生活垃圾焚烧炉渣混凝土性能试验研究

以生活垃圾焚烧炉渣、水泥、石灰等为原材料,采用正交试验方法,分析炉渣混凝土的抗压强度和抗折强度,并探讨炉渣粒径、激发剂对炉渣混凝土强度的影响,测试炉渣混凝土的热工性能.研究结果表明:炉渣和水料比是影响混凝土力学性能主要因素,炉渣混凝土最优试验方案可取为水料比0.14％、水泥275 g、粉渣350 g、炉渣1000 g、石灰150 g,炉渣粒径分布对炉渣混凝土的力学性能具有一定影响,采用1.3％ Na2SO4激发剂时,炉渣混凝土的力学性能激发效果最佳,同时,炉渣混凝土具有较好的热工性能.     

生活垃圾焚烧炉渣研究进展

炉渣作为生活垃圾焚烧过程的主要副产物之一,其不仅具有可与道路工程常用天然石料媲美的工程特性,而且具备胶凝材料的水化特性,在道路工程材料与固废资源化领域受到高度关注,并且已逐渐发展成为一种新兴的绿色建筑材料。综述了炉渣的微观形貌与结构、浸出特性及基本性质,表明炉渣作为路面集料的可行性,提出了当前炉渣集料实现大规模应用面临的问题。     

垃圾焚烧炉渣特性研究

用XRD和SEM分别研究了垃圾焚烧炉渣矿物组成和微观形貌;测试了不同掺量时水泥-垃圾焚烧炉渣系统的28 d砂浆强度;测定了垃圾焚烧渣中金属铝含量,研究了其发气特性,并与纯铝粉进行对比。结果显示：垃圾焚烧炉渣的结晶矿物主要有二氧化硅和碳酸钙,颗粒呈不规则状,具有较高的火山灰反应活性;垃圾焚烧炉渣中含有1%金属铝。研究表明：垃圾焚烧炉渣特性与常见的矿物掺和料有较大差异,有可能用于水泥掺和料,也有可利用的金属铝成分。     

垃圾焚烧炉渣混凝土抗压强度试验研究

本文以生活垃圾焚烧发电厂炉渣作为混凝土粗骨料,研究了垃圾炉渣混凝土的破坏形态、抗压强度与垃圾炉渣粗骨料取代率、水灰比、表观密度之间的关系以及抗压强度的发展趋势.通过对比分析,得到如下结论:垃圾炉渣混凝土的破坏形态与普通混凝土相似,针片状物对抗压强度影响较大;不同水灰比时,垃圾炉渣取代率对混凝土抗压强度影响不同; 垃圾炉渣混凝土抗压强度与普通混凝土的抗压强度发展趋势相同;垃圾炉渣混凝土抗压强度与表观密度之间呈线性关系.通过选取最佳的取代率和水灰比可以配制出经济价值较高的C20、C25和C30标号混凝土.     

生活垃圾焚烧炉渣与矿渣双掺制备少熟料砌筑水泥的研究

对生活垃圾焚烧炉渣与矿渣双掺制备的少熟料砌筑水泥的各项物理性能及其制品中重金属溶出的环境安全性进行了研究。结果表明：炉渣掺量越高,砌筑水泥胶砂强度越低;复掺矿渣后,炉渣中的碱离子能激发矿渣的活性,使强度降幅减小;掺入占矿渣掺量9％的水玻璃（固含量为45％,模数为1．6）能有效改善凝结时间,使之达到标准要求;当炉渣掺量为45％,矿渣掺量为44％,水泥掺量为11％时,能在最大限度消耗炉渣、使用矿渣和减少熟料的同时,保证强度达到最佳值;掺炉渣和矿渣的砌筑水泥制品的重金属浸出浓度均低于浸出毒性标准限值,且低于V类地表水标准限值,不会对环境造成污染。     

掺烧生活垃圾焚烧飞灰和炉渣对水泥熟料矿物组成的影响

分别对掺烧20%生活垃圾焚烧炉渣的熟料和掺烧10%生活垃圾焚烧飞灰的熟料进行化学成分分析、相萃取、XRD分析与岩相分析,并与用化学纯试剂配料煅烧的基准样熟料进行对比研究。研究结果发现,受灰渣中较高含量的硫、氯等阴离子的影响,熟料KH值会降低;受灰渣当中微量重金属元素的影响,掺烧灰渣熟料的铁相中有少量C2F存在,并且其C4AF特征峰的d值增大。     

城市生活垃圾焚烧炉渣用于制备无熟料砌筑水泥的探讨

依照GB/T3183—2003砌筑水泥标准规定的试验方法,对以城市生活垃圾焚烧炉渣、矿渣为主要原料制备的无熟料砌筑水泥的各项性能进行了研究。结果表明,城市生活垃圾焚烧炉渣对激发矿渣的活性具有一定作用,以炉渣、矿渣为主要原料,掺入水玻璃作为补充激发剂能制备出性能满足要求的无熟料砌筑水泥。     

