孔隙结构对再生混凝土力学性能影响的试验研究(附件)
混凝土是现如今最广泛使用的建筑材料之一，但是当混凝土建筑物达到一定的建筑年限或者因为拆迁，或者由于各种突然事件如地震、台风、洪水等自然因素导致建筑物破坏，都会产生大量的废弃混凝土垃圾。这些建筑垃圾给我们的日常生活带来了很严重的影响。如果建筑垃圾不妥善处理，会导致环境污染和占用土地。另外一个方面就是，混凝土的大量使用，对石子，砂子，水泥等大量需求，然而资源是有限的。如果利用废弃混凝土制备成的混凝土不但可以解决环境污染问题，而且可以节约自然资源,所以我们将要利用技术手段有效的解决这一问题。经过简单破碎得到的再生骨料性能较差，严重的限制了废弃混凝土的再生利用价值。因此，我在借鉴前人研究的结果基础上又进行了如下几种强化方法的研究，（1）骨料强化，通过震动筛选、高压冲洗等手段处理废弃骨料表面附着的水泥浆液，清洗表面灰尘杂物。（2）在废弃混凝土制拌的过程中加入超细骨料，用于填充水泥颗粒间的孔隙，增加致密的结构，增加粘结力从而增加混凝土的强度。（3）通过水泥强化液对废弃粗骨料进行处理，通过浸泡强化液的方式填充废弃粗骨料表面孔隙，降低吸水率，从而提高混凝土强度。关键词 再生粗骨料，裂缝，超细骨料，强化试验
目录
1 绪 论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外再生混凝土技术发展 3
1.3 本文的主要研究内容 6
2 再生骨料的基本性能 6
2.1 对粗骨料的生产和基本性能研究 6
2.2 再生骨料成分分析 16
2.3 再生骨料的质量标准 18
2.4 本章小结 21
3 孔隙结构对再生混凝土的力学性能影响规律 21
3.1 三种强化方式 21
3.2 本次试验所采用的方法 23
3.3 不同孔隙大小的混凝土强度研究 28
3.4 孔径分布的测定 29
3.5 对孔隙大小的级别分析 33
3.6 再生细骨料对耐磨的影响 37
3.7 本章小结 39
4 混凝土的显微分析 39
4.1 目前显微镜分析的不足之处 39
4.2 本次主要研究内容 40
4.3 试验结果与 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
分析 42
4.4 小结 44
4.5 孔径分布的测定 44
4.6 本章小结 48
结论 49
致 谢 50
参 考 文 献 51
1 绪 论
1.1课题研究背景
自从人类进入二十一世纪以来，正在不断面对人口膨胀、自然资源短缺以及环境不断恶化带来的严重挑战。由于我国在改革开发期间为了人口红利，在全面建设发展的过程中，以上的问题在我国现阶段越来突显矛盾。怎么才能把资源最大化利用，降低污染，减轻环境污染压力具有重大的意义。
我们先阶段面临的问题是人口增长、资源不足、环境污染的问题，其中两大问题就与混凝土技术相关，混凝土的重要材料之一水泥的生产需要消耗大量的自然资源，并且排放大量的二氧化碳、粉尘和其他有害气体。这些废料的随意堆放会导致比较严重的后果，每年因为混凝土的使用量，每年会使用大量的粗骨料，和大量细骨料，砂子、水泥等。所以再生混凝土的使用迫在眉睫。
有关资料显示，建筑垃圾在固体废弃物垃圾中的占有量最大，由于我国的每年建筑垃圾数量没有经过相关部门统计，并没有准确的数据来源，权威部门曾经做过一个预估大约是4亿吨/年。在建筑垃圾的分类中，废弃混凝土的占有量达到了45%以上，从科学发展观的角度来看，建筑垃圾的再生利用已经到达了刻不容缓的地步，而利用用废弃混凝土作为再生骨料的原材料，可以部分代替天然骨料，将成为有效的途径之一。这个方案的研究起源于二战结束后德国、苏联等国家为了战后重建而提出的，目前，世界上有很多发达国家已经把建筑垃圾资源化利用作为环境保护的战略目标之一，特别是再生混凝土的开发利用方面，发展尤为迅速，2001年联合国机构组织（SRL）为再生混凝土骨料提供了具体的使用方法。再生混凝土骨料的使用已经成为大多数国家的共识，并且已经取得了一定的效果，已经形成一套准则，少部分国家甚至已经立法保护该研究成果，例如美国的《超基金法》，日本发布的《再生骨料和再生混凝土使用规范》，包括德国、意大利、法国等国家在1998年提出了“在混凝土中使用再生骨料比例标准的应用指南”。
