电子垃圾粉末在沥青混合料中应用的可行性研究

 2022-06-25 10:06

论文总字数:25853字

摘 要

随着电子科学技术的发展,电子垃圾的回收再利用成为了一大难题。电子垃圾不是简单的废料,它具有巨大资源性,同时若是处理不当,也有可能造成巨大的危害。为了完成对电子垃圾的无害化处理并实现一定的经济价值,论文考虑将预处理后的电子垃圾作为细集料加入到沥青混合料中。论文通过热重试验、扫面电镜试验、红外光谱试验,研究了电子垃圾的热稳定性、元素组成、形貌等特点,表明电子垃圾具有较好的热稳定性,同时不含有有害重金属,可安全的用于沥青混合料中。论文依据电子垃圾的级配特点,将其取代一定比例的细集料,并通过密度换算,进行了合成级配设计、最佳油石比的确定,并对电子垃圾沥青混合料的性能进行了测试。试验结果表明,随着电子垃圾的加入,混合料的高温稳定性明显下降,经分析这主要与电子垃圾颗粒自身的强度及针片状颗粒的存在有关。依据电子垃圾沥青混合料的性能特点,建议可用于慢车道或低等级道路。

关键词:电子垃圾,沥青混合料,路用性能,针片状颗粒,微观测试

Abstract

With the development of electronic science and technology, the recycling of e-waste has become a difficult problem. E-waste is not a simple waste, it has great value, and if it is not handled properly,it can cause great damage. In order to complete the disposal of electronic waste and achieve a certain economic value, after the pretreatment of e-waste,it considered as a fine aggregate to join to the asphalt mixture, and to achieve the asphalt modification. This study used thermogravimetric experiment, scanning electron microscope, infrared spectrum experiment to study the thermal stability of the electronic waste and element composition, morphology. The results suggested that e-waste has good thermal stability, at the same time does not contain harmful heavy metals.This means the use in asphalt mixture is safe. Study according to the distribution characteristics of electronic waste, to replace a proportion of fine aggregate, and through the density conversion, has carried on the synthesis of gradation design, the determination of the optimum proportion, and the performance of the electronic waste asphalt mixture was tested. Experimental results show that with the addition of electronic waste, the high temperature stability of the mixture decreases obviously, by the analysis of the main electronic waste particles and their own strength and the existence of needle flake particle. According to the performance characteristics of e-waste asphalt mixture, it is suggested that it can be used in slow lane or low grade road.

KEY WORDS:E-waste, asphalt mixture, road performance, needle chip particles, micro experiment.

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1问题的提出 1

1.2研究意义 2

1.3国内外研究现状 3

1.3.1电子垃圾回收方法 3

1.3.2 电子垃圾再利用方式 6

1.4研究内容 8

第二章 电子垃圾的组成、处理方式调研以及基本性能测试 10

2.1电子垃圾的组成 10

2.1.1电子垃圾的级配组成分析 10

2.1.2电子垃圾的元素组成分析 11

2.2电子垃圾的基本性能测试 13

2.2.1热稳定性 13

2.2.2扫描电镜试验 15

2.2.3傅里叶变换红外光谱分析(FTIR) 17

2.3本章小结 19

第三章 电子垃圾沥青混合料的制备以及性能研究 20

3.1电子垃圾沥青混合料的制备 20

3.1.1原材料性能 20

3.1.2矿料级配设计 21

3.1.3最佳油石比确定 23

3.1.4掺加方式分析 26

3.2电子垃圾沥青混合料的路用性能 28

3.2.1高温性能 28

3.2.2水稳定性 33

3.3本章小结 35

第四章 结论 37

4.1主要研究结论 37

4.2主要研究创新 37

4.3研究的不足以及进一步研究的设想 37

致谢 39

参考文献 40

绪论

1.1问题的提出

随着科学技术的不断发展,电子设备的种类日益丰富,已经深入了人们日常生活的方方面面,给人们带了了巨大的便利。同时,我们亦不可忽视,在巨大的便利之后潜藏的危害:电子设备的更新换代周期也在不断缩短。这意味着大量的电子废弃物(俗称电子垃圾)的不断产生。同时大多电子产品较为精密,损坏、报废的不可避免也让处理电子垃圾的压力不断增大。

图1.1 电子垃圾现状

电子垃圾的组成成分极为复杂,主要由金属、玻璃、树脂纤维、塑料和一些复合材料组成,若是处理得当,大部分成分都可以得到回收利用。部分印刷线路板(PCBs)中甚至含有大量如金、银、铜、钯等贵金属元素,其资源性不可忽略。

同时,堆积成山的电子垃圾对人们的身体健康和自然生态也造成了严重的威胁。根据相关调查,从1994年到2003年全球淘汰的电脑总计达到了5亿台,这5亿台电脑中大约含有塑料2872万吨,镉1363吨和汞287吨,铅718万吨。[1]塑料焚烧时可能会产生大量的有毒气体,即便是是选择填埋处理,由于塑料的结构十分稳定,很难被微生物所降解,会作为污染物长时间存在并不断积累。显示屏中大量含有的铅,会对人体的血液、肾脏造成很大危害。印刷线路板中含有诸如镉、汞、镍等重金属元素,这些元素会对土壤、地下水等资源造成极其严重的污染,甚至进一步影响人们的身体健康。同时,诸如印刷线路板中的含氯的阻燃剂、可吸入的晶状体硅、电池和开关中含有的铬和水银等的不当处理也会对于人体健康、自然环境造成极大的威胁。

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