（工程力学专业论文）再生塑料改性混凝土力学性能试验研究及数值模拟.pdf

ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt og u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y f o rt h ed e g r e eo fm a s t e ro f e n g i n e e r i n gs c i e n c e m e c h a n i c a ip e r f o r m a n c er e s e a r c ho nm o d i f i e d c o n c r e t ew i t hr e c y c l e dp l a s t i c s a n di t sn u m e r i c a is i m u l a t i o n m a s t e rc a n d i d a t e ：h u a n gh a i b i n sp r o f l i l f e n g u p e r v i s o r ： r o fl i uf e n qs m a y 2 0 1 0 f a c u l t yo fc i v i la n dt r a n s p o r t a t i o ne n g i n e e r i n g g u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y g u a n g z h o u ，g u a n g d o n g 。c h i n a ，5 10 0 0 6 摘要 摘要 随着塑料制品工业的飞速发展，塑料制品与人们的生活和生产密不可分。国民 经济各领域和人民日常生活对塑料制品的需求r 益增加，大量的塑料制品被广泛地 应用。然而，在塑料制品工业蓬勃发展的同时，大规模地生产和使用塑料制品，必 然会伴随大量废弃塑料的产生。大量的废弃塑料污染环境，危害人类健康，因此必 须进行对塑料废弃物的回收再利用。如何有效地进行废弃塑料的回收再利用，是摆 在我们面前的一项重要课题。塑料自身具有一定的弹性，比较高的强度及耐磨性， 绝缘性能较好，将废弃塑料回收处理破碎成颗粒或者粉末添加到混凝土当中，既减 少了塑料废弃物，又能够改善混凝土的一些性能，研究再生塑料改性混凝土的材料 性能具有非常重要的意义。 本文从改善混凝土性能以及研究绿色环保材料的角度出发，将再生a b s p c 塑料 颗粒及粉末作为一种添加成分，采用体积替代细骨料和外掺两种方法进行改性混凝 土的力学性能及其数值模拟研究。本文研究内容主要包括以下几个方面： ( 1 ) 以c 3 0 普通混凝土为基础，将再生a b s p c 塑料颗粒和粉末体积替代细骨料， 研究该改性混凝土在不同掺量下密度、立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度， 劈裂抗拉强度等的变化规律。其中再生塑料颗粒体积替代的掺量为2 、5 、8 、 1 1 ；再生塑料粉末的掺量为1 、3 、5 、7 。 ( 2 ) 以c 3 0 普通混凝土为基础，将再生a b s p c 塑料粉末以外掺的方式添加到混 凝土当中，研究该改性混凝土在不同掺量下密度、立方体抗压强度、轴心抗压强度、 抗折强度，劈裂抗拉强度等的变化规律。外掺再生塑料粉末的掺量为l 、3 、5 、7 。 ( 3 ) 基于二维和三维圆形随机骨料模型，运用有限元方法对再生塑料改性混凝 土进行单轴压缩细观数值模拟，得出不同掺量下再生塑料改性混凝土的应力一应变 全曲线；将单轴压缩应力峰值强度计算结果与试验结果进行了对比。探讨该方法能 否很好地模拟计算再生塑料改性混凝土的单轴抗压强度。 关键词：再生塑料改性混凝土；力学性能；试验研究；圆形随机骨料模型； 数值模拟 广东工业大学硕士学位论文 a bs t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n d u s t r i a lp l a s t i cp r o d u c t s ，p l a s t i cp r o d u c t sa n d p e o p l e sl i v e l i h o o da r ei n s e p a r a b l e a r e a so ft h en a t i o n a le c o n o m ya n dp e o p l e sd a i l y l i v e so nt h ei n c r e a s i n gd e m a n df o rp l a s t i cp r o d u c t s ，al a r g en u m b e ro fp l a s t i cp r o d u c t s a r ew i d e l yu s e d h o w e v e r , a st h ep l a s t i cp r o d u c t si n d u s t r yb