凝土抗氯離子滲透性能  3.6  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)第4章  再生細(xì)骨料混凝士  4.1  試驗(yàn)材料及方案    4.1.1  試驗(yàn)原料    4.1.2  試驗(yàn)方案  4.2  再生細(xì)骨料混凝土的用水量    4.2.1  簡單破碎再生細(xì)骨料取代率對用水量的影響    4.2.2  顆粒整形再生細(xì)骨料取代率對用水量的影響    4.2.3  粉煤灰再生細(xì)骨料混凝土的用水量  4.3  再生細(xì)骨料混凝土的力學(xué)性能    4.3.1  混凝土的抗壓強(qiáng)度    4.3.2  再生混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度  4.4  再生細(xì)骨料混凝土的收縮性能    4.4.1  簡單破碎再生細(xì)骨料取代率對收縮性能的影響    4.4.2  顆粒整形再生細(xì)骨料取代率對收縮性能的影響  4.5  再生細(xì)骨料混凝土的耐久性    4.5.1  再生細(xì)骨料混凝土的碳化性能    4.5.2  再生細(xì)骨料混凝土的抗凍性能    4.5.3  再生細(xì)骨料混凝土的抗氯離子滲透性能  4.6  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)第5章  高性能再生混凝土  5.1  試驗(yàn)原料與試驗(yàn)方案    5.1.1  試驗(yàn)原料    5.1.2  試驗(yàn)方案  5.2  高性能再生混凝土用水量    5.2.1  再生骨料取代率對再生混凝土用水量的影響    5.2.2  礦物摻合料對再生細(xì)骨料混凝土用水量的影響    5.2.3  礦物摻合料對再生粗骨料混凝土用水量的影響  5.3  高性能再生混凝土的力學(xué)性能    5.3.1  再生混凝土的抗壓強(qiáng)度    5.3.2  再生混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度    5.3.3  再生混凝土抗折強(qiáng)度  5.4  高性能再生混凝土的收縮性能    5.4.1  再生細(xì)骨料取代率對混凝土收縮的影響    5.4.2  再生粗骨料取代率對混凝土收縮的影響    5.4.3  礦物摻合料對再生細(xì)骨料混凝土收縮的影響    5.4.4  礦物摻合料對再生粗骨料混凝土收縮的影響  5.5  再生混凝土抗氯離子滲透性能    5.5.1  再生骨料取代率對混凝土滲透性的影響    5.5.2  礦物摻合料對再生細(xì)骨料混凝土滲透性的影響    5.5.3  礦物摻合料對再生粗骨料混凝土滲透性的影響    5.5.4  礦物摻合料對再生混凝土氯離子滲透系數(shù)和電通量相關(guān)性的影響  5.6  再生混凝土抗凍性能和抗碳化性能    5.6.1  再生混凝土的抗凍性能    5.6.2  高性能再生混凝土的抗碳化性能  5.7  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)第6章  再生摻合料  6.1  再生粉體的基本性質(zhì)    6.1.1  再生粉體的物理性質(zhì)    6.1.2  再生粉體的化學(xué)性質(zhì)    6.1.3  再生粉體對膠凝材料性能的影響  6.2  再生粉體膠砂試驗(yàn)研究    6.2.1  普通再生粉體    6.2.2  超細(xì)再生粉體    6.2.3  熱處理再生粉體  6.3  再生粉體混凝土    6.3.1  試驗(yàn)原材料及方案    6.3.2  再生粉體混凝土的用水量    6.3.3  再生粉體混凝土的強(qiáng)度    6.3.4  再生粉體混凝土的滲透性    6.3.5  再生粉體混凝土抗碳化性能  6.4  超細(xì)再生粉體混凝土    6.4.1  試驗(yàn)原材料及方案    6.4.2  超細(xì)再生粉體混凝土的用水量    6.4.3  超細(xì)再生粉體混凝土的強(qiáng)度    6.4.4  超細(xì)水泥石混凝土的用水量和強(qiáng)度    6.4.5  超細(xì)再生粉體與其他礦物摻合料對混凝土強(qiáng)度影響的比較    6.4.6  外加劑對超細(xì)再生粉體混凝土性能的影響    6.4.7  超細(xì)礦物摻合料混凝土的碳化性能  6.5  再生粉體砂漿    6.5.1  試驗(yàn)原材料    6.5.2  試驗(yàn)結(jié)果及分析  6.6  再生粉體蒸壓磚    6.6.1  試驗(yàn)原材料    6.6.2  試驗(yàn)方案及結(jié)果    6.6.3  試驗(yàn)結(jié)果分析  6.7  