再生材料

关键词: 里程 沥青路面 高速公路 公路

再生材料(精选十篇)

再生材料 篇1

上世纪90年代以后, 我国进入高速公路飞速发展时期, 截至2010年底, 我国高速公路里程已经突破7万公里, 居世界第二位。根据我国公路水路交通发展规划, 到2020年, 我国高速公路总里程将达到10万公里。我国公路广泛采用了半刚性基层沥青路面, 其设计使用寿命为15年, 然而, 由于车辆超载、交通量增长迅速等原因, 其实际使用寿命为10~15年, 为此每年有大量的公路需要大、中修养护, 将会产生数以万吨计的废旧沥青路面材料, 如何有效利用这些废料是公路养护管理部门面临的重要课题。

沥青路面材料再生利用技术的适时出现, 为解决这一难题开辟了新的道路。它是将需要翻修和废弃的沥青路面, 经过翻挖、回收、就地或集中破碎和筛分, 再和新集料、新沥青适当配比, 重新拌和成为具有良好路用性能的再生沥青混合料, 用于铺筑沥青面层和基层的整套工艺技术。

2 节能原理

沥青路面厂拌再生分为厂拌热再生和厂拌冷再生, 其节能原理如下:

(1) 厂拌冷再生技术是采用乳化或发泡的方法降低沥青粘度, 在常温下与RAP、新集料拌和成混合料, 再经摊铺、压实而成沥青面层或基层的施工方法。其特点是:可100%利用RAP, 不需要加热, 因此可节约大量的燃油, 同时RAP利用可减少新集料的开采、加工和运输过程中的能耗。

(2) 厂拌热再生技术是将破碎、筛分后的RAP按设计配比混合, 加热到130~150℃, 加入再生剂, 再与适当配比的新集料、新沥青重新拌和成为再生混合料。再生混合料的路用性能可达到新拌沥青混合料的标准。厂拌热再生混合料虽然需要加热, 但是利用RAP可减少新集料的开采、加工和运输的能耗。

3 技术内容

3.1 主要技术内容

(1) 研制了RAP加热设备, 重点解决了RAP加热与防老化、热料粘结、烟气排放、联机协调控制等技术难题。

(2) 采用ABSEN蒸发和高速离心技术手段将旧沥青“原汁原味”地分离出来, 准确地分析旧沥青老化后的各项技术指标, 评价其使用性能。结合沥青老化和再生机理的研究, 配合再生剂的使用, 使其技术指标达到新沥青的技术标准。

(3) 研究厂拌热、冷再生混合料的路用性能、施工工艺和质量控制方法, 试验和工程实践证明:热再生混合料路用性能能达到新拌沥青混合料的技术指标要求, 且具有更好的抗车辙能力。

(4) 通过理论分析和试验研究, 论证了冷再生作为公路柔性基层的可行性, 提出了冷再生柔性基层技术指标。

(5) 通过试验段施工跟踪试验检测, 不断调整施工机械设备组合, 优选最佳的设备组合和施工方式, 系统总结再生沥青混合料的RAP破碎筛分、拌和、摊铺和碾压施工工艺, 形成厂拌热再生和厂拌冷再生施工指南, 达到指导施工的目的。

3.2 实施方案

(1) 设备改造和配套工艺:利用沥青混合料拌合楼与RAP加热烘干筒联机配套进行拌和设备改造。

(2) 室内试验:首先分析RAP的技术指标, 主要包括级配、沥青含量、老化后的沥青指标;其次进行再生剂的研究、稳定剂的比选;最后应用马歇尔方法进行再生沥青混合料的配合比设计。

(3) 试验路铺筑:在京珠高速、孝襄高速以及107国道等路段开展热再生试验路段的铺筑, 考察不同压实工艺和再生剂的再生质量。在孝襄高速铺筑乳化沥青和泡沫沥青冷再生试验路段, 总结不同方法的施工工艺, 分析其性能差别和经济性。

(4) 冷再生试验路性能测试:现场取芯检测压实度、再生料的抗压、抗拉性能和弹性模量, 评价冷再生柔性基层质量。

(5) 热再生试验路性能测试:现场检测渗水系数、构造深度、平整度、压实度, 测试再生料的抗高温变形性能和抗水损坏性能。通过现场测试和室内试验结果联合评价热再生质量。

(6) 试验路段通车后, 对路用性能进行跟踪监测, 分析再生路面的使用效果, 评价其技术可靠性和经济合理性。

3.3 技术创新点

(1) 首次建立了再生加热设备热学计算模型, 研制了拥有自主知识产权的再生混合料加热设备。该设备采用热风加热技术, 具有旧料加热老化程度低, 接口通用性好, 自洁功能强的特点。

(2) 研究开发了由多组材料组成的新型热再生剂 (GL型) , 适合于不同种类和不同老化程度沥青的再生, 具有良好的经济性和适用性, 可显著提高再生沥青的技术性能。

(3) 系统研究了厂拌热、冷再生混合料的路用性能、施工工艺和质量控制方法, 提出了冷再生柔性基层技术指标。

(4) 编制了施工指南。试验和工程实践证明热再生混合料路用性能能达到新拌沥青混合料的技术指标要求, 且具有更好的抗车辙能力。

3.4 技术关键点

(1) 项目以MARINI MAPW175E220L型拌和机为依托, 开发了RAP加热设备。重点解决RAP老化、热料粘结、联机控制、烟气污染、计量控制等难题。

(2) 再生剂研究开发。根据沥青老化和再生机理的分析研究, 采用低粘度增延剂, 并掺入塑化剂、粘附剂、抗老化剂组合成新型再生剂, 使各种不同老化程度的旧沥青技术指标达到新沥青的标准。

(3) 厂拌热再生料路用性能研究。试验研究了不同RAP和再生剂掺量的热再生料的抗车辙、水稳定性、抗裂和耐疲劳性能以及经济性评价。

(4) 通过理论分析和大量的试验研究, 综合评价厂拌冷再生混合料的强度、抗裂性能、水稳定性和弹性模量, 据此提出切实可行的高速公路冷再生柔性基层质量技术标准。

(5) 再生混合料工艺研究。通过试验路施工, 跟踪检测再生混合料拌和、摊铺、碾压过程中的各项技术指标, 不断优化施工工艺控制参数, 总结提出了厂拌冷、热再生施工工艺, 形成成套技术。

4 推广应用条件

4.1 推广条件

(1) 掺加30%左右RAP的厂拌热再生料性能可达到新拌料的技术标准, 且具有更好的抗车辙能力, 可以代替新拌料使用;厂拌冷再生混合料用作柔性基层可以减少基层反射裂缝。研究证明, 厂拌热再生及厂拌冷再生混合料性能可靠, 完全满足设计及规范要求。