o o m i n g ，l a r g e s c a l ep r o d u c t s a r eu s e d ，w i l li n e v i t a b l ya r i s ew i t hal a r g en u m b e ro fw a s t ep l a s t i c t h ee n v i r o n m e n th a s b e e np o l l u t e db yt h el a r g ew a s t ep l a s t i c ，a n dh u m a nh e a l t hi se n d a n g e r e d s oi tm u s tb e c a r r i e do u to np l a s t i cw a s t er e c y c l i n g h o wt oe f f e c t i v e l yr e c y c l ep l a s t i cw a s t ei sa l l i m p o r t a n ti s s u ew eh a v et o f a c e p l a s t i ch a sac e r t a i nf l e x i b i l i t y , h i g h e rs t r e n g t ha n d a b r a s i v er e s i s t a n c ea n dg o o di n s u l a t i o n ，s or e c y c l e dp l a s t i cw i l lb eb r o k e ni n t op a r t i c l eo r p o w d e ra d d e di n t ot h ec o n c r e t ew h i c hn o to n l yc a nr e d u c ep l a s t i cw a s t e ，b u ta l s oc a n i m p r o v es o m ep r o p e r t i e so ft h en a t u r a lc o n c r e t e i th a sv e r yi m p o r t a n ts i g n i f i c a n c et o s t u d yt h em a t e r i a lp r o p e r t i e so f m o d i f i e dc o n c r e t ew i t hr e c y c l e dp l a s t i c i nt h i sp a p e lb a s e do nt h er e s e a r c ho ft h eg r e e ne n v i r o n m e n t a lm a t e r i a la n dt h e i m p r o v e m e n to fc o n c r e t em a t e r i a lp e r f o r m a n c e ，t h er e c y c l e da b s p cp l a s t i cp a r t i c l e so r p o w d e rw e r ea d d e di n t ot h ec o n c r e t et os t u d yt h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e sa n dn u m e r i c a l s i m u l a t i o nb yt w om e t h o d s v ol u m e t r i cs u b s t i t u t em e t h o do ra d d e dm a t e r i a l sm e t h o d t h i sp a p e ri n c l u d e dt h ec o n t e n t sa sf o l l o w s ( 1 ) b a s e do nc 3 0n a t u r a lc o n c r e t e ，t h er e c y c l e da b s p cp l a s t i cp a r t i c l e sa n d p o w d e rv o l u m e t r i cs u b s t i t u t e dt h ef i n ea g g r e g a t ei no r d e rt os t u d yt h ed i f f e r e n tc o n t e n t s o fp l a s t i co fm o d i f i e dc o n c r e t ew i t ht h ed e n s i t y , t h ec u b i cc o m p r e s s i v es t r e n g t h ，a x i a l c o m p r e s s i v es t r e n g t h ，s p l i t t i