城市生活垃圾焚烧灰渣胶凝活性的初步研究

介绍了利用城市垃圾焚烧底灰和飞灰制备新型辅助性胶凝材料的初步试验研究工作。研究结果表明：焚烧底灰和飞灰均可不同程度地延缓水泥的凝结硬化，但两者都具有一定的胶凝活性；与焚烧底灰相比，焚烧飞灰的活性较好，但在水泥中的掺量不宜过大；与矿渣复合可改县焚烧飞灰的胶凝活性，提高水泥浆体的强度；焚烧飞灰宁的重金属可被固化于水泥水化产物中，不会对环境造成危害，通过一定的技术措施有望将焚烧飞灰开发成一种新型水泥基材料组分应用于建筑工程。     

掺预处理垃圾焚烧飞灰水泥土的抗剪强度和浸出毒性试验研究

对垃圾焚烧飞灰进行水洗和硫酸亚铁预处理,将其掺入水泥固化软土中,通过三轴固结不排水试验和浸出毒性试验研究不同飞灰/水泥配比下所制得试样的抗剪强度和重金属浸出毒性,通过电镜扫描试验分析了掺垃圾焚烧飞灰的水泥土的微观特性,讨论了垃圾焚烧飞灰作为水泥土外掺剂的可行性.试验结果表明:相同水泥掺量下,随着飞灰含量增加,水泥土的抗剪强度增加,致密性和整体性增强.当水泥和飞灰掺量均为10％时,水泥土抗剪强度提高最显著.掺入垃圾焚烧飞灰的水泥土重金属浸出浓度符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007).研究成果可为垃圾焚烧飞灰的工程应用提供理论依据和参数支持.     

垃圾焚烧飞灰早期胶凝活性激发研究

从城市生活垃圾焚烧飞灰在水泥混凝土材料领域中的资源化利用角度出发,采用比强度分析方法试验研究了飞灰的胶凝活性,探讨了化学激发剂对飞灰-水泥复合胶凝体系早期强度的活性激发以及相关的机理。结果表明：飞灰早期胶凝活性较低,尤其当掺量高于20％后,表现十分明显。分别掺入1％～3％的CaSO4,KAl（SO4）2,Al2（SO4）3和Na／SiO3的化学激发剂后,浆体的早期抗压强度明显提高,激发效果显著,但随龄期的延长,激发效果减弱。     

预处理城市生活垃圾焚烧飞灰作水泥混合材的研究

本文参照水泥常用混合材胶凝活性评定方法对比研究了两种预处理飞灰与粉煤灰、矿渣粉的胶凝活性,并研究了预处理飞灰掺入对水泥性能的影响,确定了适宜的单掺和复掺比例。研究结果表明,预处理垃圾焚烧飞灰可以作为水泥混合材,适宜掺量的预处理飞灰对混合水泥早期水化有促进作用;掺加预处理飞灰后,混合水泥的标准稠度用水量增大,凝结时间缩短;预处理飞灰对混合水泥的体积安定性无不良影响;预处理飞灰与粉煤灰、矿渣粉复掺有助于改善粉煤灰、矿渣粉早期活性低的缺点。     

土聚水泥技术在飞灰资源化中的应用

固体废物焚烧处理技术在我国日益得到推广应用,这导致我国垃圾焚烧飞灰产量巨大.垃圾焚烧飞灰中含有浸出毒性较高的重金属,属危险废弃物.但飞灰中含有丰富的活性组分,可以作为合成材料的原料而加以综合利用.飞灰基土聚水泥作为一种新型碱激活胶凝材料,可以大大降低飞灰中重金属的浸出毒性,同时具有较高的抗压强度.本文在介绍土聚水泥聚合机理的基础上,从飞灰预处理、外加硅铝原料的添加、碱激发剂浓度和掺量、水灰比、骨料、养护条件等方面阐述了对飞灰基土聚水泥强度和重金属浸出毒性的影响,最后对飞灰基土聚水泥重金属浸出毒性方面研究提出了建议.     