(2) 厂拌热再生混合料生产仅需增加一个RAP加热烘干筒, 施工与普通热拌沥青混合料施工采用完全相同的设备, 施工方便;厂拌冷再生则需要增加厂拌乳化沥青或泡沫沥青成套设备。

湖北省高速公路实业开发有限公司利用公司现有拌和设备, 配套增加了第二烘干筒及旧料破碎筛分装置 (如图1、图2所示) , 累计投入资金680万元, 其中第二烘干筒400万元, 破碎筛分200万元, 泡沫沥青发生器80万元。改造后, 成功在京珠高速、107国道及孝襄高速完成了热再生及冷再生试验段。

4.2 适用范围

沥青面层材料再生综合技术适用于各个等级公路的各个层次, 可根据实际情况和需求采用不同的再生方式加以解决。

(1) 厂拌冷再生适用范围。

利用乳化沥青或泡沫沥青作为主要稳定剂的冷再生混合料, 用于铺筑高等级公路的联结层或作为柔性基层, 其使用品质与沥青碎石基层接近, 具有柔性好以及模量与沥青混凝土面层接近、路面受力更加均匀等特点, 既可以有效地防止半刚性基层开裂的问题, 又可以克服全厚式沥青路面造价高的弊端。因此, 厂拌冷再生可用于高速公路、一级公路上下基层, 甚至下面层或低等级公路下面层。

(2) 厂拌热再生适用范围。

经过合理材料设计和工艺制备的厂拌热再生混合料, 具有与新拌混合料一样的路用性能, 可广泛地铺筑高等级公路的各个层次, 主要用于高速、一级公路的中、下面层及基层, 以及二级以下公路的面层。

4.3 应用情况

2005年8月在湖北孝襄高速修建了厂拌冷再生柔性基层试验段;2005年9月在湖北京珠高速主行车道中下面层修建了厂拌热再生试验段;2006年在孝感107国道复线修建了试验段;2006年在湖北京珠高速公路和附属区道路推广应用了厂拌热再生技术, 同年在黄黄高速公路蕲春互通推广应用了厂拌冷再生技术, 实体工程路用性能良好。

(1) 湖北京珠高速厂拌热再生应用

(2) 孝感G107复线厂拌热再生应用

(3) 厂拌冷再生应用工程分为泡沫沥青冷再生和乳化沥青冷再生两种。

试验路采用泡沫沥青与改性乳化沥青两种材料, 设计了三种结构方案。

方案一:20 cm水稳砂砾底基层+20 cm水稳碎石下基层+20 cm泡沫沥青柔性基层+18 cm沥青混凝土面层。

方案二:20 cm水稳砂砾底基层+20 cm水稳碎石下基层+28 cm泡沫沥青柔性基层+10 cm沥青混凝土面层。

方案三:20 cm水稳砂砾底基层+20 cm水稳碎石下基层+20 cm改性乳化沥青柔性基层+18 cm沥青混凝土面层。

5 效益分析

5.1 节能效益

厂拌冷热再生的节能主要体现在就地取材, 节省运距。

京珠高速及107国道节能计算如下:

碎石运到拌和站运距65 km, 碎石用量726吨;以东风天龙340货车运输为例, 按载重量25吨计, 其100 km运距油耗为33~35升, 平均耗油总量为 (726吨/25吨) ×34升/百公里×65公里=642升, 相当于减少碳排放1.776吨 (每升燃油产生2.766 kg的碳排放) , 折合每吨碎石每百公里减少约3.764 kg碳排放。

孝襄冷再生柔性基层厂拌冷再生节能计算如下:

碎石运到拌和站运距65 km, 碎石用量4 700吨;以东风天龙340货车运输为例, 按载重量25吨计, 其100 km运距油耗为33~35升, 平均耗油总量为 (4 700吨/25吨) ×34升/百公里×65公里=4 155升, 沥青碎石加热油耗18 278升。两者合计相当于减少碳排放62.05吨, 即高速公路柔性基层每公里减少碳排放31.025吨 (每升燃油产生2.766 kg的碳排放) 。厂拌热再生试验路生产热再生料5 012吨, 减少碳排放1.176吨;厂拌冷再生试验路生产冷再生料33 800吨, 减少碳排放62 050 kg。

5.2 经济效益

5.3 社会效益

再生技术除了具有较高的直接经济效益外, 还具有良好的社会和环境效益, 应用再生技术可充分利用旧沥青混合料, 解决了沥青路面翻修所产生大量废料造成的环境污染问题, 符合我国可持续发展战略对废物资源化的要求。由于资源循环利用, 减少了对沥青和砂石材料的需求量, 有助于自然环境资源的保护。废旧沥青面层材料再生利用, 有效减少了土地占用, 维护自然景观和生态环境。本项目实施过程中利用了3万多吨废弃材料, 相当于减少了1.2万m3矿产资源的开采量, 减少约6 000 m2自然环境的破坏。

摘要:本项目通过回收、破碎和筛分旧沥青路面材料, 再和新集料、新沥青适当配比拌和, 成为具有良好路用性能的再生沥青混合料, 可用于各等级公路的大、中修及改扩建工程的面层和基层, 实现了资源循环利用、节能减排, 经济社会效益显著, 推广应用前景广阔。

鄢陵可再生能源建筑应用材料汇报 篇2

情况汇报材料

为加大可再生能源在我县各类建筑的推广应用力度,推进资源节约型、环境友好型,加快发展新能源和节能环保新兴产业,推动可再生能源在我县建筑领域大规模应用,实现绿色建筑和建筑节能目标。鄢陵县住房和城乡建设局成立了可再生能源建筑应用办公室,大力实施生态文明发展战略,在居民小区、医疗卫生、新农村建设、安置保障房工程等领域积极推进可再生能源技术,目前,太阳能、地源能等可再生能源开发利用呈现出齐头并进、形式喜人的动人景象。

(一)国家补助资金补贴标准及管理办法

可再生能源建筑应用城市示范专项补助资金的90%用于可再生能源建筑应用示范项目的奖励,10%用于配套能力建设。采用太阳能热水系统的建设项目按照建筑面积每平方米10元的标准补助,采用地源热泵系统为建筑物供热供冷的按照建筑面积每平方米20元的补助标准,采用太阳能和地源热泵系统集成技术的按照建筑面积每平方米30元的标准补助。

可再生能源利用设施分项工程完成工程总量的20%后,拨付补贴资金总额的50%至项目单位。项目完工后,经验收合格后,拨付剩余50%的补助资金。

(二)近几年完成工作情况

按照《河南省绿色建筑行动实施方案》的要求,全面执行绿色建筑标准;引导房地产开发企业执行绿色建筑标准,建设绿色住宅小区。自2008年至2014年9月份,鄢陵县共完成可再生能源建筑应用竣工项目居住建筑57个,建筑总面积为58.5万平方米;公共建筑17个,建筑总面积为3.61万平方米。新建建筑绿色比例达到了50%以上。