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)第7章  再生砂漿  7.1  原材料  7.2  試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)  7.3  試驗(yàn)結(jié)果及分析    7.3.1  砂漿需水量、稠度、分層度和密度    7.3.2  立方體抗壓強(qiáng)度    7.3.3  砂漿抗凍性能    7.3.4  砂漿碳化  7.4  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)第8章  再生混凝土經(jīng)濟(jì)牲初步評價(jià)  8.1  再生粗骨料混凝土試驗(yàn)一    8.1.1  試驗(yàn)材料    8.1.2  試驗(yàn)方案    8.1.3  試驗(yàn)結(jié)果    8.1.4  強(qiáng)度與膠水比的關(guān)系  8.2  再生粗骨料混凝土試驗(yàn)二    8.2.1  試驗(yàn)原材料    8.2.2  試驗(yàn)方案    8.2.3  試驗(yàn)結(jié)果    8.2.4  強(qiáng)度與膠水比的關(guān)系  8.3  再生粗骨料混凝土經(jīng)濟(jì)性初步評價(jià)    8.3.1  不考慮免稅政策    8.3.2  考慮免稅政策  8.4  本章小結(jié)  參考文獻(xiàn)第9章  應(yīng)用實(shí)例  9.1  再生骨料混凝土在道路工程中的應(yīng)用    9.1.1  西安市某I級公路    9.1.2  開蘭路和國道310線    9.1.3  上海市某城郊公路  9.2  再生骨料混凝土在建筑工程中的應(yīng)用    9.2.1  青島海逸景園6號工程    9.2.2  青島宜昌馨園工程    9.2.3  北京建筑工程學(xué)院土木與交通學(xué)院試驗(yàn)6號樓    9.2.4  北京昌平亭子莊污水處理池工程    9.2.5  北京昌平十三陵新農(nóng)村建設(shè)示范工程    9.2.6  “滬上·生態(tài)家”工程  9.3  日本再生骨料的應(yīng)用實(shí)例    9.3.1  東京平和島A-1棟倉庫工程    9.3.2  東京牟禮團(tuán)地第1住宅樓禮堂工程參考文獻(xiàn)


章節(jié)摘錄
　　影響蒸壓磚強(qiáng)度的因素非常復(fù)雜。就物理方面來說，磚的含水率和成型壓力都能顯著影響磚的強(qiáng)度。粉料存在一個(gè)最優(yōu)含水率，過高或過低都會(huì)使磚坯的壓實(shí)功增大，從而影響磚的壓實(shí)密度。在一定范圍內(nèi)，壓力與坯體密度和制品的強(qiáng)度呈正比，當(dāng)成型壓力提高到某一點(diǎn)時(shí)，混合料就會(huì)產(chǎn)生彈性阻抗，隨著壓力的卸除，混合料的彈性回復(fù)以及物料內(nèi)被壓縮殘余空氣的膨脹，將使磚坯膨脹層開裂，超過極限成型壓力時(shí)，磚坯的密度和強(qiáng)度反呈下降趨勢。當(dāng)然，極限成型壓力還與顆粒級配、含水率、加壓方式及加壓速度等因素有關(guān)。磚坯強(qiáng)度的產(chǎn)生有顆粒之間的機(jī)械咬合力、在分子力作用下顆粒之間的內(nèi)聚力、在均勻物料膠體顆?？拷鼤r(shí)形成的非常細(xì)的毛細(xì)管中的液體張力。壓力的作用主要是增加顆粒之間機(jī)械咬合力。就化學(xué)方面來說，蒸壓粉煤灰磚物理力學(xué)性能的優(yōu)劣取決于反應(yīng)所生成的水化硅酸鈣的質(zhì)量和數(shù)量。就其數(shù)量而言，與CaO和Ca（OH）的分散度有關(guān)。因此，要求鈣質(zhì)材料盡可能細(xì)，硅質(zhì)材料也要有一定細(xì)度。增加硅質(zhì)材料（如石英）的比表面積，可以提高其活性，這是因?yàn)槟ゼ?xì)的過程中，粒子的表面層呈無定形態(tài)。硅質(zhì)材料除了細(xì)度外，還應(yīng)有一定的級配，使骨料問的空隙率達(dá)到最小。石油焦渣中含有大量石膏，本身就具有水硬性。從x衍射圖像中可見，再生粉體中有大量的硅以SiO形式存在；由激光粒度儀分析可知，再生粉體含有大量粒徑小于10um的顆粒，這說明再生粉體中含有大量超細(xì)的SiO顆粒。研究表明，加超細(xì)SiO，可消耗掉ca（OH），生成更多的托貝莫來石和C-S-H凝膠，有助于其強(qiáng)度提高；可使密實(shí)度提高，有助于提高孔壁的密實(shí)度，從而提高制品強(qiáng)度；密實(shí)度提高，纖維狀的托貝莫來石等水熱反應(yīng)生成物在生長過程中受到空間的限制其晶體大小受到影響，從而更容易形成小晶體并在空間上互相連接而形成網(wǎng)絡(luò)?！　　?/pre>








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