水泥工业协同处置城市生活垃圾焚烧炉渣的工业应用

根据前期实验室研究的相关结果,在广州珠江水泥有限公司5000t/d新型干法线上开展了城市生活垃圾焚烧炉渣应用的试生产,对生产工艺、水泥性能、挥发性组分引起的结皮及影响、烟气中有毒有害物质的排放及制品中重金属离子溶出对环境的影响等方面进行了分析。结果表明,炉渣无论是用于生料配料还是用作水泥混合材,其对生产工艺、水泥性能及环境安全性等均影响不大,工业应用效果良好。     

柱淋滤模式下生活垃圾焚烧炉渣中Cu2+和Zn2+浸出规律

垃圾焚烧炉渣是一种活性材料,在其储存、预处理及应用等过程与雨水频繁接触时,炉渣中重金属随着水域环境发生迁移和浸出现象。本研究采用连续柱淋滤试验装置模拟自然降雨,开展了0～5mm和5～10mm焚烧炉渣的动态淋滤毒性浸出分析,重点研究了pH和降雨强度对Cu²⁺和Zn²⁺的浸出影响。结果表明,动态淋滤过程中,淋滤液pH变化对Cu²⁺和Zn²⁺的浸出水平影响显著,且在酸性较强淋滤液作用下Cu²⁺浸出水平比Zn²⁺更强,与Ⅴ类地表水环境浓度限值对比,在整个淋滤时间内Cu²⁺浸出浓度严重超标,在炉渣工程应用时需预防相关的环境风险;原生炉渣粒径大小与重金属浸出水平无直接相关性,但是0～5mm细炉渣中可浸出Zn²⁺含量更高,这与细颗粒物中Zn赋存形态和可溶出态含量较高有关;淋滤强度对重金属浸出水平影响主要反应了动态淋滤过程液固比和水分运移速率情况,当较低淋滤强度时具有低液固比,溶出液中重金属含量较高。     

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。     

垃圾焚烧飞灰熔制微晶玻璃固定化与资源化研究

垃圾焚烧飞灰因含有重金属和二恶英等物质而被列为危险固废。在研究广东省某垃圾焚烧厂产生的飞灰的化学组成和矿物组成的基础上,制备了飞灰基础玻璃和微晶玻璃。通过DSC、XRD、SEM等手段研究了飞灰基础玻璃的晶化特性、微晶玻璃样品的矿物组成和显微结构,并对飞灰样品、水泥固化体及玻璃固化体的浸出毒性进行了对比研究。结果表明:飞灰的主要化学组成为SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3和MgO,它们都是制备玻璃所需的化学成份,外加少量石英砂和添加剂可熔制出性能稳定的基础玻璃和微晶玻璃。基础玻璃的转化温度Tg为700℃,在700℃核化2 h,不同晶化温度下热处理获得微晶玻璃样品。随着晶化温度的升高,部分晶粒明显粗化,且晶体组织变疏松。飞灰微晶玻璃的主晶相为透灰石体系[Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6]。飞灰浸出液中重金属Cd严重超标,水泥固化体和玻璃固化体重金属浸出毒性均符合安全标准,且玻璃固化体浸出毒性较水泥固化体低一个数量级。     

低水胶比粉煤灰混凝土强度与断裂性能

用Ⅱ级粉煤灰与 Ｓ Ｎ－ Ⅱ型高效减水剂复合, 配制了水胶比在 ０．３～０．４ 范围、粉煤灰最大取代水泥量为５０％ 的粉煤灰混凝土, 系统研究了其强度、断裂与变形性能, 通过与高水胶比粉煤灰混凝土的对比, 得到了在低水胶比情况下, 粉煤灰的掺入量、水胶比及水泥品种等因素对粉煤灰混凝土力学性能的影响规律, 并结合微观测试对其内在机理进行了分析。     

The recycling of MSWI bottom ash in silicate based ceramic

The possibility of recycling the Municipal Solid Wastes Incinerated (MSWI) bottom ash by its incorporation in ceramic tiles was investigated. The MSWI bottom ash was introduced both in untreated (previous deironization) and vitrified condition. The sintering of the different products was investigated by determining water absorption and linear shrinkage. To evaluate possible variations due to the presence of different amount of bottom ash, mineralogical and microstructural examinations by quantitative X-ray diffraction and scanning electron microscopy, were performed. While the untreated bottom ash, till an amount of 5 wt%, did not seem to affect the above characteristics of selected materials, the vitrified bottom ash, 5–10 wt%, as strong fluxing agent, promoted the sintering of porcelain stoneware. Leaching results allow to assert that the fired samples are not dangerous.     

