基本信息
- 项目名称：
- 利用管桩余浆生产混凝土砖的关键技术研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 厂家应用余浆生产混凝土砖也已达十几年之久，但产品的质量没有形成一套严格的控制体系，本文通过对厂家生产混凝土砖中存在的实际问题进行研究，给企业提供了一些有效的措施，有效提高了企业的效益，节约了生产成本，实现了国家节能环保的要求。
- 详细介绍：
- 预应力管桩是目前沿海软土地基采用最普遍的一种桩基形式，其离心生产会产生大量的废弃余浆，余浆的处理也一直困扰着管桩生产厂家。 本文针对管桩余浆在混凝土砖生产过程中的二次利用问题，通过数理统计和关联度分析等数学方法对余浆的物理性能和化学成分进行了测定、分析，研究了余浆品质对混凝土砖的收缩、吸水率和强度等各项性能的影响。在混凝土砖的生产过程中，余浆的水化程度对混凝土砖的质量影响较大，水化程度过大则混凝土砖的强度会降低。为减缓余浆水化，保持其流动性，本文在余浆中掺加工厂常用的白糖和木镁缓凝剂，通过对余浆的流动度试验和混凝土砖强度的实验，研究了其缓凝效果和对混凝土砖强度的影响。通过实验，本文得出结论如下：①在温度和掺量的影响下，木镁的缓凝对余浆的缓凝效果较白糖稳定；②通过对管桩余浆生产的混凝土砖性能的测定说明利用管桩余浆制砖的可行性；③结合企业实际情况，得出余浆应用中缓凝剂的合理掺量糖掺量应控制在0.010%～0.015%为宜，在夏季考虑到温度和水分蒸发对胶凝材料水化的影响，掺量可适当提高，应在0.015%～0.020%为宜，冬季的木镁掺量应控制在0.05%～0.075%之间，夏季则应控制在0.075%～0.10%之间，为其制砖的实际应用提供参考的依据。此外，本文还根据企业利用管桩余浆生产混凝土砖的实际情况，对原材料的放置和企业目前生产混凝土砖的原料配合比提出了一些改进措施。 浙江省生产管桩大概7000万m，废浆的排放量可达到70万吨左右，如余浆替代水泥用于生产混凝土砖可达300万m3，而成本大约在100元/m3，大大低于采用水泥生产混凝土砖的生产成本（大约200元/m3），每年可降低成本约3亿元人民币，同时还可节约管桩厂处理余浆的费用。管桩余浆生产混凝土砖的研究符合宁波市节能减排、清洁生产的理念，因此可产生较好地经济效益和社会效益。
作品图片
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的： 通过对管桩余浆生产混凝土砖关键技术研究，为厂家提供一套切实可行的配比方案和质量控制措施用于指导企业更好地生产混凝土砖，便于企业标准化规模化生产，以达到提高经济效益，减少生产成本的目的。 基本思路： 1．研究余浆品质与混凝土质量的关系 2．确立余浆预处理工艺 3．提出混凝土砖配合比设计原则
科学性、先进性及独特之处
- 1．提高了建筑资源利用效率、缓解资源约束矛盾的根本出路，从根本上减轻大量呈强碱性废浆随意排放对环境污染的有效途径； 2.管桩废浆处理技术研究是提高建筑企业经济效益的重要措施，为新型建筑工业化开辟了新的道路。 在上述研究利用了化学分析、数理统计和模糊数学等方法的进行实验分析，从根本上解决了余浆在生产混凝土砖过程中所产生的系列问题，给企业提出了一套切实符合实际的生产工艺及措施。
应用价值和现实意义
- 预应力管桩生产会产生大量废弃余浆。余浆中含碱性物质，排放会给水土造成污染，处理的成本较高。 由于原材料价格上涨，为了降低生产成本，部分混凝土砖生产企业或者是管桩企业本身利用管桩余浆并掺加一定量的外加剂替代水泥来生产混凝土砖，以降低成本。目前市场上余浆制备混凝土砖的价格大概在0.06元/块，比水泥混凝土砖的价格便宜50%。据此计算，每年可降低成本约3亿元人民币，符合节能环保的理念。
学术论文摘要
- 本文针对管桩余浆在混凝土砖生产过程中的二次利用问题，通过数理统计和关联度分析等数学方法对余浆的物理性能和化学成分进行了测定、分析，研究了余浆品质对混凝土砖的收缩、吸水率和强度等各项性能的影响。在混凝土砖的生产过程中，余浆的水化程度对混凝土砖的质量影响较大，水化程度过大则混凝土砖的强度会降低。为减缓余浆水化，保持其流动性，本文在余浆中掺加工厂常用的白糖和木镁缓凝剂，通过对余浆的流动度试验和混凝土砖强度的实验，研究了其缓凝效果和对混凝土砖强度的影响。通过实验，本文得出结论如下：①在温度和掺量的影响下，木镁的缓凝对余浆的缓凝效果较白糖稳定；②通过对管桩余浆生产的混凝土砖性能的测定说明利用管桩余浆制砖的可行性；③结合企业实际情况，得出余浆应用中缓凝剂的合理掺量糖掺量，在考虑到夏季、冬季的温度和水分蒸发对胶凝材料水化的不同影响，对掺量也进行了适当的调整，为其制砖的实际应用提供参考的依据。本文还根据企业利用管桩余浆生产的实际情况，对原材料的放置和企业目前生产混凝土砖的原料配合比提出了一些改进措施。
获奖情况
- 《混凝剂在管桩余浆制砖中的应用》一文发表于《宁波工程学院学报》2010年第四期
鉴定结果
- 情况属实，数据真实可靠。
参考文献
- [1] 车广杰. 混凝土缓凝剂的分类及其作用机理[J].黑龙江科技信息，2009，(10)：236 [2] 余健文，李法尧. 管桩废浆利用的试验研究[J].广东建材，2006，(03)：10～12 [3] 杜毅.缓凝剂在大体积混凝土夏季施工问题[J].施工技术，2008，(S1)：32～33 [4] 黄书荣，蔡海瑜.温度对混凝土缓凝剂最优掺量的影响[J].施工技术，2001，(05)：34～35 [5] 魏宜岭. PHC管桩余浆循环利用的方法和实践[J].广东建材，2006，(03)：12～13
同类课题研究水平概述
- 预制混凝土管桩由于其技术先进、生产工业化程度高、质量稳定、施工周期短和资源消耗少等技术、经济优势，在国内外得到较快发展，已成为基础工程的重要桩基材料。混凝土桩的出现已有近百年的历史。九十年代预应力高强混凝土管桩已广泛应用，但是管桩余浆的生产会产生大量的余浆，管桩余浆的处理已成为一大难题。 管桩余浆的处理目前国内外主要有两种用途：一是用于循环生产管桩余浆，二是用于生产混凝土砖块。管桩余浆的循环利用在我国很多管桩生产企业都在应用，技术也日趋于成熟。但在制砖方面的研究始终还没有一套完善的生产体系对产品的工艺进行控制，也还存在许多问题，而且很多企业只生产管桩和混凝土砖其中一类产品，并不能实现自身的循环利用。生产管桩和生产混凝土砖的厂家的距离也成为考虑的重要因素。运输途中时间过长，将导致余浆失效概率增大，余浆的利用率降低，企业的投资风险也进一步加大。所以企业应根据自身的实际情况，设计出一套合理可行的方案，用于管桩余浆二次利用。
