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3D打印工程弃土挤出过程力学性能试验研究

同济大学学报（自然科学版） 2022年第3期50卷 389-398页

作者：柏美岩肖建庄高琦沈剑羽侯逸青王浩通马亚辉同济大学土木工程学院上海200092 许昌金科资源再生股份有限公司河南许昌461001

通过13种不同配合比的工程弃土复配,研究了不同复配弃土在挤出过程中的可打印性,同时对掺入河砂和再生粉的土样分别进行无侧限抗压强度试验和直剪试验,探讨了河砂和再生粉作为工程弃土掺料的可行性。试验结果表明,黏质弃土的掺配比例会... 详细信息

通过13种不同配合比的工程弃土复配,研究了不同复配弃土在挤出过程中的可打印性,同时对掺入河砂和再生粉的土样分别进行无侧限抗压强度试验和直剪试验,探讨了河砂和再生粉作为工程弃土掺料的可行性。试验结果表明,黏质弃土的掺配比例会影响复配弃土的打印形态,当黏土掺配比例达50%时,打印效果良好。再生粉的掺入能够提高土体的无侧限抗压强度和弹性模量,超过这一范围后,再生粉的高吸水性会严重影响土体的黏聚性,进而导致强度降低,弹性变形阶段维持时间减少。在保证工程弃土强度改良和满足可挤出性的前提下,建议再生粉掺量为5%,此时土体无侧限抗压强度可提升22.5%,而河砂的掺入会整体降低弃土无侧限抗压强度和弹性模量,呈逆骨架效应。在减少环境污染和推进智能土制建筑方面,利用3D打印挤出成型技术,生产满足不同工况要求的工程弃土3D打印砖具有较高的应用价值和潜力。

关键词：工程弃土砖 3D打印可挤出性无侧限抗压强度

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园林垃圾对工程弃土烧结砖性能的影响

建筑材料学报 2022年第11期25卷 1195-1202页

作者：高琦肖建庄沈剑羽同济大学土木工程学院上海200092 许昌金科资源再生股份有限公司河南许昌461000

采用破碎、碳化和腐熟3种方法预处理园林垃圾,并按质量分数0%、3%、6%、9%和12%掺入工程弃土中,制备得到工程弃土烧结砖,并对其进行基本性能研究.结果表明:掺入园林垃圾后混合物料的塑限和液限提高,烧结后的主要产物为钾长石、斜长石、... 详细信息

采用破碎、碳化和腐熟3种方法预处理园林垃圾,并按质量分数0%、3%、6%、9%和12%掺入工程弃土中,制备得到工程弃土烧结砖,并对其进行基本性能研究.结果表明:掺入园林垃圾后混合物料的塑限和液限提高,烧结后的主要产物为钾长石、斜长石、赤铁矿和莫来石;烧结砖的孔隙率增加、微观结构变得松散、吸水率增大、表观密度降低、体积收缩先增大后减小、质量损失增大;碳化园林垃圾因其颗粒小、有机质含量少、对烧结砖微观结构影响小且烧结产物中含有莫来石等,对烧结砖的力学性能影响最小;以质量分数6%的碳化园林垃圾掺入工程弃土中所制备的烧结砖抗压强度有所提升.

关键词：烧结砖工程弃土园林垃圾碳化腐熟

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工程弃土现状与资源化创新技术

建筑科学与工程学报 2020年第4期37卷 1-13页

作者：肖建庄沈剑羽高琦马志鸣李福安同济大学土木工程学院上海200092 许昌金科资源再生股份有限公司河南许昌461001

分析了中国工程弃土的产生来源、组成成分、年排放量、来源分布、空间分布、利用率及法律法规等基本现状;基于国内外对于工程弃土治理的经验和法律,以弃土的分类治理为依托,将弃土分为良质土和劣质土进行分类讨论,详细介绍了中国对这2... 详细信息