对再生骨料的研究成果来看，再生骨料在工程结构中应用是可行的，再经过物理强化、化学强化处理的再生粗骨料，质量强度均可以达到使用标准，但对于再生混凝 土的经济效益价值还有待怀疑。据文献[2]介绍，欧洲、美国、日本每年因为建设生产，自然灾害等因素将产生大约3.5亿吨混凝土废料，把对混凝土废料进行加工处理所需要的成本只是开采天然石材的3/4左右。 另外根据文献[3]介绍，如果利用废弃混凝土作为再生骨料使用时，同时还可以大量减少石灰的使用，石灰的产生就是烧大量的石灰石，燃烧过程中会发出二氧化碳。再生骨料的使用缓解了自然资源紧缺的问题，减少了负面影响，保证了可持续发展。因此，这是一种有益于人类不断发展的手段。下图1为淮安城区建筑垃圾。
图1.1清河区西安路拆迁现场 图1.2旧城区改造现场
随着中国城市化的不断发展，建筑垃圾污染已经是一个非常严峻的问题，据新华社报道2005年中国产生了将近9000万吨的建筑垃圾，发展至2012年，我国的建筑垃圾总量已经达到了700万立方米。
我国土地辽阔，各种自然矿产资源占有量都居世界前列。但是近年来，随着建筑行业的高速发展，对天然骨料的需求量也日益增长。加之在很长的一段时间内，人们对自然资源的不够重视，认为天然骨料的来源众多且廉价较易获得，所以天然骨料是取之不尽用之不竭的。在近三十年里对它的过度开采和无节制使用，导致近年来我国建筑业的蓬勃发展与天然骨料稀缺的矛盾日益扩大建筑垃圾主要是由：水泥砂浆块、混凝土块、玻璃、废弃塑料、废弃金属物、木材等。。废弃金属和塑料可以进行回收利用，而占有比例较大的水泥砂浆块和混凝土块处理难度较大，经过研究发现，水泥砂浆块和混凝土块经过破碎、筛选、分级、清洗之后可以作为再生骨料使用。但是，再生骨料与天然骨料相比有很多的不足之处，有很多的水泥砂浆，包括大量因为破碎过程中产生的裂缝，吸水率较高，堆积密度太低等因素，这也是再生混凝土强度低于普通材料制备而成的混凝土的原因。目前只能部分代替天然骨料制备混凝土，但是经过研究表明经过强化过后的骨料可以代替大部分天然骨料甚至是全部代替，按照目前的发展趋势，相信在不久的将来，可以缓解我国资源稀缺的问题。下表为建筑垃圾的成分表。
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1 绪 论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外再生混凝土技术发展 3
1.3 本文的主要研究内容 6
2 再生骨料的基本性能 6
2.1 对粗骨料的生产和基本性能研究 6
2.2 再生骨料成分分析 16
2.3 再生骨料的质量标准 18
2.4 本章小结 21
3 孔隙结构对再生混凝土的力学性能影响规律 21
3.1 三种强化方式 21
3.2 本次试验所采用的方法 23
3.3 不同孔隙大小的混凝土强度研究 28
3.4 孔径分布的测定 29
3.5 对孔隙大小的级别分析 33
3.6 再生细骨料对耐磨的影响 37
3.7 本章小结 39
4 混凝土的显微分析 39
4.1 目前显微镜分析的不足之处 39
4.2 本次主要研究内容 40
4.3 试验结果与 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
分析 42
4.4 小结 44
4.5 孔径分布的测定 44
4.6 本章小结 48
结论 49
致 谢 50
参 考 文 献 51
1 绪 论
1.1课题研究背景