(三)下阶段工作计划

1.借助技术支撑单位力量,加强宣传力度 在示范县的推广实施工作中,应充分借助技术支撑单位的技术力量,加强对可再生能源建筑应用的推广宣传力度,同时调动本县太阳能(光热、光伏)等生产企业技术创新的积极性,在我县土壤源热泵应用、地表水源热泵应用、太阳能构件一体化应用、太阳能光伏发电建筑一体化应用及风能应用中有所突破,真正起到示范项目、示范县的作用。

2.建立健全建筑节能信息公示制度

按照市、县住房和城乡建设局的要求,要求建设单位在房屋施工、销售现场将建筑节能及绿色性能以张贴、载明等方式予以明示,按照施工图审查机构出具的建筑节能设计审查备案表、可再生能源利用、绿色建筑情况,设置《建筑节能工程信息公示牌》。

3、强化检测验收,加强行业监管

1)、规范工程设计和施工管理。每个项目都要按照规范要 求或标准图都要按照规范要求或标准图集进行设计并经过审 查,施工过程中要依法进行质量安全监督和监理,确保工程质 量和安全。

2)、严格工程竣工验收管理。项目建设过程中,工程质量 监督部门要严把质量关。工程竣工时,要严格按照竣工验收相 关规定进行自检自验,在此基础上申请省级验收。

再生材料 篇3

一、省政府相关部门应加大再生技术的研发投入,并建立示范工程,保证再生工程质量。

二、项目建设和设计单位应在公路改扩建及大中修工程设计时,优先采用路面再生技术。

三、建立具有路面再生施工能力、收储能力施工企业优先准入机制。

四、通过技术培训和技术交流,使再生技术得到应用和推广。

五、省交通运输厅应根据交通运输部指导意见,尽快制定出实施细则。

再生材料 篇4

水泥稳定碎石基层是一种半刚性的基层材料, 具有整体性好、强度高、透水性小的特点, 水泥稳定碎石道路基层材料的再生利用可以节约大量的材料, 节省工程投资, 保护环境, 减少新材料的开采, 避免水土流失, 梳理良好的社会形象, 具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。

高等级公路主要有沥青路面和混凝土路面两大类, 目前我国高等级公路路面材料的再生技术已经相对完善, 形成了系统的再生工艺, 但由于基层材料的使用寿命较长, 进入大修期较晚, 所以对基层材料的再生利用没有引起足够的重视。

1 水泥稳定碎石基层

1.1 水泥稳定碎石基层性能要求

水泥稳定碎石基层对温度和湿度的变化较为敏感, 在强度形成过程中和运营期间不可避免的会产生干缩裂缝和温缩裂缝, 引起路面产生反射裂缝, 加剧路面破坏, 所以基层铺筑时要采用合理的结构层次、厚度、模量、材料等。

基层起到承重和扩散荷载应力的作用, 水泥稳定碎石基层材料性能要满足强度、刚度、谁稳定性、冰冻稳定性、抗冲刷性能、抗裂性能、抗疲劳性能等。

1.2 水泥稳定碎石的组成结构

混合料的结构是指组成材料之间相互作用特点, 颗粒的相对分布、相互联系的状况。水泥稳定碎石的路用性能和其本身的结构特点有很大关系, 其结构特点能反映出混合料的受力特性, 当结构特点变化时, 混合料的力学特性也会相应发生变化。其结构可以分为以下三种。

悬浮密室结构, 通常采用连续密级配, 细骨料较多, 粗骨料之间接触少, 不能形成骨架, 悬浮在细颗粒之间, 具有较高的粘结力, 摩擦角下, 强度主要有粘结力控制, 外部荷载作用下容易发生破坏。

骨架空隙结构, 这种结构中粗骨料较多, 细骨料较少, 体内空隙大, 具有较大的摩阻力, 粘结力较小, 强度主要有摩阻力确定, 基层受材料性质的影响较小, 抗收缩能力强, 耐久性不好。

骨架密实结构, 这种结构综合另外两种结构的特点, 在粗骨料形成的骨架中填充细骨料, 具有较好的粘结力和摩阻力, 力学性能、抗收缩性、抗裂性、抗冲刷性和疲劳性能较好。

2 旧水泥稳定碎石基层材料性能分析

2.1 水泥稳定碎石废料特点

废旧物料的水温强度和稳定性和新材料有很大不同, 旧骨料的吸水性较好, 在同样的配合比下, 水灰比会相对减小, 有利于增加基层强度, 包裹水泥砂浆表面会有微小的缝隙, 水泥颗粒容易进入, 增加粘结力, 大粒径粗骨料在铣刨时会产生新的断面, 表面粗糙, 使得级配更加的连续。

2.2 再生骨料的性质特点及级配验证

再生骨料可以分为再生粗骨料和再生细骨料, 再生粗骨料主要为表面包裹着水泥砂浆的石子, 其粘附水泥砂浆的多少和水泥稳定碎石的强度等级和骨料种类有很大关系, 水泥含量越高, 骨料表面粘附水泥浆越多。再生细骨料为破碎后附着水泥砂浆的石屑。

再生骨料的级配验证要采用国家方孔标准筛进行筛分和称重, 粗骨料和石屑中能够有破碎新茬的能达到总量的30%, 并大多都能被水泥砂浆附着, 表面包裹砂浆的石子颗粒本身存在很大的差异性, 骨料的表面较为粗糙, 棱角多。水泥稳定碎石废料一定条件下比新的材料更加适用于道路基层, 完全可以利用废弃材料作为施工的基层材料。

2.3 再生骨料对再生水泥稳定碎石强度机理分析

混合料在压实成型后有固相、液相和气相三部分组成, 三部分共同作用形成水泥稳定碎石的强度和刚度, 决定水泥稳定碎石混合料强度的主要因素是颗粒间的粘结力和内摩阻力, 水泥砂浆和细骨料组成提供粘结力, 和砂浆的强度没有直接关系, 粗骨料的骨架结构提供内摩阻力, 受到骨料颗粒形状和摩阻系数等因素影响。

水泥稳定碎石是水泥砂浆、骨料、骨料和砂浆界面的三相结合体, 其强度也是由三者共同作用决定的, 再生骨料对再生水泥稳定碎石的强度影响主要表现在再生骨料的外形特征影响, 界面结合的影响、水化作用的影响、吸水率的影响以及再生骨料自身强度的影响。再生骨料表面粗糙、比表面积增大, 吸水率高, 拌合时会吸收一定的水分, 降低水灰比, 从而提高强度。

3 再生水泥稳定碎石配合比设计及性能分析

3.1 级配理论综述及组细骨料的级配特点

良好的级配状态是在最小孔隙率的情况下保证骨料之间处于紧密的状态, 最大限度的发挥其结构强度效应, 常用的级配有连续级配和间断级配两种。连续级配是不同粒径的粒料按照一定的比例组成, 级配曲线平顺光滑, 又可以分为连续密级配和连续开级配。间断级配则是去除几个分级, 形成不连续的混合料。常用的级配理论有最大密度曲线理论和粒子干涉理论。

骨料由于粒径不同会引起混合料之间的粘结力和内摩阻力的不同, 从而影响水泥稳定碎石混合料的强度, 将骨料分为粗骨料和细骨料可以较好的对骨料质量进行控制, 有利于分析混合料的结构。粗骨料的作用是形成排列紧密的多级空间骨架结构, 细骨料的功能为填充粗骨料的空隙, 稳定骨架结构, 并影响混合料成型后的强度和收缩性。

3.2 混合料的配合比设计

混合料配合比设计时可以根据级配标准进行, 但实际工程使用和理论计算存在一定的差异性, 计算得到的级配范围有时不能应用于所有的筛孔, 实际施工时也会根据公路不同部位, 通过试验做出相应的调整。

最佳混合料配合比除了要求水泥稳定碎石中的粗骨料能够紧密排列, 还要求密室的水泥砂浆将整个骨架粘结成整体, 配合比设计时要使粗骨料、细骨料、水泥和水按照最佳的比例掺合。

3.3 再生混合料的性能分析

稳定性能分析, 再生材料的稳定性包括抗冻性能和抗冲刷性能。基层材料为空隙材料, 在冻融循环作用下, 内部的空隙水会冻胀产生附加应力对空隙壁造成压力, 这种压力的大小还和水的流动距离, 冻结速度等有关。溶液部分结冰时还会引起一定的渗透压力, 从而造成基层的破坏。水泥稳定碎石再利用后不仅受到静态水的作用, 同时受流动水的影响, 当进入到路面结构内的水不能及时排除时, 就会造成基层材料的膨胀, 在荷载的作用下形成很大的动水压力, 对基层材料造成冲刷破坏。

抗收缩性能, 收缩性能包括温度收缩和干湿收缩。在温度变化时, 混合料的之间的热胀冷缩性能不同, 产生内应力, 表现在固相颗粒之间相互牵制和制约, 温缩性能和时间有一定的关系, 找出规律能够更好的养护, 加强其使用性能。干缩性能是由于混合料体内水分的减少, 在毛细管张力、吸附水和分子之间的作用力、层间水的作用下产生的。

力学性能分析, 不同水泥含量的水泥稳定碎石其强度随着龄期的增加而增长, 水泥含量越高, 抗压强度越高。回弹模量的增长规律和强度的增长规律基本一致, 取决于原材料本身的模量和组成结构形式等, 在初期由于胶结材料没有形成较高的强度, 回弹模量主要由材料组成结构和原材料本身模量决定, 随着反应进行, 颗粒之间的粘结连接不断增强, 回弹模量也相应增大。

参考文献

[1]马君毅.冷再生旧沥青路面材料在基层中的应用研究[D].长安大学, 2005, 6.

[2]胡立群.半刚性基层材料结构类型与组成设计研究[D].长安大学, 2004, 5.

[3]张亚梅, 秦鸿根, 孙伟.再生混凝土配合比设计初探[J].混凝土与水泥制品, 2002 (01) :7-9.

再生材料 篇5

长沙市城市建设科学研究院

2010年7月

一、项目的背景

我国城市化进展正在大踏步向前迈进,城中村改造、拆临拆违、旧城改造等工程实施步伐不断加快的同时,也随之产生了大量的建筑垃圾。据有关资料显示,经对砖混结构、全现浇混凝土结构等建筑类型的施工材料统计分析,每1万平方米的建筑施工中,会产生500t~600t的建筑垃圾,亦即,我国每年仅建筑施工就产生超过4000万吨的建筑垃圾。再加上长期以来,我国的建筑垃圾再利用没有引起很大重视,我国大部分城市对建筑垃圾缺乏统一、完善的管理办法和规范的处臵场所,乱堆、乱倒、乱填、乱埋现象屡禁不止,致使建筑垃圾犹如城市建设的伴生“疮”,既侵占土地,又对周边环境及人们的生活产生严重影响,甚至带来围城之患。因此,建筑垃圾的综合利用已成为社会急需研究和解决的重要课题,加快建筑垃圾资源化利用的进程,并对其进行专项研究与开发利用已势在必行。

1.1项目的目的及意义

长沙市是湖南省的省会城市,是中南地区重要的科研、高等教育、国防科技工业和高新技术产业基地。近年来,长沙市市委、市政府提出按国际化、市场化、人文化、生态化的理念,进一步提高和丰富我市发展的境界与内涵。

长沙市作为中南地区的名城,其经济发展驯熟,建设项目众多,且正处于发展循环经济与兴建“两型”社会的关键时期,因此,在城市大力兴建基础设施时,只有注重推进建筑垃圾综合利用,变资源浪费为资源再生,变污染为环保,才能实现经济效益、生态效益和社会

效益的同步推进、协调发展。

本课题旨在对长沙市建筑垃圾产生现状和发展趋势进行全面深入的分析,并在借鉴国内外已有建筑垃圾资源化利用成果和技术的基础上,探寻适合我市市情的建筑垃圾综合利用途径,制定适合我市现状的合理的资源化利用政策,以确保我市建设实现循环经济和可持续发展。

1.2国内外技术发展现状与趋势

自上世纪90年代以后,世界上许多国家,特别是发达国家,已把城市建筑垃圾减量化和资源化处理作为环境保护和可持续发展战略目标之一。日本、欧美、韩国等一些发达国家关于建筑垃圾综合利用的政策、技术和设备等方面均比较成熟,特别是美国和新加坡,在开展建筑垃圾综合利用方面有许多成功经验可供借鉴。

近些年来,我国一些地方也逐步意识到了科学处臵和综合利用建筑垃圾对于节约资源、促进当地经济和社会发展的的重要性,并对建筑垃圾的综合利用进行了许多探索性研究和有益的尝试。我国建筑垃圾综合利用专利技术已达172项,绝大多数已经实现成果转化。如河北工专新兴技术服务总公司开发成功的一种“用建筑垃圾夯扩超短异型桩施工技术”,河南宇泰机械制造有限公司与其他研究所及院校联合研究的利用建筑垃圾生产标砖、多孔砖、空心板、空心砌块等产品的成套设备及技术,北京某环保建材科技有限公司利用废砖瓦生产再生砖,河北邯郸某生态建材有限公司是目前我国中等(地级)城市中科学利用建筑垃圾生产标砖和空心砌块最为成功并已形成一定规模的民营企业。此外,“5.12”大地震及玉树大地震后,废弃物资源化国家工程研究中心在都江堰、成都、玉树等重灾区建设的建筑垃圾资源化处理示范工程项目,可年处理50万吨建筑废弃物,并制成灾后重建中急需的墙体材料和道路材料,产品已进入市场。2008年11~12月废弃物资源化国家工程研究中心编制了《昆明市建筑废弃物资源化处理专项规划》,并在昆明建立建筑废弃物资源化处理产业化基地,投资建设了大型固定式建筑垃圾预处理生产线。

