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盾构渣土泥沙分离泥饼用于制备建筑骨料及同步注浆材料的研究

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盾构渣土泥沙分离泥饼用于制备建筑骨料及同步注浆材料的研究

作者：林祥龙武汉理工大学

学位级别：硕士

随着我国地铁隧道产业的蓬勃发展,地铁盾构过程中产生了大量的盾构渣土。以深圳市为例,地铁施工盾构渣土经过泥沙分离产生的泥饼,主要的处理方式为外运填埋。这种传统的处理方式不仅运输成本高、浪费土地资源,还阻碍了城市的发展。经现... 详细信息

随着我国地铁隧道产业的蓬勃发展,地铁盾构过程中产生了大量的盾构渣土。以深圳市为例,地铁施工盾构渣土经过泥沙分离产生的泥饼,主要的处理方式为外运填埋。这种传统的处理方式不仅运输成本高、浪费土地资源,还阻碍了城市的发展。经现场调研,深圳市在市政、交通等建设过程中需要大量的低强度等级的建筑骨料,同时盾构施工中需要大量的同步注浆材料。因此,本研究针对深圳不同盾构施工区域泥饼的差异性,通过现场采样,分析了泥饼的物理化学特性。对不同性质的泥饼,再通过大量的研究,分别采取两种不同的路径,成功地实现了泥饼的资源化利用。一是利用盾构泥饼水泥固化方法制备建筑骨料,二是盾构泥饼用作注浆浆液制备的原材料。同时,探讨了影响建筑骨料抗压强度的主要因素和相关机制;研究了盾构泥饼、外加剂的掺入对注浆浆液性能的影响机理。主要研究内容如下:对泥饼的物理化学特性分析表明,泥饼中粘土含量的增加会提高泥饼Atterberg(界限含水率)极限值。进一步研究了泥饼种类对制备骨料强度及对同步注浆浆液性能的影响。结果表明,盾构泥饼中粘土含量的增加会降低水泥对泥饼的固化效果。因此,具有低Atterberg极限值特性的低液限粉土类盾构泥饼,适合用于制备低强度等级的建筑骨料。另一方面,由于粘土的高亲水性,能对浆液起稳定作用。因此,具有高Atterberg极限值特性的高液限粘土类盾构泥饼,适合用于同步注浆原材料制备注浆浆液。针对低液限粉土类盾构泥饼,利用阴离子型分散剂对泥饼进行分散预处理,再与水泥、砂等原材料混匀形成混合料,经过外压成型工艺和自然养护,制备了低强度等级的建筑骨料。通过正交实验探究了水泥/泥饼质量比、砂/泥饼质量比、分散剂/水泥质量比、成型压力和成型时间对固化成型样品抗压强度的影响。结果表明,对固化成型样品抗压强度影响最显著的因素为水泥/泥饼质量比。最优配比和工艺条件下所制备的固化成型样品,其28天抗压强度最高可达43.2 MPa。泥饼的Atterberg极限和Zeta电位测试结果表明,阴离子型分散剂的使用降低了泥饼的Zeta负电位值和Atterberg极限,从而提高了泥饼的分散性,提升了泥饼与水泥的混匀程度,增强了水泥对盾构泥饼的固化效果。养护后样品的孔径分析结果表明,外压成型过程中,成型压力的提高及成型时间的延长优化了固化样品的孔隙结构,从而提高了固化样品的7天、28天抗压强度。养护后样品的SEM形貌分析表明,水泥/泥饼质量比的提高,增加了养护后样品无定形硅酸钙水合物(CSH)和针状钙矾石的生成量,使其与盾构泥饼颗粒连接并形成了更密集的网状结构,进而增强了泥饼固化效果。利用高液限粘土类盾构泥饼作为同步注浆浆液原材料,减水剂和早强剂作为外加剂,在固定水胶比、胶砂比、水泥粉煤灰比的条件下,对配置的浆液性能进行调节,制备了满足注浆性能要求的同步注浆浆液。基于泥饼最大程度利用的原则,通过配比设计实验得到了最佳浆液原材料配比,其中掺入的烘干泥饼与胶凝材料比值最高可达0.3。该配比下同步注浆浆液的泌水率为1.1%、结石率为98.6%,稠度值为10.2 cm、流动度值为25.9 cm,对应经时损失均为4.5 mm/h,分层度为4mm,凝结时间为12 h,浆液密度为1955 kg/m,3天及28天抗压强度分别为3.54 MPa、14.33 MPa,各性能均满足《T-CECS 563-2018盾构法隧道同步注浆材料应用技术规程》标准要求。添加剂调节浆液性能实验结果表明,聚羧酸类减水剂(PCE)对浆液中的水泥絮体结构进行破坏,释放出自由水,提高了浆液的流动度和稠度性能。早强剂NaSO掺入浆体后,消耗了水泥水化产物Ca(OH),加速了水泥水化和火山灰反应,提升了C-(A)-S-H凝胶和硫铝酸钙晶体的生成速率,缩短了凝结时间,增强了浆液3天、28天养护试块的抗压强度。本研究针对不同类型盾构渣土泥沙分离泥饼,研究了两种资源化利用方法,拓宽了盾构渣土的利用途径,也为深圳市盾构渣土的分类分质资源化利用提供了新的思路。