利用城市垃圾焚烧飞灰开发新型生态水泥混合材料

研究了城市垃圾焚烧飞灰的化学成分及矿物组成，以及掺入水泥后对水泥浆体的凝结时间和力学性能的影响；并借助SEM、XRD和ICP等测试手段对硬化水泥浆体的微观结构、水化产物和重金属的浸出与固化机理进行了研究，探索了将城市垃圾焚烧飞灰开发成新型混合材料的可行性。     

水泥熟料与辅助性胶凝材料优化匹配的基础研究进展(Ⅱ)——化学效应

在分析水泥熟料与辅助性胶凝材料水化程度、填充能力和强度贡献率的基础上,提出了水泥熟料与辅助性胶凝材料优化匹配原则。利用该原则,可在降低水泥熟料用量、提高辅助性胶凝材料(特别是低活性辅助性胶凝材料)掺量的同时,显著改善复合水泥的强度、体积稳定性等性能,实现水泥熟料、矿渣等胶凝材料的高效利用。     

水泥掺量对水泥-垃圾焚烧飞灰固化体性能的影响

引入单位飞灰重金属溶出的浓度与水泥的固化效率参数分析了水泥掺量对垃圾焚烧飞灰固化效果的影响,并提出了一种垃圾焚烧飞灰低成本、安全高效资源化利用的方法。结果表明:10%水泥的掺入可显著降低Pb、Cd的溶出,但是随着水泥掺量增加,固化体强度增大,水泥的固化作用发挥越不充分,固化效率显著降低。且当水泥掺量在40%以上时,水泥掺量的增加反而促进了单位飞灰Pb的溶出,对Pb的固化起反作用。此外,小掺量飞灰的掺入对水泥凝结时间、标准稠度用水量与力学性能均无不利影响,在控制Cl-的含量满足相关标准的前提下,将飞灰作为混合材应用于水泥生产,水泥的工作性能、力学性能及重金属离子的溶出性能均满足相应的要求,可实现飞灰的安全高效资源化利用。     

城市生活垃圾焚烧灰渣作为水泥混合材的试验研究

针对生活垃圾焚烧灰渣的组成和特性,进行了垃圾焚烧灰渣作为水泥混合材的试验研究.结果表明:掺入垃圾焚烧灰渣的水泥,随垃圾焚烧灰渣掺量的增加,水泥凝结时间逐渐延长.标准稠度需水量增加,水泥的强度呈下降趋势;水泥矿物的水化产物能有效固化垃圾焚烧灰渣中的重金属,掺垃圾焚烧灰渣水泥的重金属浸出浓度均低于浸出毒性标准限值.     

利用城市垃圾焚烧飞灰煅烧水泥熟料初探

针对垃圾焚烧飞灰化学组成上的特点,进行了利用垃圾焚烧飞灰烧制水泥熟料的探索研究,通过试验研究了其对水泥生料的易烧性、烧制的水泥熟料的力学性能和水化速率等的影响规律。研究结果表明,垃圾焚烧飞灰可以用作水泥原料从而有效地降低其处置成本,减少其对环境造成的二次污染,硬化水泥浆体水化28d时各重金属浸出量低于鉴别标准规定的指标,是一种有待开发的潜在的水泥原料资源。     

垃圾焚烧飞灰煅烧阿利尼特水泥熟料的形成过程及其水化性能研究

以城市垃圾焚烧飞灰(以下简称焚烧飞灰)为主要原料,在实验室电炉里成功研制了阿利尼特水泥熟料。本文主要研究水泥熟料煅烧形成过程及其水化性能,分析了阿利尼特水泥的适宜石膏掺量、水化放热特征、水化产物及其显微结构。研究结果表明:利用垃圾焚烧飞灰为主要原料可以成功烧制阿利尼特水泥熟料,煅烧过程中首先出现C2S、C12A7和C2S·CaCl2,随后与MgO和CaCl2反应生成阿利尼特;掺加5%二水石膏可以促进阿利尼特水泥水化,较普通硅酸盐水泥更快,阿利尼特水泥可以作为一种早强快硬型水泥使用;阿利尼特水泥主要水化产物除含有硅酸盐水泥中常见的CSH凝胶、棒状AFt和Ca(OH)2晶体外,还含有C3A·CaCl·210H2O晶体。     

免烧结微生物垃圾焚烧飞灰砖的抗压强度研究

针对当前城市垃圾焚烧飞灰(MSWI)处置费用高昂、环境污染严重等问题,提出一种利用微生物矿化原理制备免烧结垃圾焚烧飞灰砖的方法。通过在飞灰砖固结体中加入微生物菌液,利用微生物诱导碳酸盐沉积原理,实现飞灰中重金属的固化和稳定化。本文以垃圾焚烧飞灰、Ca(OH)₂、砂子、微生物菌液为原材料,通过单因素试验,探究了制备微生物飞灰砖最优的飞灰掺量、菌液浓度、营养液中钙离子浓度。试验结果表明,当飞灰掺量为40%(质量分数),菌液OD₆₀₀值为0.60,营养液中钙离子浓度为0.30 mol/L时,飞灰砖力学性能最优。此时规格为100 mm×100 mm×50 mm免烧结微生物飞灰砖的干密度为1 937.40 kg/m³,抗压强度达到33.90 MPa,并且重金属浸出浓度满足限值要求,实现垃圾焚烧飞灰的资源化利用。     

MXene和纳米SiO2对粉煤灰水泥水化性能的影响

本文利用差热分析、X射线衍射、扫描电镜等手段研究了纳米Si O_2和MXene对粉煤灰水泥水化性能的影响。结果表明,单掺纳米Si O_2能够促进粉煤灰水泥早期水化,提高水化开始时的放热速率,并使粉煤灰水泥浆体更加密实;而单掺MXene、复掺纳米Si O_2和MXene对粉煤灰水泥后期水化的促进作用比较明显,能够促进水泥中期强度增长。     

垃圾焚烧飞灰处理技术现状与展望

城市垃圾焚烧飞灰是含有大量重金属和二噁英的危险废物,若不妥善处置,将对人类健康和生活环境造成严重影响。目前常用的垃圾焚烧飞灰处理处置方法,综合分析了其特点和优缺点,并指出飞灰烧制陶粒技术和利用UASB和EGSB装置回收重金属技术可同时实现无害化、减量化和资源化,是飞灰处理技术的发展方向。     

煤矸石对硅酸盐水泥水化历程的影响

从强度、反应程度、孔溶液碱度和SEM等方面,研究了煤矸石作为水泥辅助胶凝材料的水化情况,并与Ⅱ级粉煤灰进行比较。试验结果表明:煤矸石发生火山灰反应时间比粉煤灰早,且发生火山灰反应所需的碱度值比粉煤灰低;掺煤矸石水泥水化样的早期抗压强度比粉煤灰水泥水化样低,但7d到28d强度增长速率明显大于相同掺量的粉煤灰水泥,相同28d抗压强度的条件下,煤矸石掺量比粉煤灰的掺量高10%。     

Degradation of PCDD/Fs in MSWI fly ash using a microwave-assisted hydrothermal process

In this work, microwave treatment was introduced to a hydrothermal treatment process to degrade PCDD/Fs (Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans) in municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash. Three process additives (NaOH, Na₂HPO₄, H₂O), temperatures (150℃, 185℃, 220℃) and reaction times (1 h, 2 h, 3 h) were investigated to identify their effect on the disposal of fly ash samples through orthogonal experiments. High-resolution gas chromatography-mass spectrometry (HRGC/MS) was applied to determine the PCDD/F concentrations in MSWI fly ash. The experimental results revealed that 83.7% of total PCDD/Fs was degraded. Reaction temperature was the most important factor for the degradation of the total PCDD/Fs. Both direct destruction and chlorination reactions (the chlorination degree of PCDFs increased) took part in the degradation of PCDD/Fs in fly ash, which was a new discovery. Several PCDD/F indexes determined by the concentration of indicative congeners were found to quantitatively characterize the dioxin toxicity of the fly ash. Furthermore, heavy metals in the fly ash sample were solidified using microwave-assisted hydrothermal treatment, which provided an experimental basis for the simultaneous disposal of dioxins and heavy metals. Thus, the microwave-assisted hydrothermal process should be considered for the future disposal of MSWI fly ash.     

海水环境下矿物掺合料对硫铝酸盐水泥的水化影响

研究了海水环境下掺入硅灰、粉煤灰、矿渣对硫铝酸盐水泥抗压强度、化学收缩和水化产物的影响规律.结果表明:当硅灰的掺量为2.5%时,水泥浆体的抗压强度比空白组高.矿渣掺量为10%的水泥浆体28 d抗压强度明显超过掺入硅灰和粉煤灰时的强度,60 d强度高于空白组.掺入2.5%硅灰后,水泥浆体的化学收缩增大;在水化早期,粉煤灰和矿渣的火山灰活性很低,导致水泥浆体的化学收缩降低.掺入10%硅灰加快了硫铝酸盐水泥3 d水化反应,钙矾石生成量增多,水泥浆体早期强度比掺其它掺合料有所提高,但体积过快膨胀会破坏其内部结构,对水泥浆体的强度发展不利.