1.3项目的产业化前景分析

目前,我国建筑废弃物的数量已占到城市垃圾总量的30%~40%。各城市的建筑废弃物的处理方式除自发的建设工程回填利用和填海、填洼地外,绝大部分是未经任何处理便被运往填埋场。对建筑废弃物回收加工利用,不但能解决资源短缺问题,还可以降低垃圾排放。合理利用建筑废弃物不仅环保节能,而且其中蕴藏着巨大的经济价值和社会效益。但是,建筑废弃物综合利用是一项长期的、复杂的、系统的工作,涉及社会的各个层面,若只利用某一种建筑废弃物生产单一产品,其附加产值不会太高。因此,以建筑废弃物作为资源循环的新起点,将建筑废弃物的回收利用作为循环经济的重要内容,建立企业管理、政府监督、法律保障的公平竞争平台,建筑废弃物回收利用制度化、产业化,大力推进建筑节材工作,是建筑业可持续发展的必然选择,也是实现建筑废弃物变废为宝的有效途径。

二、拟调研内容及技术路线

调研工作分两部分进行,第一是调研长沙市区的建筑垃圾的处理现状,包括管理机构,已有政策,近年建筑垃圾量、现有处理方式等

第二是对国内其它成功利用建筑垃圾再生建筑材料的省市进行调研,拟调研主要内容如下:a、组织问题:组织协调部门及分工,建筑垃圾的搜集实施情况、堆放场地情况;b、技术设备问题:建筑垃圾资源化适用技术、应用与设备情况;c、政策问题:政府出台的支持建筑垃圾资源化的相关政策。包括建筑垃圾特许经营、清运处置收费、资源化设施投资、资源化产品推广应用等方面。d、经济效益情况:已投产项目的建厂规模,投资情况,融资渠道、产品推广情况,产品价格及总体经济效益等

三、项目调研主要预期成果

在项目充分调研的基础上,提出长沙市建筑垃圾再生建筑材料系统推广应用相关建议及措施,主要包括以下方面:

a、组织机构及部门分工;

b、建厂数量及规模、融资渠道、技术设备的引进; c、政府在建筑垃圾综合利用方面的相关政策建议。包括建筑垃圾特许经营、清运处置收费、资源化设施投资、资源化产品推广应用等方面配套政策。

四、研究进度计划1、2010年7月~2010年8月 完成对本市建筑垃圾处理现状调查及先进省市的建筑垃圾处理情况调研。

2、2010年8月~2010年9月 完成调研报告的撰写。

五、主要研究单位和人员

主要研究单位:

长沙市城市建设科学研究院。

主要研究人员见下表:

六、项目资金预算及用途

再生材料 篇6

宋望球介绍道:“斯道拉恩索经历了近十年的转型升级,我们边思考、边摸索、边行动。在此过程——我们称之为‘Rethink’(创想),第九届中国纸业发展大会我们分析研究世界发展大趋势以及给企业带来的挑战和机遇,同时关注和发挥自身的独特优势——包括原材料资源和专业能力等,最终确定了发展战略,即转型成为一家可再生材料成长性企业。斯道拉恩索于2015年底提出了‘树造世界’的口号,加强包装业务,并通过创新研发,从木纤维中提取生物质材料。未来,树木将取代化石燃料为各类产品提供可再生原材料。我们看到了一个非常好的前景,这也是整个造纸行业的机会。”

在市场业务发展上,如何才能更贴近市场、贴近消费者,是斯道拉恩索面临的新挑战。“我们在了解和把握终端消费者对包装需求的基础上,思考包装的变化趋势,以及能给我们带来的新机会。2014年,我们做了全球消费者调查。调查发现,55%的消费者认为,纸板类包装是最环保的。未来,包装纸板被赋予的意义不仅是功能性,即满足不断提升的包装需求,保障产品的安全与新鲜,还要能帮助用户降低碳足迹。”宋望球表示。

在践行成为可再生材料企业的转型道路上,斯道拉恩索在中国加大了战略投资,其中包括总投资额为16亿欧元的广西林浆纸一体化项目。今年5月,北海工厂产能为45万吨的纸板机正式投产。斯道拉恩索还在广西租赁林地8.5万公顷,开展可持续人工林建设,主要树种为桉树,目前已获得森林管理委员会(FSC)和中国森林认证管理委员会(CFCC)的认证。宋望球说:“这充分体现了斯道拉恩索长期以来对于中国市场的重视。北海工厂在未来相当长的一段时间里,将发展成为斯道拉恩索在中国的旗舰生产投基地。”

当谈到如何看待企业的可持续发展时,宋望球提到斯道拉恩索有着700多年的历史,并于今年11月17日刚刚庆祝了在芬兰赫尔辛基证券交易所上市100周年。“可持续发展这个概念在不同的时代,有着不同的内涵。这样一家有着几百年历史的企业,自有它的可持续发展基因。”宋望球说,“可持续发展是斯道拉恩索的核心,我们从经济、环境和社会3个方面开展了一系列可持续发展工作,并将之整合到了企业管理和运营的方方面面。”

生物再生材料迎来产业快速发展期 篇7

生物医用材料作为保障人类健康的必须和发展健康服务产业的物质基础,正受到越来越多的关注。其中,由于生物再生材料具有类似自然组织的结构和特性,具有良好的组织相容性,可以替代、修复、再生有生命的组织和器官,被认为是未来生物材料发展的方向。目前,生物再生材料常用于制作人工瓣膜、血管修复体、纤维蛋白制品、骨修复体、巩膜修复体等,达到对人体组织或器官诊断、治疗、修复、替换或增进其功能的效果。因此,生物再生材料及制品存在着巨大的潜在市场。

2015年,国家发改委印发《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2015-2017年)》,将高端医疗器械和药品列入重点领域关键技术产业化目录,提出加强植介入产品表面改性等核心技术和部件开发及应用,推进介入支架、人工关节、心脏起搏器等高端植介入产品产业化。另外,《医药工业“十三五”发展规划》将于2015年完成编制,首次提出包括数字化诊疗设备、组织修复与再生工程、分子诊断仪器及试剂、可穿戴医疗设备等五大重点任务。

“十三五”规划的制定无疑会对国产医疗器械科技产业的发展产生重大而深远的影响,我国医疗器械产业的发展会在“十三五”规划期间迎来大爆发。其中,干细胞、再生组织等新技术产品的发展将成未来发展新亮点。上述政策将有效地促进我国生物再生材料的健康、快速发展。

目前,我国生物再生材料产业发展主要集中在结构类产品,以心血管、口腔、骨、肌腱、皮肤等较为常见。虽然我国生物再生材料起步较晚, 但是凭借旺盛的市场需求以及国家产品层面的支持,行业发展较快,在产品研究与应用开发方面均已取得了长足进步,相继出现一批具有自主知识产权且较强竞争力的本土企业。部分产品已形成可观的市场规模,每年保持在20% 以上的增长速度,具备了较强的市场影响力和国际声誉。

在心血管介入材料领域,2011至2013年, 中国冠状动脉介入手术(PCI)的数量一直保持14% 以上的增长速度,成功率也一直保持在99.5% 以上。由此估算,2013年我国心血管介入器械市场规模约为173亿元,其中心血管支架市场规模达到123亿元,手术配套装置市场约为50亿元,年均复合增长率达到21%。

目前我国心血管介入材料产业链和市场体系已经非常成熟,逐步培育发展起一批诸如乐普医疗、微创医疗等知名企业,占据了较大市场份额, 且具备较强市场竞争力。其中,乐普医疗长期致力于冠状动脉支架的生产,已在国内外该领域形成品牌影响力。微创医疗已在香港上市,目前已发展成为国内心血管支架的龙头企业之一,其心血管支架2014年的国内市场份额接近30%。

在口腔再生修复材料领域,目前国内市场上成熟的品牌有烟台正海生物科技股份有限公司的 “海奥®”、北京德诺联康科技发展有限公司的“瑞诺”以及海外品牌瑞士“盖氏”等。其中,国内的烟台正海生物的“海奥®”系列口腔修复膜在国内口腔颌面外科用修复膜领域市场占有率居首位,是国内可有效替代进口产品的品牌。瑞士盖氏BIO-GIDE口腔修复膜在口腔种植牙用修复膜领域市场占有率较高,具有较强市场地位。据估算,目前我国口腔再生修复材料潜在市场需求已达到10亿元规模,为本土企业的快速发展创造了良好的市场环境。

脑膜材料是我国生物再生材料领域自主开发的另一主要产品,目前保守估计全国年颅脑手术量达40 ~ 60万例,且每年手术量都有一定比例增长,脑膜市场潜在需求超过20亿元。我国在该领域组织损伤及缺损的修复和功能重建方面相继推出了自己的产品,产品细分种类众多。主要代表性生产企业有北京天新福、广东冠昊生物等其中,北京天新福是国内再生医学材料的领先企业,目前拥有人工硬脑膜、人工硬脊膜、人工神经鞘管等产品,2014年被香港上市公司普华和顺收购。广东冠昊生物是国内脑膜领域规模较大的企业,其主要产品为生物型硬脑(脊)膜补片该公司早在2011年国内A股上市。

2013年我国骨科生物材料市场规模就已达到约118亿元,几乎是2009年的市场规模(约67.4亿元)的两倍,市场增长速度很快。目前,国内生产骨科修复材料相关产品的企业数量已达60多家,地域分散且与跨国公司相比规模相对较小国外代表企业是瑞士盖氏,国内主要生产企业有创生医疗、康辉医疗等。2012年,美国美敦力公司完成了对康辉控股(中国)公司的并购。2013年,史塞克(Stryker Corporation)完成了对创生控股的收购,行业集中度进一步提高。因此,如何提高核心竞争力,以应对国际医疗器械巨头挑战,是国内企业必须考虑的问题。另据测算,目前我国牙种植手术用骨修复材料潜在市场超过4亿元。随着我国国民消费能力的提升以及饮食结构的变化,牙科疾病呈现大幅度增加,种植牙以及由此带来的牙种植用骨修复材料未来市场潜力巨大,是值得高度关注的又一生物再生材料分支。

总的来看,近年来我国生物再生材料国内品牌市场占有率逐年提升,心血管支架、口腔修复材料、硬脑膜修复材料、心脏封堵器以及骨科创伤修复材料等国产生物材料的市场份额已达到较高比例,部分中高端的生物再生材料也已经实现进口替代。基于疫情防控考虑,国外以动物组织为主要原材料的生物再生材料难以进入国内市场, 而以美国强生和德国贝朗为代表的高分子材料膜由于材质以高分子合成材料为主,在相容性、力学顺应性和诱导活性方面无法与生物再生材料相比,这就为国内企业在相关领域迅速迎头赶上提供了良好的机遇。随着国内再生医学技术的逐步成熟和产业政策的有力支撑,进口替代效应将日益显现。

再生碳复合材料制动盘的研究 篇8

该再生制动盘项目旨在采用碳复合材料制动盘并加速扩大其在包括汽车及铁道行业在内的工业领域内的应用。复合材料的使用可显著减轻转向架的质量, 节省维修成本, 降低噪声。但初期所需的巨大费用的投入与常规铁质制动盘相比, 尚不能被广泛的市场所接受。而由生产废料所制作的碳复合材料制动盘, 将有利于降低前期的费用支出。

邻近英国德比的Federal-Mogul公司摩擦技术中心的大卫霍姆先生认为该产品应用前景非常广阔。该项目由英国政府的技术战略委员会投资支持, 拉夫堡大学进行了大量的前期研究。已生产出小的制动盘试样以验证上述理念的正确性。霍姆先生认为这为今年上半年在铁道行业进行全尺寸原型盘的力学性能测试铺平了道路。

该公司认为, 与钢质制动盘相比, 该产品减轻质量可达260kg。同时只需要少量的制动夹钳, 这将进一步减少转向架的总质量 (见表1) , 从而潜在地提高了列车的轴重或运行速度。

再生材料 篇9

铁路货车用闸瓦 (刹车片) 基本结构由钢背和高分子复合摩擦材料组成, 是在一定的生产工艺下将基体、增强相、摩擦学性能调节剂等, 再经过热压成型制备而成。闸瓦作为消耗量极大的磨损元件, 每年产生的废弃物量巨大。反复制动后的闸瓦摩擦体中的树脂基体高温碳化, 制动性能下降。

由于分离与循环利用技术的复杂, 回收成本较高, 国内外还没有企业对废弃的闸瓦 (刹车片) 进行回收利用。废弃的车辆闸瓦 (片) 作为工业固体垃圾, 目前主要是深埋回填, 其中的高聚物降解时间漫长, 加之其中的金属、无机稀土填料等, 对土壤造成很大的改变, 同时占用较大的土地资源, 并对环境造成了极大危害。

本文分两部分:第一部分是对国内外固体废弃物的研究现状进行概括, 第二部分是对铁路货车废闸瓦摩擦材料再生利用研究进行分析。

1. 国内外关于国体废弃物的再生利用的研究

1.1 国内关于固体废弃物的研究

1995年, 李藻初、李惠海等人对废弃的刹车片中铜的回收利用进行了研究。他们在破碎后的废弃刹车片中加入硫酸、水等后, 经过滤、置换、结晶等工序将废弃刹车片中的铜转化为无水硫酸铜, 从而实现了对废弃刹车片中铜的回收利用, 既保护了环境, 又节约了资源, 具有可观的经济效益。

1998年, 庄学功对合成闸瓦加工过程中收集的粉尘和合成闸瓦废品经粉碎成的一定粒度的粉料进行了回收利用的研究。当废粉的加入量在10%~15%时, 材料的磨耗和摩擦系数较不添加废粉的摩擦材料波动很小。另外, 他也指出废粉可以用于建筑装饰材料、墙体材料、酚醛模塑料等日用品以及利用废粉制造耐热减摩材料。

2009年, 魏儒东对低摩合成闸瓦生产过程中废料的回收利用进行了研究。所研究的废料是摩擦材料流动到模腔内间隙而形成的大量料皮以及闸瓦清理时从瓦体、瓦背上剔落下的飞边毛刺。

研究结果表明, 在低摩合成闸瓦中掺入5%废料, 可节约3.5%左右的原材料, 而且能保证低摩合成闸瓦的各项性能符合铁路标准要求。

杨振, 张灿等人通过对摩擦企业在生产中所产生的磨削粉、钻削粉等废料的特性进行分析, 以磨削粉作为摩擦材料组分进行了实验研究。磨削粉经过粉碎筛选等加工处理后, 按新设计的材料生产配方以质量比在12%以内直接添加可以制造出合格的摩擦片, 从而为摩擦企业的废料综合利用提供了理论依据, 而且减少企业废料排放来保护环境。

1.2 国外关于固体废弃物的研究

To-Mai Wang、Kung-Hsu Hou等人用水淬的方法从废弃的矿渣中得到了矿渣纤维, 并且他们用所制得的矿渣纤维作为增强体、苯酚甲醛树脂为基体制备了复合材料。实验结果表明, 掺入矿渣纤维的苯酚甲醛树脂的平均摩擦系数增大, 而且磨损率降低, 实现了废弃矿渣纤维在复合摩擦材料中的应用。

J.Myalski、J.Sleziona在废弃的热固性环氧树脂的复合材料中加入复合循环材料, 调查显示, 废弃的材料可以取代昂贵的增强纤维, 碳化的复合循环材料有利于在高温条件下保持摩擦系数的稳定性, 防止摩擦材料的热破坏, 从而提高了复合材料的摩擦使用温度, 实现了固体废弃物的循环利用。

Nandan Dadkar、Bharat S.Tomar等人将粉煤灰成功融入酚醛树脂的基体中。实验结果表明, 当粉煤灰的含量最高时, 复合材料的摩擦系数也最大。复合材料的热衰退性强烈依赖于树脂的含量, 而且随粉煤灰含量的减少而降低。但是, 摩擦波动性随着粉煤灰含量的增大而降低。复合材料磨损时产生的磨屑作为第三相存在与摩擦界面, 从而提高了材料的热恢复性。他们所作的工作表明了粉煤灰在摩擦磨损方面的应用有着巨大的潜力。

美国对玻璃钢的回收利用采用热分解、玻纤分离、粉碎法和用作能源4种途径, 应用于增强混凝土、增强装饰用灰泥和增强热塑性复合材料3个方向。

美国废旧轮胎回收利用及工业化处理方法主要有4种:

(1) 翻新利用法。

(2) 传统填埋法 (大多要求切块后填埋) 。

(3) (4) 生产橡胶粉。

(4) 热能利用法 (工业锅炉、水泥窑炉、发电锅炉等) 。

传统填埋法对环境和生态资源带来严重的污染与破坏, 因此, 这种处理方法也逐渐被取缔。美国废旧轮胎的回收利用主要包括以下6个方面:

(1) 废旧轮胎翻新作为新轮胎使用。

(2) 废旧轮胎做工业染料利用其热能。

(3) 废旧轮胎碎块作为市政建筑工程材料利用。

(4) 废旧轮胎胶粉用作橡胶制品填料。

(5) 废旧轮胎热裂解回收油品和炭黑等。

(6) 废旧轮胎原形改制为器具材料。

Yoginder P.CHUGH, Peter FILIP等人对工业废弃物在摩擦材料的发展进行了研究。他们认为在刹车片中可以加入45%的粉煤灰或者是10%磁铁矿废弃物, 刹车片的性能可能不会下降。利用特定的固定废弃物可以减少刹车片中其他原料的含量。这样不仅降低了生产成本, 而且保护了环境、节约了资源。

2. 铁路货车废闸瓦摩擦材料再生利用研究

(1) 采用热解分离工艺, 通过热裂解作用实现废闸瓦摩擦材料与钢背。热裂解作用破坏废摩擦材料中树脂的分子结构, 使酚醛树脂的黏结作用失效。实现废摩擦料与钢背的分离。

(2) 废摩擦料的粉碎与筛分工艺, 采用电磁粉碎与机械粉碎结合的方式, 对热解后的废摩擦材料块体进行粉碎, 通过震荡筛分方式, 选取粒度适当的粉末, 称为热解回收料。

(3) 以热解回收料再生利用工艺, 重新进行复合材料的配方设计。以热解回收料为主要填料, 加入黏结剂、无机填料、摩擦学性能调节剂等, 运用均匀设计和正交设计的配方设计方法, 重新设计复合摩擦材料的配方。

(4) 新复合摩擦材料的制备工艺。各原料均匀混合后, 采用热压成型的方法制备新复合摩擦材料。热压成型工序完成之后, 需要对产品进行热处理, 已消除产品内部的残余应力和微裂纹, 提高产品的质量。

(5) 复合摩擦材料的摩擦磨损性能、物理机械性能的测试。按国标GB5763-2008的要求, 测定复合摩擦材料在各个温度梯度阶段的热衰退、热恢复摩擦系数和磨损率, 同时测定摩材料的剪切强度、热膨胀率、压缩应变和冲击强度。

摘要:本文简要介绍了国内外关于国体废弃物的再生利用的研究现状, 并以铁路货车废闸瓦摩擦材料热解回收料为主要填料制备汽车制动衬片的成功应用, 为实现废摩擦材料再生利用提供了回收工艺与回收思路。

再生材料 篇10

我国城乡建筑物主要采用混合结构及框架结构,楼板、梁柱等构件一般为钢筋混凝土,而墙体大部分为砖砌体,因而建筑物拆除会产生大量的废弃砖和废弃混凝土,如将废弃砖瓦和废弃混凝土再生利用,以再生砖瓦骨料和再生混凝土骨料混合使用,替代天然骨料制备混凝土,这种混凝土质量轻,应用范围广,一方面可以解决大量砖瓦废弃物、混凝土废弃物处理困难和由此引发的对环境的负面影响等问题,同时又节省了大量的垃圾清运费用和处理费用,另一方面可以减少对天然砂石的开采,保护生态环境,促进社会的协调、可持续发展。因此称为“再生材料生态混凝土”。

目前关于普通混凝土和再生混凝土的应力-应变全曲线的研究都取得较高的成绩[1],而应用再生砖瓦和再生混凝土作为骨料研究其应力-应变关系的研究鲜有文献报告。

本文通过试验研究再生砖瓦骨料和再生混凝土骨料各替代率下的应力-应变关系和不同替代率对应力-应变关系的影响程度并应用origin 8对各应力-应变关系进行拟合,提出适合再生材料生态混凝土的应力-应变关系方程,为再生材料生态混凝土的应用提供一些依据。

2 材料组成及试验设计

2.1 材料组成

试件制作所选用的材料均为山东省常用工程建设材料,水泥选用泰安鲁润水泥制造有限公司生产的P·O32.5级复合硅酸盐水泥;混凝土拌和用水为自来水公司自来水;砂子为中粗砂;粗骨料完全由再生砖瓦骨料和再生混凝土骨料替代。

试验选用建筑工地临时用房拆除后的废弃砖瓦,经人工破碎、筛分、清洗,筛分的粒径值分别为5~10 mm、10~16 mm、16~20 mm的骨料,用水冲洗的主要目的是去除表面附着的尘土及杂质。借鉴再生混凝土骨料的强化处理方法,采用与拌合混凝土相同水灰比的水泥浆对破碎后的各级配再生砖瓦骨料进行包裹强化处理(如图1)[2],以使骨料本身的强度得到提高,同时在混凝土拌合时与水泥、砂、水等有更好的粘合效果,从而增加接触面的粘结力。

再生混凝土骨料选用拆除框架结构的板柱构件,经机械破碎而成(如图2),为保证试验研究具有一定可比性,对已有的再生混凝土骨料进行筛分为与再生砖瓦骨料相同的粒径。

2.2 试验设计

进行三组试验分别为:第一组为单位体积粗骨料中25%的再生砖瓦骨料、75%的再生混凝土骨料;第二组为单位体积粗骨料中50%的再生砖瓦骨料、50%的再生混凝土骨料;第三组为单位体积粗骨料中75%的再生砖瓦骨料、25%的再生混凝土骨料,每组制作2个尺寸为100 mm×100 mm×300 mm的棱柱体试块,共6个,24 h后拆模,在标准条件下(温度在20±3℃,相对湿度不小于90%)养护28 d。通过RMT-201试验机进行应力-应变试验。

试验设备采用RMT-201电液伺服压力试验机,为避免形成应力集中,减轻端部疏松以及不平对试验结果的影响,各试件在正式加载前均进行预加载,预加荷载取预估轴压峰值荷载的30%~40%,每个试件重复加载3次。预加载完成后采用0.005 mm/s的速度控制加载至试验结束。

再生材料生态混凝土详细配合比见表1。

3 试验结果及分析

3.1 试验结果

各组试验所得轴心抗压强度如表2。

各组再生材料生态混凝土及普通混凝土实测应力应变关系如图3。

从图3可看出

1)再生材料生态混凝土的轴心抗压强度值比普通混凝土降低15%~30%;

2)第二组试验单位体积粗骨料中50%的再生砖瓦骨料、5 0%的再生混凝土骨料,轴心抗压强度达到最高;

3)三组试验的上升段和下降段趋势基本一致;

4)再生材料生态混凝土的应力应变关系图与普通混凝土相似,也是分为上升段和下降段,但上升段较普通混凝土斜率小,下降段较普通混凝土斜率大。

3.2 试验数据拟合

取x=ε/ε0,y=σ/f0,以σ/f0和ε/ε0为坐标的归一化应力-应变曲线见图4、图5、图6。

由图4~图6可见,各应力-应变曲线的上升段和下降段有明显区别,采用过镇海教授等[3]提出的适合普通混凝土的方程利用软件Origin8进行拟合:

当0≤x<1时,y=ax+(3-2a)x2+(a-2)x3

当x≥1时,y=x/[b(x-1)2+x]

参数a为无量纲曲线初始切线的斜率,反映混凝土的初始弹性模量;b的大小与无量纲下降段曲线下的面积有关。将试验所得数据,利用最小二乘法进行拟合,得到各棱柱体试件的参数a和b值见表3。

各组再生材料生态混凝土实测应力-应变曲线与拟合曲线的对比见图4、图5、图6。

由表3得出:

1)再生材料生态混凝土的a值比普通混凝土的小,在应力达到峰值时塑性变形占全部变形的比例降低,说明再生材料混凝土的脆性增加;b值比普通混凝土大,说明再生材料生态混凝土延性差;

2)对于三组试验,随着替代率的改变,a值减小,说明脆性增加,50%和75%相差不大;b值逐渐增大,说明延性逐渐降低,可以判断再生砖瓦骨料对延性和脆性影响较大;

3)在脆性和延性方面考虑,第一组试验较好即单位体积粗骨料中25%的再生砖瓦骨料、75%的再生混凝土骨料。

4 结论

1)再生材料生态混凝土轴心抗压强度要低于普通混凝土的轴心抗压强度,脆性增大,延性降低;

2)再生材料生态混凝土的应力应变关系图与普通混凝土相似,也是分为上升段和下降段,但上升段较普通混凝土斜率小,下降段较普通混凝土斜率大;

3)由于再生骨料的特殊性,在对试验数据进行分析统计后建议再生材料生态混凝土应力-应变曲线表达式用两段式表达,结果与试验数据吻合较好;

4)综合废物充分利用、轴心抗压强度等因素,单位体积粗骨料中50%的再生砖瓦骨料、50%的再生混凝土骨料最适合实际应用。

摘要:以废弃砖骨料和废弃混凝土骨料混合使用替代天然骨料制备混凝土,即为再生材料生态混凝土。试验研究再生砖瓦骨料和再生混凝土骨料在不同替代率条件下再生材料生态混凝土应力-应变关系的变化规律,提出再生材料生态混凝土应力-应变曲线宜采用两段式表达。

关键词:再生材料生态混凝土,替代率,应力-应变关系

参考文献

[1]邓志恒等.再生混凝土应力-应变全曲线试验研究[J].广西大学.土木建筑工程学院.混凝土,2008:22-24

[2]杜婷.建筑垃圾再生骨料混凝土性能及强化试验研究[D].华中科技大学硕士论文,2001(11)

[3]过镇海.钢筋混凝土原理和分析[M].北京:清华大学出版社,2012:22-24

[4]肖建庄.再生混凝土[M].北京:中国建筑工业出版社,2008

[5]刘香等.轻骨料混凝土应力应变关系的试验分析[J].内蒙古科技大学,建筑与土木工程学院,内蒙古科技大学学报,2010:277-280

[6]丁东方.再生混凝土单轴受压应力应变关系[J].低温建筑技术,2012:25-26

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