关键词：盾构渣土泥沙分离泥饼建筑骨料同步注浆材料抗压强度资源化利用

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绿色矿山背景下建筑骨料矿山植被恢复模式

中国人口·资源与环境 2018年第S2期28卷 87-90页

作者：祁有祥日昌升建筑新材料设计研究院浙江杭州310002 北京林业大学边坡绿化研究所北京100083

当前,在我国建立和执行最严格的生态保护制度,淘汰落后和过剩产能的倒逼形势下,建筑骨料行业到了转型升级的关键时刻。加强依法办矿,科学开采,恢复和治理矿区地质环境,修复矿区生态系统,体现企业社会责任,成为建筑骨料矿山建设绿色矿山... 详细信息

当前,在我国建立和执行最严格的生态保护制度,淘汰落后和过剩产能的倒逼形势下,建筑骨料行业到了转型升级的关键时刻。加强依法办矿,科学开采,恢复和治理矿区地质环境,修复矿区生态系统,体现企业社会责任,成为建筑骨料矿山建设绿色矿山的核心关键。针对建筑骨料矿山现状特点和功能分区,提出了各功能区植被恢复技术模式,旨在为建筑骨料矿山建设绿色矿山提供技术支撑。

关键词：建筑骨料绿色矿山植被恢复技术模式

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建筑骨料破碎机力学性能分析

建筑骨料破碎机力学性能分析

作者：吴珊郑州大学

学位级别：硕士

建筑碎石骨料是建筑工程不可缺少的重要建筑材料,包括卵石、碎石、砂、矿渣、回收建筑废料等。近年来,随着基础设施和民用住宅建设的快速发展,建筑碎石骨料的用量需求急剧增加。破碎机是建筑骨料的加工设备,然而由于其力学性能不足而影... 详细信息

建筑碎石骨料是建筑工程不可缺少的重要建筑材料,包括卵石、碎石、砂、矿渣、回收建筑废料等。近年来,随着基础设施和民用住宅建设的快速发展,建筑碎石骨料的用量需求急剧增加。破碎机是建筑骨料的加工设备,然而由于其力学性能不足而影响碎石骨料生产质量的问题长期存在,也是目前建筑行业急需解决的难题之一。本文针对建筑骨料破碎机的力学性能开展测试分析研究,优化建筑骨料破碎机的力学性能,提高碎石骨料的质量。针对动颚和机架的静力学性能进行测试分析研究,并对动颚和机架的力学性能进行优化分析。采用ANSYS数值模拟软件建立了建筑骨料破碎机的有限元模型,主要针对破碎机在破碎建筑矿石时,动颚和机架的强度与刚度进行仿真模拟分析。得到如下结论:1、采用YJ-4501A型应变仪对建筑骨料破碎机的机架应变进行测试,将测试值与ANSYS模拟数值进行对比。对比结果证明了ANSYS模拟过程的准确性,有限元模拟结果可为建筑骨料破碎机的力学性能分析提供可靠数据。同时,ANSYS模拟结果可提供更多的参考依据,可为破碎机的力学性能优化提供更全面的数据。2、利用有限元模拟结果和电测结果的数据,对WD1、WD2和WD3三种型号的动颚进行力学性能分析,其中WD2y型(有孔)动颚力学性能相对较优,但局部应力分布不均匀且总质量有下调空间。3、利用ANSYS有限元软件对WD2y型(有孔)动颚力学性能进行优化分析,最终得到改进WD2y型动颚,与原结构相比其应力分布相对均匀,质量下降了5%左右。4、在改进WD2y型动颚基础之上对机架进行力学性能优化,通过适当去除动颚约束,增加自由度,使应力分布趋于均匀,平均应力下降为210MPa左右,优化方案提高了建筑骨料破碎机的整体力学性能。

关键词：建筑骨料破碎机 ANSYS 力学性能数值模拟

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建筑骨料对成品混凝土的影响

甘肃科技纵横 2014年第8期43卷 99-100页

作者：李国辉甘肃第七建设集团股份有限公司甘肃兰州730000

骨料是混凝土中不可或缺的主要成分,一般大约占到70%左右的比例,是成品混凝土中起骨架或填充作用的颗粒状松散材料,具有使混凝土按照预先设定的建筑模型最终成型的作用。通常可按性能和所起的作用,划分为分粗骨料和细骨料。粗骨料包括... 详细信息

骨料是混凝土中不可或缺的主要成分,一般大约占到70%左右的比例,是成品混凝土中起骨架或填充作用的颗粒状松散材料,具有使混凝土按照预先设定的建筑模型最终成型的作用。通常可按性能和所起的作用,划分为分粗骨料和细骨料。粗骨料包括卵石、碎石、废渣等,细骨料包括中细砂、粉煤灰等。深入研究骨料粒级和级配要求对混凝土的成品影响,以及对施工中骨料质量的控制,包括借助骨料的级配能力提高单体建筑工程的质量,都具有非常现实的意义。

关键词：混凝土建筑骨料性能影响

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建筑骨料：新来源和解决办法

地质科技动态 1995年第7期 44-44页

作者：张秋明

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绿色矿山环境下建筑骨料矿山植被恢复技术

科技创新导报 2020年第12期17卷 113-113,115页

作者：鲁鑫冀东海德堡(泾阳)水泥有限公司陕西泾阳713700

在我国建立执行最严格生态保护制度,淘汰过剩产能倒闭形势下,建筑骨料行业面临转型升级,加强依法办矿,恢复治理矿区地质环境,体现企业社会责任,成为建筑骨料矿山建设矿山的核心关键,针对建筑骨料矿山特点,提出植被恢复技术模式,为建筑... 详细信息

在我国建立执行最严格生态保护制度,淘汰过剩产能倒闭形势下,建筑骨料行业面临转型升级,加强依法办矿,恢复治理矿区地质环境,体现企业社会责任,成为建筑骨料矿山建设矿山的核心关键,针对建筑骨料矿山特点,提出植被恢复技术模式,为建筑矿骨料矿山建设提供技术保障。我国建材矿山处于传统矿山向工业化的绿色矿山转型关键期,现阶段处于最严格的生态环保制度建立执行期,只有以贯彻生态文明战略为切入点,以建设绿色矿山为发力点,才能将骨料矿山现状劣势转化为功能优势。

关键词：绿色矿山建筑骨料植被恢复

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尾矿做建筑用骨料的应用研究

尾矿做建筑用骨料的应用研究

中国砂石资源利用的现状、问题与解决对策研究

2006中国科协年会

作者：陈家珑北京建筑工程学院

本文综述了利用尾矿生产建筑骨料的产生背景,研究了尾矿骨料的材性及在混凝土及其制品中的应用,介绍了其研究应用的可喜成果与意义,并提出了开发尾矿骨料需解决的若干问题。

关键词：尾矿尾矿骨料骨料建筑骨料混凝土

来源： cnki会议评论

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华东师范大学学报（自然科学版） 2022年第3期 137-147页

作者：庄淑蓉 TORRES Aurora 陈睿山叶超华东师范大学地理科学学院上海200241 鲁汶天主教大学地球与生命研究所乔治·勒梅特地球和气候研究中心比利时新鲁汶1348 密歇根州立大学渔业和野生动物系系统整合与可持续性中心美国密歇根州东兰辛48823

以统计数据和现有研究为基础,本文概述了中国砂石的利用现状,包括当前砂石的价格变化趋势,供需冲突以及资源开采、运输和使用的影响.研究发现:①在过去的二十年中,全国对砂石资源的需求持续增长,但河砂的供应却逐渐减少,机制砂石已成为... 详细信息

以统计数据和现有研究为基础,本文概述了中国砂石的利用现状,包括当前砂石的价格变化趋势,供需冲突以及资源开采、运输和使用的影响.研究发现:①在过去的二十年中,全国对砂石资源的需求持续增长,但河砂的供应却逐渐减少,机制砂石已成为建筑骨料的主要来源.②存在与砂石开采、运输和消费相关的重大环境、经济和社会影响,包括非法供应网络的出现.为切实保障国家新基建的部署、社会经济可持续发展和生态文明建设,以及确定供应瓶颈和更有效地利用资源,提出了确保砂石资源供应,最小化砂石开采影响并促进中国砂石骨料行业可持续发展的解决对策.这些对策包括:对涵盖天然砂石和机制砂石的砂石资源的流量和存量进行量化,并建立可靠的数据监测系统;增加投资并建立相关机构,以优化供应系统和减少其影响,并加强监管框架,促进替代材料的使用,建立砂石行业的标准和实施最佳使用实践;进行跨学科的综合研究,以分析与砂石资源供应有关的挑战和应对策略的潜力和风险.

关键词：建筑骨料远程耦合区域性稀缺供需冲突

长胶绿色廊道砂石骨料输送线——浠水长距离砂石骨料带式输送机

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起重运输机械 2023年第5期 2-3页

作者：杨敏李新宇衡阳运输机械有限公司

长胶绿色廊道是砂石骨料运输的生命线,承担了砂石骨料从加工系统运往码头陆域堆场的任务。该项目以打造国家建筑骨料绿色典范生产基地为建设目标。搭配光伏发电、智慧矿山系统等智能环保设备,结合利用四通八达的水、陆运交通,整体投产后... 详细信息

长胶绿色廊道是砂石骨料运输的生命线,承担了砂石骨料从加工系统运往码头陆域堆场的任务。该项目以打造国家建筑骨料绿色典范生产基地为建设目标。搭配光伏发电、智慧矿山系统等智能环保设备,结合利用四通八达的水、陆运交通,整体投产后,可实现长江中下游区域建材骨料市场的全覆盖。

关键词：绿色廊道砂石骨料输送线光伏发电长距离智能环保建筑骨料全覆盖