n gt e n s i l es t r e n g t ha n df l e x u r a ls t r e n g t h s u b s t i t u t e dv o l u m e o fr e c y c l e dp l a s t i cp a r t i c l e si s2 ，5 ，8 a n d11 a n dt h er e c y c l e dp l a s t i cp o w d e r c o n t e n ti s1 ，3 ，5 a n d7 ( 2 ) b a s e do nc 3 0n a t u r a lc o n c r e t e ，t h er e c y c l e da b s p cp l a s t i cp o w d e r s u b s t i t u t et h ef i n ea g g r e g a t ea sa d d e dm a t e r i a l st os t u d yt h ed i f f e r e n tc o n t e n t so fp l a s t i c o fm o d i f i e dc o n c r e t ew i t ht h ed e n s i t y ，t h ec u b i cc o m p r e s s i v es t r e n g t h ，a x i a lc o m p r e s s i v e s t r e n g t h ，s p l i t t i n gt e n s i l es t r e n g t ha n df l e x u r a ls t r e n g t h s u b s t i t u t ev o l u m eo fr e c y c l e d p l a s t i cp o w d e ri s1 ，3 ，5 a n d7 a b s t r a c t ( 3 ) b a s e do nt h et w o - d i m e n s i o n a la n dt h r e e d i m e n s i o n a lr a n d o mr o u n da g g r e g a t e m o d e l ，t h ef i n i t ee l e m e n t sm e t h o di su t i l i z e dt on u m e r i c a l l ys i m u l a t et h eu n i a x i a l c o m p r e s s i v es t r e n g t ho ft h es p e c i m e no nm e s o 1 e v e l ，a n dt h es t r e s s s t r a i nc u r v e so f m o d i f i e dc o n c r e t ew i t hr e c y c l e dp l a s t i cu n d e rd i f f e r e n tp l a s t i cc o n t e n ta r eo b t a i n e d t h e s i m u l a t e dv a l u e sa r ec o m p a r e dw i t ht h et e s to n e s i ft h em e t h o dp r o p o s e dc a nb ew e l l s i m u l a t e dt h em e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i c so fm o d i f i e dc o n c r e t ew i t hr e c y c l e dp l a s t i cw a s s t u d i e d k e y w o r d s ：m o d i f i e dc o n c r e t ew i t hr e c y c l e dp l a s t i c ；m e c h a n i c a lp e r f o r m a n c e ；t e s t r e s e a r c h ；r o u n dr a n d o ma g g r e g a t em o d e l ；n u m e r i c a ls i m u l a t i o n i i i v v i i i 1 1 1 1 2 2 3 1 3 塑料的回收再利用3 1 3 1 塑料的回收再利用现状4 1 3 2 废弃塑料再利用技术5 1 4 再生塑料在建筑材料中应用5 1 4 1 在节能建材方面的应用6 1 4 2 在道路方面的应用6 1 4 3 在混凝土方面的应用7 1 5 再生塑料改性混凝土的研究与展望8 1 6 本文主要研究内容8 第二章再生塑料颗粒改性混凝土力学性能试验研究1 0 2 1 引言10 2 2 试验方案1 0 2 2 1 原材料与配合比10 2 2 2 加载设备ll 2 2 3 试件制作和养护1 2 2 3 试验结果与分析l3 2 3 1 密度l3 v 广东工业大学硕士学位论文 2 3 2 立方体抗压强度1 3 2 3 3 轴心抗压强度1 5 2 3 4 劈裂抗拉强度1 6 2 3 5 抗折强度l7 2 4 本章小结1 8 第三章再生塑料粉改性混凝土力学性能试验研究2 0 3 1 引言2 0 3 2 试验方案2 0 3 3 试验结果与分析2 2 3 3 1 密度2 2 3 3 2 立方体抗压强度2 3 3 3 3 轴心抗压强度2 5 3 3 4 劈裂抗拉强度2 7 3 3 5 抗折强度2 7 3 4 本章小结2 9 第四章再生塑料改性混凝土细观数值模拟3 l 4 1 引言3l 4 2 再生塑料改性混凝土二维细观数值模拟3 l 4 2 1 集料数目计算及细观单元力学参数3 l 4 2 2 细观单元本构模型3 3 4 2 3 单轴压缩数值模拟结果分析3 4 4 3 再生塑料改性混凝土三维细观力学分析4 3 4 3 1 集料数目计算4 3 4 3 2 三维球形随机骨料生成及网格划分4 4 4 3 3 单轴压缩数值模拟结果分析4 7 4 4 本章小结5 1 结 论5 3 参考文献5 4 攻读学位期间发表的相关学术论文一5 9 独创性声明6 0 v l v i i i i i v c o n t e n t s ( e n g l i s h ) v i i i c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n l 1 1o v e r v i e wo fg r e e nc o n c r e t e 1 1 1 1r e s e a r c ho ng r e e nm a t e r i a l s 1 1 1 2d e v e l o p m e n to f g r e e nc o n c r e t e 1 1 2o v e r v i e wo f p l a s t i c 2 1 2 1i n t r o d u c t i o no f p l a s t i c 2 1 2 2c l a s s i f i c a t i o no f p l a s t i c 3 1 3r e c y c l ea n dr e u s eo f p l a s t i c 3 1 3 1p l a s t i cr e c y c l i n gs t a t u s 4 1 3 2r e c y c l i n gt e c h n o l o g yo f w a s t ep l a s t i c 5 1 4a p p l i c a t i o no fr e c y c l e dp l a s t i ci nc o n s t r u c t i o nm a t e r i a l s 5 1 4 1a p p l i c a t i o ni ne n e r g y s a v i n gb u i l d i n gm a t e r i a l s 6 1 4 2a p p l i c a t i o ni nt h er o a dm a t e r i a l s 6 1 4 3a p p l i c a t i o ni nt h ec o n c r e t e 7 1 5r e s e a r c ha n dp r e d i c t i o no f m o d i f i e dc o n c r e t ew i t hr e c y c l e dp l a s t i c 8 1 6p r i n c i p a lc o n t e n t s 8 c h a p t e r2m e c h a n i c a lt e s tr e s e a r c ho nm o d i f i e dc o n c r e t ew i t hr e c y c l e dp l a s t i c p a r t i c l e s l ( ) 2 1p r e f a c e 1 0 2 2t e s ts c h e m e 10 2 2 1n a t u r a lm a t e r i a l sa n dm i xr a t i o 10 2 2 2l o a d i n gd e v i c e 11 2 2 3p r o d u c t i o na n dm a i n t e n a n c eo fs p e c i m e n s 1 2 2 3t e s tr e s u l t sa n da n a l y s i s 13 v 1 1 1 c o n t e n t s 2 3 1d e n s i t y 13 2 3 2c u b i cc o m p r e s s i v es t r e n g t h 13 2 3 3a x i a lc o m p r e s s i v es t r e n g t h 15 2 3 4s p l i t t