自从人类进入二十一世纪以来，正在不断面对人口膨胀、自然资源短缺以及环境不断恶化带来的严重挑战。由于我国在改革开发期间为了人口红利，在全面建设发展的过程中，以上的问题在我国现阶段越来突显矛盾。怎么才能把资源最大化利用，降低污染，减轻环境污染压力具有重大的意义。
我们先阶段面临的问题是人口增长、资源不足、环境污染的问题，其中两大问题就与混凝土技术相关，混凝土的重要材料之一水泥的生产需要消耗大量的自然资源，并且排放大量的二氧化碳、粉尘和其他有害气体。这些废料的随意堆放会导致比较严重的后果，每年因为混凝土的使用量，每年会使用大量的粗骨料，和大量细骨料，砂子、水泥等。所以再生混凝土的使用迫在眉睫。
有关资料显示，建筑垃圾在固体废弃物垃圾中的占有量最大，由于我国的每年建筑垃圾数量没有经过相关部门统计，并没有准确的数据来源，权威部门曾经做过一个预估大约是4亿吨/年。在建筑垃圾的分类中，废弃混凝土的占有量达到了45%以上，从科学发展观的角度来看，建筑垃圾的再生利用已经到达了刻不容缓的地步，而利用用废弃混凝土作为再生骨料的原材料，可以部分代替天然骨料，将成为有效的途径之一。这个方案的研究起源于二战结束后德国、苏联等国家为了战后重建而提出的，目前，世界上有很多发达国家已经把建筑垃圾资源化利用作为环境保护的战略目标之一，特别是再生混凝土的开发利用方面，发展尤为迅速，2001年联合国机构组织（SRL）为再生混凝土骨料提供了具体的使用方法。再生混凝土骨料的使用已经成为大多数国家的共识，并且已经取得了一定的效果，已经形成一套准则，少部分国家甚至已经立法保护该研究成果，例如美国的《超基金法》，日本发布的《再生骨料和再生混凝土使用规范》，包括德国、意大利、法国等国家在1998年提出了“在混凝土中使用再生骨料比例标准的应用指南”。
对再生骨料的研究成果来看，再生骨料在工程结构中应用是可行的，再经过物理强化、化学强化处理的再生粗骨料，质量强度均可以达到使用标准，但对于再生混凝 土的经济效益价值还有待怀疑。据文献[2]介绍，欧洲、美国、日本每年因为建设生产，自然灾害等因素将产生大约3.5亿吨混凝土废料，把对混凝土废料进行加工处理所需要的成本只是开采天然石材的3/4左右。 另外根据文献[3]介绍，如果利用废弃混凝土作为再生骨料使用时，同时还可以大量减少石灰的使用，石灰的产生就是烧大量的石灰石，燃烧过程中会发出二氧化碳。再生骨料的使用缓解了自然资源紧缺的问题，减少了负面影响，保证了可持续发展。因此，这是一种有益于人类不断发展的手段。下图1为淮安城区建筑垃圾。
图1.1清河区西安路拆迁现场 图1.2旧城区改造现场
随着中国城市化的不断发展，建筑垃圾污染已经是一个非常严峻的问题，据新华社报道2005年中国产生了将近9000万吨的建筑垃圾，发展至2012年，我国的建筑垃圾总量已经达到了700万立方米。
我国土地辽阔，各种自然矿产资源占有量都居世界前列。但是近年来，随着建筑行业的高速发展，对天然骨料的需求量也日益增长。加之在很长的一段时间内，人们对自然资源的不够重视，认为天然骨料的来源众多且廉价较易获得，所以天然骨料是取之不尽用之不竭的。在近三十年里对它的过度开采和无节制使用，导致近年来我国建筑业的蓬勃发展与天然骨料稀缺的矛盾日益扩大建筑垃圾主要是由：水泥砂浆块、混凝土块、玻璃、废弃塑料、废弃金属物、木材等。。废弃金属和塑料可以进行回收利用，而占有比例较大的水泥砂浆块和混凝土块处理难度较大，经过研究发现，水泥砂浆块和混凝土块经过破碎、筛选、分级、清洗之后可以作为再生骨料使用。但是，再生骨料与天然骨料相比有很多的不足之处，有很多的水泥砂浆，包括大量因为破碎过程中产生的裂缝，吸水率较高，堆积密度太低等因素，这也是再生混凝土强度低于普通材料制备而成的混凝土的原因。目前只能部分代替天然骨料制备混凝土，但是经过研究表明经过强化过后的骨料可以代替大部分天然骨料甚至是全部代替，按照目前的发展趋势，相信在不久的将来，可以缓解我国资源稀缺的问题。下表为建筑垃圾的成分表。
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