垃圾焚烧飞灰中氯离子洗脱及水泥固化研究

以去离子水作为洗脱剂,考察水洗处理工艺对飞灰中可溶性氯离子的洗脱效果,探索出其最佳工艺条件;经上述处理后的飞灰作为水泥混合材,按不同比例添加在水泥中,测定其3 d及28 d抗压强度、微观形貌和晶相分布情况。研究表明,液固比为10时,经水洗可除去飞灰中大部分氯离子;提高液固比还可提高氯的去除量,但影响有限。水洗时间与氯离子的洗脱率无明显相关。飞灰水洗前后作为混合材参与水泥水化过程均会产生明显膨胀和开裂现象,并随着飞灰加入量的增加而明显增加。掺加10%飞灰的试块前期强度与不掺飞灰的相当,但是后期强度明显下降。掺加20%、30%和40%飞灰的试块前期和后期强度均相当,但强度均只有不掺飞灰试块的一半左右。SEM和XRD分析可知,与空白样相比,掺加飞灰后的水泥试块中Ca(OH)2量较少且晶体尺寸小,含有较多未水化的SiO2。     

不同掺量超危垃圾焚烧飞灰重构水淬渣-水泥性能及重金属浸出毒性研究

采用超危垃圾焚烧飞灰(Ultra-risk MSWI fly ash)高温复合熔融矿渣制备重构水淬渣,研究不同掺量重构水淬渣对水泥复合体系性能和重金属浸出毒性的影响.结果表明:当重构水淬渣掺量不高于30％时,其复合水泥体系标准稠度用水量与纯水泥试样相比增加量不高于3.6％,初、终凝延长时间分别不高于5.3％和5.4％,3d和28 d抗压强度降低量分别不高于14.2％和23.1％.随重构水淬渣掺量增加试件的重金属浸出毒性增加量极小,其中重金属Cu的浸出毒性基本不变,随龄期延长各试件的重金属浸出毒性明显降低,且均远远低于固体废物浸出毒性鉴别标准限值,可安全消纳于建材领域.     

磨细循环流化床飞灰对水泥性能的影响

本文用球磨机将循环流化床飞灰磨细,通过测试细度、安定性、需水量比、砂浆流动度、活性指数、胶砂强度等指标,分析粉磨前后飞灰的物理性能变化和对水泥性能的影响。结果表明：随着磨细时间的增加,可有效降低掺入飞灰后水泥的需水量,使流动度提升;粉磨可明显提高飞灰活性,使飞灰自硬性与干缩性能也有所改善;粉磨30 min和50 min的飞灰掺入水泥后均未发现安定性问题;10%飞灰掺量可以使水泥胶砂强度提升,继续增加飞灰掺量则会降低水泥胶砂强度。将循环流化床飞灰磨细可有效改善原状飞灰需水量大、活性低的问题,可作为辅助胶凝材料用于水泥或混凝土中。     

粉煤灰陶粒在处理含铬废水中的应用研究

将粉煤灰、黏土及木炭粉按比例混合,烧制成陶粒,以铬(Ⅲ)质量浓度20 mg/L的水溶液模拟废水为研究对象,利用粉煤灰制备的陶粒吸附处理铬(Ⅲ),测试单位时间水流量、pH值、温度对除铬效果的影响。结果表明当粉煤灰、黏土及木炭粉的比例为85:10:5时陶粒同时具有较好的吸水性和抗压强度,在最佳条件下铬(Ⅲ)去除率可达99%以上。     

离析对湿热地区沥青混合料长期水稳定性的影响

为探究离析对湿热地区沥青混合料长期水稳定性的影响,分别设计了级配离析、温度离析两种模拟方案。通过排水法测试沥青混合料的空隙率,采用浸水马歇尔试验测试沥青混合料的残留稳定度,基于非线性拟合法分析了不同干湿循环周期的沥青混合料残留稳定度数据,得到了各离析状态下沥青混合料水稳定性的衰减曲线及规律。结果表明:随着干湿循环的进行,不同离析类型的沥青混合料的空隙率均会增加,但增幅有限;细集料离析在干湿循环状态下不易出现强度损耗,第10次干湿循环后,残留稳定度为87.8%;而重度离析条件下,第1次干湿循环后残留稳定度仅为79.8%,第10次干湿循环后,残留稳定度下降到67.4%;无论是否有离析,干湿循环的作用效果都存在转折点,即干湿循环前期的作用显著,到达转折点后,作用效果明显放缓;随着离析程度的加重,残留稳定度下降的转折点将逐渐前移,表明其长期水稳定性也越差。     

粉煤灰制备多孔水处理材料的试验研究

针对粉煤灰粒度细小带来的分离困难等问题,研究了一种粉煤灰制备多孔水处理材料的方法。对成型过程中石灰添加量、铝粉添加量、粉煤灰粒度以及搅拌速度等影响因素进行了研究。分别考察了成型试件的吸水率、COD去除率、氨氮去除率、抗压强度、干体积密度以及抗冻性能。结果表明最佳制备条件为：粉煤灰：石灰：石膏：水泥：铝粉：水：十二烷基苯磺酸钠为34．5：10．5：2：4：0．056：35：0．15,粉煤灰、石灰、石膏、水泥粒度为O．075mm,搅拌速度为400r／min。制得的多孔试件各项指标为：于体积密度约为540-590kg／m^3,抗压强度为0．7～0．9MPa,吸水率为70％-80％,COD去除率为22％左右,氨氮去除率为38％左右,冻融后质量损失为2．5％左右,冻后抗压强度为0．5MPa,均达到较优水平,是一种很好的水处理材料。