基本信息
- 项目名称：
- 废弃混凝土作为再生骨料和掺合料的利用研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品具有很现实的使用价值，它阐述了建筑垃圾可通过两种方式而重新得到使用，即作再生骨料和混泥土掺合料。这样不仅解决了建筑垃圾产生的污染问题，更重要的是使其变废为宝，节约日益匮乏的自然资源，节省工程成本，符合可持续发展的路线。
- 详细介绍：
- 所谓建筑垃圾就是废弃的混凝土和砖块，从混凝土来看，只有水泥为活性材料，而水泥中活性材料为CaO；从砖材来看，活性成分为Al2O3。本课题主要就是利用建筑垃圾中的活性物质，生产混凝土掺合料的研究。另外为了充分利用建筑垃圾，可将5～40mm粒径的，作为粗骨料研究，研究不同含量的建筑垃圾对混凝土强度的影响。同时将5mm以下的建筑垃圾进行研磨，作混凝土的掺合料，用复合激发剂激活建筑里面的活性物质，通过实验的方法，验证建筑垃圾能否重新被综合利用。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 思路：配合比设计+制作混凝土模块+实验验证+论文陈述 目的：1.对学生进行科学研究基本功的训练，培养学生综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后踏入社会打下良好的基础 2.当前建筑垃圾废料越来越多，严重影响着周围的环境，本作品就是验证建筑垃圾是否可以被回收利用，并且该怎样被利用，寻找一种可行方法。
科学性、先进性及独特之处
- 1.其独特之处就是再生混凝土技术能够从根本上解决废弃混凝土的出路问题，既能减轻废弃混凝土对环境的污染，又能节省天然骨料资源，缓解骨料供求矛盾，减少自然资源和能源的消耗，节省工程成本。 2.再生混凝土技术运用到实际中具有显著的社会、经济和环境效益，具有广阔发展前景，是发展绿色混凝土的主要途径之一，符合我国可持续发展的基本国策。
应用价值和现实意义
- 本作品具有很现实的使用价值，它阐述了建筑垃圾可通过两种方式而重新得到使用，即作再生骨料和混泥土掺合料。这样不仅解决了建筑垃圾产生的污染问题，更重要的是使其变废为宝，节约日益匮乏的自然资源，节省工程成本，符合可持续发展的路线。
学术论文摘要
- 1.在废弃混凝土作再生骨料的研究中，废弃混凝土作骨料与普通自然混凝土的强度差距不大，当废弃混凝土掺量在50%时，所得到的再生混凝土强度达到最高值，且与不加废弃混凝土的混凝土模块强度相差不大，基本能达到C30的强度要求。在再生混泥土取代率相同的前提下，随着水灰比的增加，抗压强度渐减。综合两方面的因素，水灰比为0.48，再生取代率为50%时，抗压强度达到最好效果，不管从经济性还是实用性上都达到了最佳效果。 2.我们可以采用加入复合激发剂的方式来激活建筑垃圾里的活性物质，使建筑垃圾作为混泥土掺合料而重新得到利用，只要在一定得配比情况下，其强度能满足要求，跟不加外加物质的水泥净浆强度差不了多少。通过试验，我们得出用取代率为15%，研磨10min的建筑垃圾作掺合料，加入的激发剂为2%的CaO，2%的明矾，2%的烧碱的配比，得到净浆模块的强度最大，可以满足工程需求，所以在实际生产中可以将这一结论用作实际应用。
获奖情况
- 作品发表在《广东建材》2011第四期
鉴定结果
- 成功发表
参考文献
- 1.王滨生.再生混凝土的力学性能研究.哈尔滨:哈尔滨建筑大学,2002 2.尚建丽,李占印,杨晓东.再生粗骨料特征性能实验研究,建筑技术,2003,(1) 3.MalhotraV.M.Use of recycled concrete as a new aggregate.Report76-18,Canada Center for Mineral and Energy Technology，Ottawa，Canada.2002.
同类课题研究水平概述
- 美国、日本和欧洲等发达国家对废弃混凝土的再利用研究主要集中在对再生骨料和再生混凝土基本性能的研究，这些基本性能包括物理性能、化学性能、力学性能、结构性能、工作性能和耐久性能等。研究成果表明再生混凝土基本能满足普通混凝土的性能要求，其应用于工程结构是可行的，但由于拆除建筑物的建成年代一般较早，在当时的技术水平下，混凝土的强度等级不会很高，新生产的再生混凝土的强度也就不高，一般只适用于非承重结构混凝土。 日本的清水建设公司和东京电力公司研究开发了废旧混凝土砂浆和石子的分离技术，使这些废弃材料得到合理有效的利用，该技术首先将混凝土废料破碎成小于40mm的颗粒，再在300℃温度下进行热处理。然后，在特殊机械作用下使这些废料相互碰撞、摩擦，达到水泥砂浆与石子的分离。石子分离后又恢复到天然骨料的状态，可生产新混凝土。分离出的砂浆则可用于路基的稳定化处理。 目前，国内数十家大学和研究机构开展了再生混凝土的研究，而且研究工作逐渐深入。为了解决再生骨料混凝土高吸水和高收缩的问题，研究人员系统研究了再生骨料的结构特性、水分迁移特性和再生混凝土界面过渡区微观结构，为采取合理有效的措施解决这些问题奠定了基础。他们经过多年的系统研究，已形成成套技术，就是将解体混凝土和废弃砖瓦进行再生资源化处理后，作为混凝土骨料、轻骨料、生产普通混凝土或高性能混凝土砌块，这种再生混凝土强度达到C30。建筑垃圾的利用可谓是一举数得，在获得经济效益的同时，还消纳了大量垃圾，减少污染及土地占用。对于建筑用砂紧缺的城市，又解决了混凝土骨料的来源，不但可以降低成本，又可满足施工规范要求，效益是很明显的。 在实际应用中，本作品和国内外有一定的差距，通常缺乏废弃混凝土的资料，控制再生混凝土的质量就有了一定的难度。因而在使用时，必须对再生骨料和再生混凝土的性能进行测试，再生混凝土的大规模应用还存在诸多的问题，一些基本指标和技术参数还不完备，因而对再生混凝土的系统研究尤为必要。但是本作品对废弃混凝土作为掺合料的利用研究还是很有创新性的。
