Смешивание и процедуры испытаний

РЕЗЮМЕ

Ребристый отходы стекла был использован в качестве цементирующего материала вторичного по отношению к производству переработанной совокупной бетон с повышенной прочностью и долговечностью атрибутов. Экспериментальное исследование новой концепции использования измельченных отходов стекла, в качестве частичной замены цемента, чтобы преодолеть недостатки переработанных совокупности и приводит конкретные показали, что отходы стекла, когда измельчают до микро-масштабе размер частиц, по оценкам пройти пуццоланового реакций с гидратов цемента, образуя вторичного кальция силикат гидрат (C-S-H). Эти реакции вызывают благоприятные изменения в структуре гидратированного цементного камня и межфазных зон перехода в переработанного бетона.

Использование измельченных отходов стекла, в качестве частичной замены цемента, по оценкам, производят значительный выигрыш в прочности и долговечности переработанного бетона. Ребристый отходы стекла было также установлено, подавляют щелочно-кремнезема реакции.Обнадеживающие результаты теста рассматриваются для облегчения широкого использования переработанных совокупности и утечки большого количества полигонов с привязкой смешанных цветов отходов стекла для добавленной стоимостью использовать для получения вторичного бетон включения измельченных отходов стекла.

Введение

Растущие экологические проблемы, увеличивая дефицит свалок мусора, быстро исчерпывая источники качества (без примесей) совокупность в некоторых регионах вместе с увеличивающейся перевозкой и выращивая свалки затраты являются движущими силами, способствующими переработке конкретных отходов разрушения в новом бетоне. Переработку строительного мусора, включая бетон и landfill-направляющиеся элементы муниципального потока твердых отходов, включая стекло, которое происходит в основном как ненужное стекло смешанного цвета с ограниченной рыночной стоимостью, считают важными шагами к жизнеспособным строительным методам.

Из более чем 2 млрд. тонн совокупных потребляемых каждый год в США, только 5% приходит из переработанных источников, таких как конкретного разрушен [1]. Около 300 миллионов тонн строительства и сноса (C & D) отходов образуется в США каждый год. Около 50% этого извлекают для переработки, а остальные свалки [2-4].Значительная часть переработанного совокупности используется в качестве дорожного покрытия. По словам Мехта [5], глобальный конкретного промышленность потребляет около 10 миллиардов тонн песка и горных пород (данные за 2002 год), и производит более 1 млрд. тонн отходов, C & D в год. Так как агрегаты составляют примерно 70% от объема бетона, утилизация отходов бетона, переработанных совокупности могут привести к значительным воздействием на окружающую среду. Это стимулирует срочные меры по увеличению переработки скорости разрушен конкретного в качестве заполнителя в новых бетонных конструкций.

Широкое использование переработанного раствора в конкретных мешает его более водопоглощение (два-три раза больше, чем нормальные растворы) и повышенная усадка в результате переработанного бетона. Эти недостатки приводят в значительной степени от старого раствора / цементное тесто цепляются за поверхность переработанных агрегатов, как показано на рис. 1. По словам Хансена и Narud [6], объем процент от старого раствора крепятся к поверхности совокупного колеблется между 25% и 35%, когда бетон с природного гравия уменьшается до 16-32 размер частиц мм, около 40% в

При переработанных раствором с размером частиц 8-16 мм, и около 60% из переработанного раствора с размером частиц 4-8 мм. Hasaba и соавт. [7] сообщил, что 35,5% из старого раствора крепится к природным гравия в совокупности с переработанной 5-25 мм размер частиц производятся из бетона 24 МПа прочность на сжатие. При том же объеме переработанных совокупности, прилагаемой фракции раствора увеличилась до 36,7% и 38,4% при переработанных совокупности было произведено дробление бетона с прочности на сжатие 41 МПа и 51 МПа, соответственно. По данным японских исследований [8], около 20% цементного теста прилагается к переработанных совокупности с размером частиц 20-30 мм. Никсон [9] пришел к выводу, что наиболее существенное различие между переработанной совокупности и девственная совокупности это значительно выше, поглощения воды из вторсырья совокупности.