分析了中国工程弃土的产生来源、组成成分、年排放量、来源分布、空间分布、利用率及法律法规等基本现状;基于国内外对于工程弃土治理的经验和法律,以弃土的分类治理为依托,将弃土分为良质土和劣质土进行分类讨论,详细介绍了中国对这2种工程弃土现有的处理方式,其中良质弃土处理方法包括填埋、堆山造景、道路防护林带等,劣质弃土处理方法包括固化改良、弃土烧结砖、弃土免烧砖等,并指出目前处理方法中现存的一些难题;介绍了工程弃土资源化的创新技术,如弃土固化新技术、弃土烧结砖砌块新技术等,其中着重介绍了弃土烧结砖砌块技术,包括其新型焙烧工艺、弃土烧结砖表面处理工艺、新型砌块形式、烧结砌块装配式结构、烧结砌块配筋技术等,其中烧结砌块装配式结构可在保证烧结砖自身多种优势的情况下大大提高施工效率和后期回收利用率;最后,针对中国工程弃土数量巨大、管理缺失、处理低效的现状提出建议,从工程管理、技术创新和法律法规3个方面入手,注重源头控制是第一步,发展创新技术、提高终端处理效率是基本,科学有效的管理制度、完善的法律法规是根本保证。

关键词：工程弃土资源化创新技术烧结砖砌块装配式结构

工程弃土真空挤出成型及干燥特性研究——以许昌市为例

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环境卫生工程 2021年第6期29卷 71-81页

作者：侯逸青肖建庄高琦沈剑羽马亚辉柳炎同济大学土木工程学院上海200092 许昌金科资源再生股份有限公司河南许昌461001

针对弃土真空挤出成型与干燥特性进行研究,并通过试验确定了弃土在制砖过程中较优的成型含水率。根据试验结果,取液塑限试验中得到的含水率-锥入深度曲线上锥入深度h_(p)+2 mm所对应的含水率作为成型含水率,可替代传统的普氏成型含水率... 详细信息

针对弃土真空挤出成型与干燥特性进行研究,并通过试验确定了弃土在制砖过程中较优的成型含水率。根据试验结果,取液塑限试验中得到的含水率-锥入深度曲线上锥入深度h_(p)+2 mm所对应的含水率作为成型含水率,可替代传统的普氏成型含水率。此外,通过试验建立了塑性指数与真空挤出效果、干燥敏感性系数与干燥效果之间的基本关系。根据试验结果,当土样的塑性指数大于14.73且干燥敏感性系数小于0.81时,可以达到较为良好的真空挤出效果与干燥效果,而当塑性指数小于13.02时,挤出效果较差,当干燥敏感性系数大于0.93时,干燥易开裂。进一步分析了复配土与原土样之间的关系,结果表明复配土的塑性指数、干燥敏感性系数基本符合原土样构成的线性模型,可依据线性模型制定复配方案。

关键词：工程弃土成型含水率塑性指数干燥敏感性系数

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工程弃土的陆域回填再利用技术

水运工程 2021年第7期 185-191页

作者：廖雄飞王婧张璟泓中交第四航务工程局有限公司广东广州510290 中交四航局第二工程有限公司广东广州510230 中交四航工程研究院有限公司广东广州510230

随着国家对环保的日益重视,中粗砂等优质填料的价格也快速上涨,致使许多陆域回填工程的成本大幅增加。针对回填中粗砂紧缺、价格高的问题,进行工程弃土的陆域回填再利用技术研究,采用室内试验及现场试验的方法,分析工程弃土的工程性质... 详细信息

随着国家对环保的日益重视,中粗砂等优质填料的价格也快速上涨,致使许多陆域回填工程的成本大幅增加。针对回填中粗砂紧缺、价格高的问题,进行工程弃土的陆域回填再利用技术研究,采用室内试验及现场试验的方法,分析工程弃土的工程性质、环保特性及工程弃土环保填埋后的利用效果。结果表明,工程弃土代替中粗砂进行回填技术可行,满足环保要求且经济社会效益显著。

