废弃阴极射线管玻璃骨料对重晶石混凝土性能的影响研究

摘要

随着显示器的更新换代，越来越多的阴极射线管（Cathode ray tube，CRT)进入报废阶段，如何对CRT废玻璃进行再生资源化处理引起人们的高度重视。将破碎的CRT废玻璃（指含铅的锥玻璃）作为骨料分别代替0％、25%、50%、75%、100%重晶石砂或10%、20%、30%重晶石（5-10mm）掺入重晶石混凝土中，并加入粉煤灰作为矿物掺合料，研究CRT废玻璃骨料对其工作性能、力学性能、碱骨料反应(ASR)、铅的浸出值和对γ射线屏蔽能力的影响。并采用正交试验的方法进一步研究重晶石混凝土的工作性能、力学性能与CRT废玻璃粗细骨料的掺量、水灰比的关系，确定CRT废玻璃骨料和水灰比的取值范围。最后，将数据进行整理分析，利用BP和RBF两种不同的神经网络，以水灰比，粗、细CRT的掺量和水的用量作为输入变量，抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和防辐射性能为输出变量。通过分析预测误差，来确定哪个神经网络的预测能力更准确。
　　得到以下结论:
　　1、CRT废玻璃取代10%的粗骨料（5-10mm）或25%的细骨料时，能够满足重晶石混凝土力学性能、铅的浸出值和ASR膨胀率的要求，且具有良好的防辐射性能。
　　2、对重晶石混凝土抗压强度的影响显着程度的大小为 C（水灰比）>A(CRT废玻璃细骨料>B（CRT废玻璃粗骨料），对其弹性模量的影响程度大小为A>B>C，对劈拉强度的影响程度大小为A>B>C，在CRT掺量比较大的情况下可以通过减小水灰比使其满足抗压强度的要求。当水灰比为0.48，CRT废玻璃粗骨料掺量为10%，CRT废玻璃细骨料掺量为25%，重晶石混凝土的力学性能、ASR膨胀值和防辐射性能都能满足要求。
　　3、BP神经网络预测的精度是建立在大量的试验数据基础之上的，在试验数据有限的情况下，RBF神经网络更能实现混凝土抗压强度等性能的预测分析。神经网络方法具有较高的预测精度，在混凝土性能预测和优化设计中具有广阔的应用前景。
　　CRT废玻璃骨料可以作为一种介于普通砂石和重晶石之间的防辐射骨料，在医院和核废料处理方面进行应用，实现固体危害废弃物的回收利用，但是应该控制其在混凝土中的掺量。

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第1章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3存在的问题

1.4主要研究内容

第2章 原材料试验及配合比的初步拟定

2.1概述

2.2原材料的选择与评价

2.3 粗细骨料的物理性能和级配曲线

2.4配合比的初步拟定

第3章 CRT废玻璃骨料对重晶石混凝土性能的影响

3.1 CRT废玻璃骨料取代率对工作性能的影响

3.2 CRT废玻璃取骨料代率对力学性能的影响

3.3 泊松比

3.4 碱骨料反应

3.5金属铅的浸出值

3.6 防辐射性能

3.7结论

第4章 CRT废玻璃重晶石混凝土配合比设计的正交试验

4.1 配比方案和因素选择

4.2正交试验结果直观分析

4.3正交试验的方差分析

4.4 优化试验

4.4防辐射试验

4.5 结论

第5章 神经网络对CRT废玻璃重晶石混凝土性能的预测

5.1神经网络研究应用及概述

5.2 BP和RBF神经网络

5.3 试验条件和样本数据

5.4 网络计算与分析

5.5 结论

第6章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

作者攻读学位期间的科研成果

致谢

附录