i n gt e n s i l es t r e n g t h 16 2 3 5f l e x u r a ls t r e n g t h 17 2 4c o n c l u s i o no f t h i sc h a p t e r 18 c h a p t e r3m e c h a n i c a lt e s tr e s e a r c ho nm o d i f i e dc o n c r e t ew i t hr e c y c l e dp l a s t i c p o w e r 2 0 3 1p r e f a c e 2 0 3 2t e s ts c h e m e 2 0 3 3t e s tr e s u l t sa n da n a l y s i s 2 2 3 3 1d e n s i t y 2 2 3 3 2c u b i cc o m p r e s s i v es t r e n g t h 2 3 3 3 3a x i a lc o m p r e s s i v es t r e n g t h 2 5 3 3 4s p l i t t i n gt e n s i l es t r e n g t h 2 7 3 3 5f l e x u r a ls t r e n g t h 2 7 3 4c o n c l u s i o no f t h i sc h a p t e r 2 9 c h a p t e r4m e s o - l e v e ln u m e r i a ls i m u l a t i o no nm o d i f i e dc o n c r e t ew i t hr e c y c l e d p l a s t i cp a r t i c l e s ( m c r p p a r ) 31 4 1p r e f a c e 31 4 2 t w o - d i m e n s i o n a lm e s o l e v e ln u m e r i c a ls i m u l a t i o no nm c r p p a r 31 4 2 1a m o u n tc a l c u l a t i o no f a g g r e g a t e sa n di t sm e c h a n i c a lp a r a m e t e r s 31 4 2 2t h ec o n s t i t u t i v em o d e lo ft h em e s o e l e m e n t 3 3 4 2 3t h er e s u l t so fn u m e r i c a la n a l y s i su n d e ru n i a x i a lc o m p r e s s i v el o a d 3 4 4 3m e s o - m e c h a n i c sa n a l y s i so fm c r p p a ri nt h r e e d i m e n s i o n 4 3 4 3 1a m o u n tc a l c u l a t i o no f a g g r e g a t e s 4 3 4 3 2g e n e r a t i o no f s p h e r i c a lt h r e e d i m e n s i o n a lr a n d o ma g g r e g a t e sa n df i n i t e e l e m e n tm e s h 4 4 4 3 3t h er e s u l t so fn u m e r i c a la n a l y s i su n d e ru n i a x i a lc o m p r e s s i v el o a d 4 7 4 4c o n c l u s i o no f t h i sc h a p t e r 5 1 l x 广东工业大学硕士学位论文 c o n c l u s i o n s 一5 3 r e f e r e n c e s 5 4 p u b l i c a t i o n s 5 9 o r i g i n a ls t a t e m e n t 6 0 a c k n o w l e d g e m e n t s 6 l x 第一章绪论 第一章绪论 1 1 绿色混凝土概述 1 1 1 绿色材料的研究 随着社会生产力和经济的高速发展，传统的材料已经被不适应社会发展的进 程，开展绿色材料及其相关理论的研究，从而实现材料科学与技术的可持续发展， 是历史发展的必然。绿色材料也是绿色建筑、生态建筑发展的基础，是材料发展的 必然。绿色材料自2 0 世纪9 0 年代以来，国内外学者和专家开展了广泛深入的研究。 1 9 8 8 年第一届国际材料联合会( u m r s ) 提出了“绿色材料”的概念。1 9 9 0 年同本东京 大学的山本一良首先提出了“环境材料 的概念f l 】。1 9 9 5 年美国绿色建筑委员会 ( u s g b c ) 对绿色建筑制定了一套评定标准( l ee d ) ，其中绿色材料在评价体系中占有 很大比重，具体包括节能材料和“3 r ( r e d u c e ，r e u s e ，r e c y c l e ) 材料的使用和对 污染材料的控制【2 】。1 9 9 6 年，我国编制的“s 8 6 3 计划纲要研究新材料及制备技 术领域研究报告中明确提出我国应积极研究、发展生态建材的建议。可见，绿色 材料的研究与应用已经得到越来越多国内外科技工作者的重视，对可持续发展战略 的实施具有重大的影响。 1 1 2 绿色混凝土的发展 在大力开展绿色材料研究与应用的背景下，具有环境协调性和自适应特性的绿 色混凝土应运而生【3 】。绿色混凝土的环境协调性是指对资源和能源消耗少、对环境 污染小和循环再生利用率高。绿色混凝土的自适应性是指具有满意的使用性能，能 够改善环境，具有感知、调节和修复等机敏特性。吴中伟等首先提出了绿色高性能 混凝土的概念【4 一】。绿色混凝土的特点是f 3 1 ：( 1 ) 降低水泥用量，大量利用工业废料； ( 2 ) 比传统混凝土材料有更良好的力学性能和耐久性；( 3 ) 具有与自然环境的协调 性，减轻对环境的负荷，实现非再生性资源的可循环使用，节约能源，以及有害物 质的“零排放”；( 4 ) 能够为人类提供温和、舒适、便捷和安全的生存环境。混凝土 的高性能化是实现混凝土绿色化的途径之一，混凝土的高性能可以提高混凝土的强 度、耐久性、减轻混凝土的自重等。绿色混凝土在资源和能源的有效利用、减少环 境负荷上具有很大优势。绿色混凝土大量使用工业废料和再生利用固体废物，既节 广东工业大学硕士学位论文 约了资源，又能有效处理固体废物。与普通混凝土相比，绿色混凝土显示了强大的 生命力和显著的优越性。 从对自然环境影响的效果来看，绿色混凝土可分为两大类，即减轻环境负荷型 混凝土和生态环境友好型混凝土【引。该类混凝土的组成与传统混凝土的最大区别在 于：采取一定技术措施，掺入大量的固体废弃物( 工业废渣、废弃的砖石、混凝土 以及固体垃圾等) 和以工业废液为原料的外加剂，实现了各类废弃物的再资源化起到 利废、减少环境污染同时改善混凝土各种物理、力学性能等多重作用。减轻环境负 荷型混凝土中重要的一方面就是对城市固体废弃物的处理。其中城市固体废弃物中 占很大一部分的就是塑料废弃物。 1 2 塑料概述 1 2 1 塑料简介 我国在1 9 9 6 年颁布的国标( g b t 2 0 3 5 1 9 9 6 ) 对塑料的定义是：“以高聚物为 主要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成型的材料。既是以树脂为主要成分， 加入适当的各类添加剂，经过成型后的高分子材料。自2 0 世纪初到2 0 世纪7 0 年代， 塑料品种的增长速度很快。本世纪5 0 年代以后，塑料工业在原料、生产、加工、研 搿 ”h “ 。：彳p 。 瀚溺鳓朔鳓蚴黝雅锄黝。潮鳓 图1 1 部分塑料制品 f i g 1 - ls o m e k i n d so f p l a s t i cp r o d u c t s 究等方面都进入了新阶段，其应用领域也迅速扩大，并逐渐成为在国民经济中与钢 2 凄 第一章绪论 铁、木材、水泥并驾齐驱的重要材料【引。塑料材料已经被广泛地应用于包装、电气、 建筑、医学、日用品、汽车、航天航空等各个领域，普及程度逐年提高，已经深入 人类生活和生产的各个方面，市场前景广阔，是推动社会生产力发展的新型材料。 如图1 1 所示为部分塑料制品。 1 2 2 塑料分类 塑料种类繁多，按照用途、组成成分、成型方法、受热后性能等的不同，可以 分成不同的种类。其中按照塑料材料的受热后的性能表现的不同，可以分成热塑性 塑料和热固性塑料两种。 1 2 2 1 热塑性塑料及其特点 热塑性塑料是指成型后再加热可重新软化加工而化学组成不变的一类塑料。树 脂在加工过程中不发生化学变化，只发生物理变化。该类树脂在a n - r - 后具有可溶、 可熔的特点。热塑性塑料品种极多，即使同一品种也由于树脂分子及添加剂配比的 不同而使其使用及工艺特性也有所不同。热塑性塑料应用比例越来越大，占塑料用 量的9 5 以上【10 1 。 1 2 2 2 热固性塑料及其特点 热固性塑料是指成型后不能再重新加热软化而重复加工的一类塑料。该类树脂 在加工后具有不溶、不熔的特点。热固性塑料品种不多，但其隔热、耐磨、绝缘、 耐高压电等性能使其在某些特殊的应用领域仍然具有独特的优势。 1 2 2 3a b s p c 塑料概述 a b s p c 合金是为改进a b s 阻燃性而出现的，具有良好的机械强度、韧性和阻燃 性，用于建材，汽车和电子工业，如做电视机、办公自动化设备外壳和电话机。a b s p c 合金中p c 贡献耐热性、韧性、冲击强度、强度阻燃性等，而a b s 优点为良好加工性、 表观质量和低密度，以汽车工业零部件为应用重点。 1 3 塑料的回收再利用 随着塑料制品工业的飞速发展，塑料制品与人们的生活和生产密不可分，国民 经济各领域和人民同常生活对塑料制品的需求同益增加，大量的塑料制品被广泛地 应用。2 0 0 1 年，全球年消耗塑料材料已经接近l 亿吨1 。我国的塑料制品工业发展 广东工业大学硕士学位论丈 迅猛，2 0 0 0 年塑料的生产量达1 0 0 0 万吨【1 2 l ；2 0 0 7 中印塑料行业合作与发展高峰论坛 的报告显示，2 0 0 6 年我国规模以上企业塑料制品总产量已经达n 2 8 0 0 万吨。然而， 在塑料制品工业蓬勃发展的同时，如此大规模地生产和使用塑料制品，必然会伴随 大量废旧塑料的产生，如图1 2 所示。2 0 0 0 年美国生产塑料3 5 0 0 余万吨，同年废弃塑 料高达1 7 0 0 万吨( 约占塑料年产量的4 8 ) 1 3 1 ；英国2 0 0 1 年塑料消费量为4 7 0 万吨， 而同年塑料废弃物高达3 0 0 万吨( 约占塑料年产量6 3 ) ；西欧国家2 0 0 3 年塑料消费 量为2 5 0 0 万吨左右，而废弃塑料量为1 6 0 0 万吨【1 4 】( 约占塑料年产量6 4 ) 。2 0 0 7 年 中国回收废塑料总量就已达1 4 8 0 多万吨【15 1 。如此大量的废弃塑料污染环境，危害人 类健康，必须进行塑料废弃物的回收利用。如何有效地进行废弃塑料的回收再利用， 是摆在我们面前的一项重要课题。 图1 2 大量的废旧塑料 f i g 1 - 2l o t so fp l a s t i cw a s t e s 1 3 1 塑料的回收再利用现状 塑料制品的大规模生产和广泛应用的同时也产生大量塑料废弃物，严重危害人 类健康与破坏环境。面对r 益严重的塑料废弃物污染，许多发达国家都已经建立了 比较完善的塑料废弃物回收体系和制定了相应的法律法规。近年来我国也越来越重 视塑料废弃物的回收和再利用，特别是最近关于循环经济促进法、废旧物资回收 的增值税政策及其他相关配套政策措施的制定和调整，将对我国再生塑料产业的发 展起到深远的意义和影响。 然而，从现时情况来看，废弃塑料只是做到了“回收 却没有真证做到“再利 用”。世界各国处理回收塑料废弃物的主要方法是丢弃、掩埋、焚烧、或者运往他 国。欧洲2 0 0 3 年回收的废旧塑料仅有1 l 是真正再利用了的，1 4 是运往国外，2 l 4 第一章绪论 被焚烧【1 6 】。在欧洲塑料制造商协会( a p m e ) 于2 0 0 3 年在布鲁塞尔举行的塑料回 收工艺会议上，专家们认为欧洲塑料回收业处境维艰。我国对每年产生的废弃塑料 处理方法中，填埋占9 3 ，焚烧占2 ，回收利用率仅为5 列1 7 】。 焚烧和填埋塑料废弃物不仅造成环境的污染，危害人类的生存发展，而且还造 成巨大的资源浪费，这与可持续发展战略是背道而驰的。因此，为了循环利用资源， 废弃塑料的再生利用是能够产生经济和社会效益的。根据国家中长期科学技术发展 纲要，对再生资源领域里废塑料部分规划的战略目标是：至0 2 0 2 0 年再生利用废塑料 2 9 3 万吨，再生利用率达n 5 0 ，研究废有机高分子材料再生利用技术，提出现行废 塑料再生工艺的改进方法在解决预处理技术的基础上，借鉴国外的先进经验，研究 推广适合我国国情的废塑料再生技术，以提高产品性能和质量。由此可见，我国对 废弃塑料的回收再利用任重道远，提高塑料废弃物的回收利用率是当务之急。 1 3 2 废弃塑料再利用技术 目前，塑料废弃物的再利用技术可以分成两类【1 8 l ：一类是直接再利用，另一类 是改性再利用。 直接再利用是将回收的塑料废弃物经过分类、清洗、粉碎、造粒然后直接加工 成型，其制作工艺简单，但再生制品质量较低。从2 0 世纪7 0 年代开始，废弃塑料的 机械回收技术在我国江西，浙江一带乡镇兴起，将塑料粉碎再添加一些新料，熔融， 进料，压模，制成塑料容器、厨房用品、拖鞋等制品f 一1 。 改性再利用是将塑料废弃物通过物理或者化学方法进行改性后再加工成型，制 作工艺复杂，往往需要特定的配套设备和大的投资，但是性能能够得到改善和提高， 再生制品的质量也会相对较好。 然而，目前使用的塑料制品，要加热到2 0 0 或是更高温度时才能够充分软化， 以进行再塑形。这种方法除需要消耗大量能源并带来一定环境污染外，还会破坏塑 料的聚合体链，最终降低塑料的强度，使其不能进行循环再利用【2 0 i 。若进行物理或 者化学的改性则会增加成本。因此，塑料废弃物的直接利用受到越来越广泛的关注， 将废弃塑料回收处理破碎成颗粒或者粉术直接使用在其它材料当中，是塑料废弃物 回收再利用的最佳选择。 1 4 再生塑料在建筑材料中应用 随着废弃塑料的综合利用技术的不断进步，近年来将塑料废弃物经过加工处理 广东工业大学硕士学位论文 后形成新型材料得到了广泛的应用。世界各国都在积极开展废旧塑料回收利用的研 究工作，其中以物理改性生产新的复合材料最为重要，开发应用前景十分广阔【2 。 再生塑料是将废弃塑料经过加工粉碎后而形成的。塑料自身具有一定的弹性， 比较高的强度及耐磨性，绝缘性能较好，因此再生塑料已经被越来越多地运用于建 筑行业当中。 1 4 1 在节能建