关键词：工程弃土陆域回填地基处理分层碾压再利用

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堆存时间对开发建设工程弃土流失特征的影响

水土保持学报 2012年第1期26卷 38-42页

作者：李煜苏芳莉周欣崔斌郭成久沈阳农业大学水利学院沈阳110866

工程弃土是开发建设项目新增水土流失的重要来源。以沈阳农业大学水利学院综合试验基地扩建工程弃土为研究对象,研究弃土堆存时间对其坡面产流产沙特征的影响。试验在沈阳农业大学水利学院综合试验基地的人工模拟降雨大厅内进行。共设置... 详细信息

工程弃土是开发建设项目新增水土流失的重要来源。以沈阳农业大学水利学院综合试验基地扩建工程弃土为研究对象,研究弃土堆存时间对其坡面产流产沙特征的影响。试验在沈阳农业大学水利学院综合试验基地的人工模拟降雨大厅内进行。共设置5个雨强,分别为0.64,0.82,1.05,1.24,1.52mm/min;5个堆存时间,分别为新堆积、3个月、6个月、9个月、12个月。研究结果表明,随着弃土堆积时间的增长,堆积1年的弃土抗剪强度、含水率及植被覆盖度均最大,分别为0.35kg/cm2,14.3%和10%,土体细粒成分最低,抵抗水流冲击破坏的能力最强。对于同一降雨强度,新堆积的弃土径流量最小,随着堆存时间延长,不断增加,最后趋于平稳;在不同降雨条件下,坡面含沙率随弃土堆存时间的增长而呈现波动性降低,坡面累计产沙量均随弃土堆存时间的增长而逐渐降低。

关键词：工程弃土开发建设项目堆存时间水土流失

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工业固废-水泥协同固化工程弃土配比优选

科学技术与工程 2024年第5期24卷 2168-2176页

作者：余静俞峰陈鑫厉帅康浙江理工大学建筑工程学院杭州310018 浙江省装配式混凝土工业化建筑工程技术研究中心杭州310018

为了推进工业固废资源化,同时有效提高工程弃土的利用率。选用高炉矿渣、钢渣、磷石膏3种常见的工业固废协同水泥,复配聚羧酸减水剂,对工程弃土进行固化处理。通过D-最优混料试验,确定固化剂的最优配合比为高炉矿渣:钢渣∶磷石膏∶水泥... 详细信息

为了推进工业固废资源化,同时有效提高工程弃土的利用率。选用高炉矿渣、钢渣、磷石膏3种常见的工业固废协同水泥,复配聚羧酸减水剂,对工程弃土进行固化处理。通过D-最优混料试验,确定固化剂的最优配合比为高炉矿渣:钢渣∶磷石膏∶水泥∶聚羧酸=59.9∶5∶20∶15∶0.1,在该配方下固化土的7 d无侧限抗压强度达到了5583 kPa。利用X射线衍射(diffraction of X-rays,XRD)试验和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)试验对新型固化剂固化土的微观结构进行分析,结果发现固化土中生成大量的丝状物、针状物和絮状物,使孔隙减小,土体结构更加紧密。该研究成果不仅可为工业固废和工程弃土资源化处理提供参考,同时也为工程弃土二次利用提供一定的理论指导,具有较好的工程适用性。

关键词：工业固废工程弃土固化剂 D-最优混料设计微观结构

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添加泥炭对工程弃土结构改良效应的试验研究

路基工程 2007年第2期 30-31页

作者：徐创军杨立中杨红薇西南交通大学环境科学与工程学院四川成都610031

试验研究了不同配比的泥炭与工程弃土混合物的物理和结构性质。分析结果表明,在工程弃土中添加适量泥炭作基材,可以满足护坡植物的生长条件,但同时应减少和注意由于基材收缩恢复性增大和抗剪强度降低产生的对植被生长和边坡稳定性的不... 详细信息

试验研究了不同配比的泥炭与工程弃土混合物的物理和结构性质。分析结果表明,在工程弃土中添加适量泥炭作基材,可以满足护坡植物的生长条件,但同时应减少和注意由于基材收缩恢复性增大和抗剪强度降低产生的对植被生长和边坡稳定性的不利影响。

关键词：泥炭工程弃土土壤结构抗剪强度收缩率植被生长

氯氧镁水泥固化工程弃土/CaSO4晶须及其3D打印增材关键技术研究

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氯氧镁水泥固化工程弃土/CaSO4晶须及其3D打印增材关键技术研究

作者：罗富明深圳大学

学位级别：硕士

建筑3D打印技术作为一种数字化、自动化和智能化的新兴设计建造一体化技术,与传统设计和施工工艺相比,能提升设计和施工效率、减少人工、设计和模板成本等,是目前建筑领域发展较快的新型融合设计和建造于一体的前沿工程技术。其中,适用... 详细信息

建筑3D打印技术作为一种数字化、自动化和智能化的新兴设计建造一体化技术,与传统设计和施工工艺相比,能提升设计和施工效率、减少人工、设计和模板成本等,是目前建筑领域发展较快的新型融合设计和建造于一体的前沿工程技术。其中,适用于建筑3D打印“墨水”材料的研究与开发是3D打印技术在建筑领域大规模推广应用的核心和难点。相较于硅酸盐水泥材料,氯氧镁水泥（magnesium oxychloride cement,MOC）具有凝结速度快、早强高强、低碱度、低腐蚀性、低密度、耐磨、防火、固废掺量大等一系列优点,十分适合发展成为建筑3D打印“墨水”材料。目前,工程建设过程中产生的工程弃土,很大一部分未经任何处理就由施工单位运输至郊区露天堆积或掩埋,仅少部分被用于制备烧结砖和陶粒陶土。本研究通过将大量工程弃土掺入到MOC中制备3D打印增材,并通过3D打印技术生产建材产品,提高了工程弃土的资源化利用率和经济价值。本课题利用MOC固化工程弃土制备3D打印增材,并研究CaSO4晶须纤维的掺入对MOC性能的影响,主要研究内容包括:（1）为了解决建筑固废中工程弃土处理难的问题,将其掺入到MOC中,探究其对MOC性能的影响,由此了解MOC固化工程弃土的能力,判断这种方式能否处理工程中产生的大量工程弃土;（2）对MOC应用于建筑3D打印增材的可行性研究,探究工程弃土的掺入对MOC增材3D打印性能的影响,对MOC增材的3D打印性能进行测试和分析;（3）探究CaSO4晶须纤维对MOC性能的改善情况,将CaSO4晶须纤维掺入到MOC中,对MOC各项性能进行测试和分析。通过分析比较得出如下结果:（1）MOC十分适合固化工程弃土,工程弃土对MOC的早期抗折强度造成了较为明显的损失,养护28天后,损失情况逐渐改善;而在抗压强度、耐水性、微观结构等方面,工程弃土均呈现出较为有利的影响。（2）由MOC各项3D打印性能的测试结果可知,未掺入工程弃土时,由两种轻烧氧化镁制备而成的MOC满足建筑3D打印增材的性能要求,开放时间为10 min,基本满足可建造性要求。（3）掺入工程弃土可以增强MOC新拌浆体早期的可建造性,当工程弃土掺量在60%00%时,可建造性较好;其中,掺量为100%时,开放时间为50min,较未掺时延长了4倍,而且可建造性最好。（4）CaSO4晶须纤维可提高MOC的抗折强度,当掺量为2%时,CaSO4晶须纤维的提升效果最好。同时,CaSO4晶须纤维有利于改善MOC微观结构并提高MOC抗压强度和耐水性,掺量为0%0%时,掺量越大,MOC抗压强度越高且耐水性越好。

关键词：氯氧镁水泥建筑3D打印增材工程弃土 CaSO4晶须