Таваколи и Soroushian [10] обнаружили, что способность поглощения воды из переработанной совокупности отражается на количестве цементного теста присоединения к поверхности частицы заполнителя. С увеличением количества цепляясь пасты, усадка при высыхании полученного конкретным увеличились соответственно. Они также сообщили, что переработанные заполнителя бетона показывает более высокие усадка при высыхании, чем обычный бетон, и величина увеличения усадки при высыхании зависит от свойств конкретных родителей, из которых переработанная совокупность был получен. Восстановленный агрегат является ценным ресурсом; добавленную стоимость потребления переработанных совокупности, в качестве замены для девственницы заполнителя в бетоне, может принести значительные энергетические и экологические выгоды. Производство и транспортировка девственница агрегаты генерируют выбросы представляют 0004600 тонн в углеродном эквиваленте за каждую тонну девственница совокупности, по сравнению с 0002400 тонн углеродного эквивалента на тонну переработанной агрегатов [11]. Учитывая глобальное потребление 10 млрд. тонн / год агрегата для производства бетона, чистые сокращения выбросов в результате замены агрегатов с девственницей переработанных агрегатов может дать важные экологические преимущества. Эти преимущества связаны, чтобы получить более выраженным по мере истощения источников девственница силу агрегатов поставки на большие расстояния, в то время как переработанные агрегаты, как правило, доступны локально. Большой объем использования переработанных бетон требует решения проблем, связанных с повышенным водопоглощением и усадка при высыхании полученного бетона.

Отходов стекла генерируется в США в 2008 году составил около 12,2 млн тонн, 77% из которых были на свалку [12]. Большая часть отходов стекла могут быть собраны в смешанных цветах, и имеет ограниченные рынки. Он понял, что смешанные цвета отходов стекла предлагает желаемого химического состава и реакционной способности для использования в качестве дополнительного

цементирующего материала (SCM) для повышения химической стабильности, пора характеристик системы (уточнение пор, разрывов и заполнение пор), влагостойкость и прочность бетона. Для достижения этих преимуществ, отходов стекла должна быть измельчают до размера частиц микромасштабной для ускорения его полезные химические реакции в бетоне. Эти положительные эффекты измельченных отходов стекла может повысить остаточную цемента (которая образует интерфейс в новом бетоне), происходящих на поверхности переработанных агрегатов и, таким образом, ожидать улучшения эксплуатационных характеристик переработанного бетона.

Важным фактором, который определяет легкость, с которой материал может быть переработан является степень, в которой ее состав меняется. Традиционные SCM, таких как уголь летучей золы могут быть широкие вариации состава материала. Стекло, однако, имеет незначительные изменения в химическом составе.Углубленное изучение отходов стекла, происходящих в твердых отходов показал, что состав отходов стекла весьма последовательно [13], что делает его материалом выбора для вторичной переработки.

Ранее ученые исследовали использование стекла в обычный бетон [13-19]. Полли и соавт. [20] исследовали стекла совокупности в качестве заменителя мелкого заполнителя. Они отметили, что в долгосрочной перспективе прочности бетона на сжатие содержащих стекло было выше, чем у контрольных смеси. Дайер и Dhir [21] сообщили возникновения пуццоланового реакции с участием землю стекло, которое привело к повышению C-S-H уровне в смесях содержащих матового стекла, по сравнению с контрольной смесью. Шаян и Сюй [14] пришли к выводу, что отходы, стекло имеет потенциал используется в качестве заполнителя и пуццолановый в бетоне, которые потенциально могут заменить традиционные пуццоланов, таких как золы и микрокремнезема в бетон.

Это исследование смотрит на синергическое использование двух отходы, т.е. отходы стекла и разрушили бетон (как переработанная совокупности) и подчеркивает новую концепцию использования измельченных отходов стекла, чтобы преодолеть ограничения переработанных совокупности и, следовательно, переработанных бетон. Когда измельченных отходов стекла используется в переработанной бетон в качестве частичной замены цемента, она взаимодействует с гидроксидом кальция доступны в прилагаемом раствора / вставить цепляясь за совокупность поверхности с образованием гидратов силиката кальция (C-S-H), который является ключевым связующим между цемент гидратов. Эта реакция может повысить качество цементного камня остаток на переработанной агрегатов, таким образом, пользу прочности, долговечности и стабильности размеров переработанного бетона.

Материалы и методы

Материалы

Бетонные смеси, включающих различные процент переработанных совокупности и контроля бетонных конструкций смеси включения 100% без примесей совокупности были произведены в соответствии с положениями ACI 211.1-91 (масса на основе дозирование) либо 100% портландцемента или с 20% заменой цемента с фрезерованными отходов стекла. Тип I портландцемент, в соответствии с ASTM C 150 и смешанных цветов измельченных отходов стекла со средним размером частиц от 13 лм были использованы. Рис. 2 показана сканирующего электронного микроскопа а на рис. 3 показывает градацию размеров частиц кривая измельченных стекла, используемые в экспериментальной программе. Щебень известняковый девственница агрегат с максимальным размером 19 мм, полученных из местного карьера была использована в качестве крупного заполнителя. Переработанных совокупности с максимальным размером частиц до 19 мм была получена из местных C & D отходов объекта. Запись показала, что родители бетона от которых переработанная совокупность была произведена была разработана прочность на сжатие 28 МПа (4000 фунтов на квадратный дюйм). Он был изготовлен с использованием Type I портландцемент, нормального песка и щебнем известняка. За 30 лет жизни этого конкретного, он не показал никаких признаков прочности проблем, связанных в том числе замораживания-оттаивания, сульфатов и хлоридов атаку атакой. Нормальный песок был использован в качестве мелкого заполнителя во всех конкретных материалов. В таблице 1 приведены физические свойства первичного и вторичного крупных агрегатов, а также, что из песка. Физических свойств и химического состава измельченных отходов стекла, которое используется в экспериментальной работе приведены в таблицах 2 и 3, соответственно. Каждый тип сочетания дизайна выпускаются с двумя различными уровнями воды / цементные (Вт / см) коэффициенты: 0,38 и 0,50. Содержание воды в бетонной смеси были скорректированы для компенсации разницы в мощности поглощения воды переработанных и девственной агрегатов. Вода сокращения и воздухововлекающей добавки были также использованы во всех смесях. Поверхностно-активное вещество на основе воздухововлекающей агента (с торговой маркой CATEXOL ™ AE 260, производства Axim) был использован в размере 2,43 мл / кг цементирующего материала во всех смесях.

Рис. 2. SEM микрофотографии измельченных отходов стекла.

Рис. 3. Размер градация кривой измельченных отходов стекла

Смешивание и процедуры испытаний

И, первичного и вторичного совокупности были печи сушили до постоянного веса в первую очередь.

Агрегаты были затем смешивают с водой эквивалентно их соответствующих емкость поглощения в течение 5 мин в лаборатории вращающийся барабан смесителя до смешивания с другими ингредиентами и расчетной воды на основе фактических Вт / см отношение. Смешивание воды, добавляют в смеситель на три части, и каждый раз смешивания ингредиентов в течение 2-3 мин перед добавлением часть воды. Все испытания проводились в соответствии с положениями соответствующих стандартов ASTM. В таблице 6 перечислены различные тесты и соответствующие стандартам ASTM следуют в этой экспериментальной программе.

Образцы для испытаний

Бетонные цилиндры высотой в 200 мм и диаметром 100 мм были изготовлены и лечение в известково-насыщенных водой до разных возрастов испытаний в соответствии с ASTM C 192 для каждого из смеси конструкции описаны в таблицах 4 и 5 для прочности на сжатие. Прочность на изгиб и остаточная испытания на прочность при изгибе в возрасте образцов проводились на образцах призматической балки с 100 мм? 100 мм поперечного сечения и длиной 350 мм. Бетонные образцы дисков с толщиной (высота) 50 мм и диаметром 100 мм были использованы для испытания сорбционных и хлорида проницаемость.

Статистический анализ

Каждый микс проект был подготовлен в трех повторениях, с тремя образцами подготовлен и испытан для каждой репликации. Статистический анализ исходных данных тестов из трех повторений проводилась с использованием статистического программного обеспечения.Общая линейная модель подходит для каждой переменной отклика (параметр тестировался). Модель включены фиксированные эффекты, а также 2 - и 3-ходовые взаимодействия. После специальных парных сравнений были затем выполняется. Статистическая значимость была рассмотрена на уровне 0,05 доверия. Результаты тестов в различные цифры показывают приблизительно наименьших квадратов средств и стандартных ошибок.

Поиск по сайту: