掺生活垃圾焚烧炉渣的碱矿渣加气混凝土砌块的研究与应用

发布时间：2020-09-22 13:09

　　每年通过焚烧生活垃圾产生的大量生活垃圾焚烧炉渣,不仅占用耕地,而且污染环境。如果将其应用于普通水泥-石灰-砂加气混凝土砌块(PT砌块)或碱矿渣加气混凝土砌块(JKZ砌块)中,不但可以降低材料成本,而且能够消耗这种固废、保护环境。目前的研究主要将生活垃圾焚烧炉渣作为非活性矿物掺合料。本文将生活垃圾焚烧炉渣分为颗粒状炉渣和粉状炉渣,分别将其作为作为细骨料和活性矿物掺合料用于PT砌块和JKZ砌块,可挖掘出其更高的价值。通过小模试验(100 mm× 1 00 mm× 1 00 mm),确定生活垃圾焚烧炉渣对PT砌块和JKZ砌块基本性能(浆体扩展度t、浆体体积膨胀率w、浇筑稳定性、干密度ρ、抗压强度fc等)的影响,并结合XRD、ESEM-EDS、孔结构结果进行微观机理分析,解释宏观数据。并选择小模试验的最优配合比进行中试。研究结果如下:1、随着颗粒状炉渣对河砂取代率的增大,PT砌块的t增大,ρ先降低后增大,w、fc先增大后减小。颗粒状炉渣比河砂活性高,且其取代率过大对孔结构不利,因此颗粒状炉渣对河砂取代率为20%,fc入最高。JKZ砌块具有相同的规律。2、随着粉状炉渣对普通硅酸盐水泥取代率的增大,PT砌块的t,w减小,ρ增大。虽然粉状炉渣的活性较低,但其对孔结构有优化作用,所以当粉状炉渣分别对普通硅酸盐水泥和碱矿渣水泥中的矿渣取代率不大于10%和20%时,PT砌块和JKZ砌块fc不降低;当进一步增加其取代率时,粉状炉渣活性较低起主导作用,所以PT砌块和JKZ砌块fc降低。JKZ砌块其他规律同PT砌块。3、由于掺生活垃圾焚烧炉渣的PT砌块水化产物中没有沸石和硬硅钙石,而掺生活垃圾焚烧炉渣的JKZ砌块的主要水化产物有水化硅酸钙凝胶、托勃莫来石、水榴石、单硫型水化硫铝酸钙、硬硅钙石、沸石等,它们紧密地覆盖在骨料表面,相互穿插,其水化产物结晶程度更高,结构更致密,平均孔径更小,孔隙率更高,孔结构分布更合理,因此掺生活垃圾焚烧炉渣的JKZ砌块具有更高的抗压强度。4、选取掺生活垃圾焚烧炉渣的PT砌块和JKZ砌块的最优配合比进行中试,在原生产工艺基本不变的情况下,将扩展度控制在24 cm～26 cm,可以分别制得fc 为 4.72 MPa 和 5.66 MPa,ρ为 630 kg/m3 和 625 kg/m3 的 PT 和 JKZ 砌块。生活垃圾焚烧炉渣掺入使材料成本较原PT和JKZ砌块分别节约23.2和19.4元。
【学位单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU522.3
【部分图文】：

实心砖,生活垃圾焚烧炉

逑盐水泥＝４：邋２：邋１通过压制成型的方式（压力２０邋ＭＰａ，加压时间２０邋ｓ，其中停留逡逑时间４？５邋ｓ）制作实心砖。但是在养护过程中会出现开裂现象（如图１－１）。由于逡逑开裂，因此出现大量废转，耗费大量人力物力。由子生活垃圾中含有大量＇的铝质逡逑材料，在垃圾焚烧发电之后仍然以单质铝（外表包含一层Ａ１２０３薄膜）的形式存逡逑在，在制砖过程中由于水泥的碱性环境，导致单质铝发生化学反应形成Ｈ２，导逡逑致膨胀开裂。生活垃圾焚烧炉渣承包商在与福州大学合作之后才了解到了膨胀开逡逑裂的原因，遂购买了可以去除常见金属成分的机器进行除Ａ１，开裂情况得到改逡逑善。但是生活垃圾焚烧炉渣制砖还是存在强度过低、成本偏高、消耗量过小的关逡逑键性问题。故为生活垃圾焚烧炉渣寻找新的建筑资源化利用途径势在必行。逡逑华南理工大学的杨媛，吴清仁，曹旗，．吴启坚［７６］进行了利用生活垃圾焚烧炉逡逑渣制备免烧实心砖的研宄。将取自广州李坑生活垃圾焚烧发电厂的生活垃圾焚烧逡逑炉渣作为激发对象，探讨不同激发剂对生活垃圾焚烧炉渣免烧砖性能的影响，同逡逑时对最优配方制作出来的生活垃圾焚烧炉渣免烧砖进行安全性检测。当生活垃圾逡逑焚烧炉渣为原材料的６０％、Ｎａ２Ｓｉ0４为原材料的４．５％时，２８天抗压强度可以达逡逑到１８．５６ＭＰａ

石灰,碱度系数,矿渣,主要化学成分

逦７．６７逡逑＿＿逡逑图２－１石灰逦图２－２普通硅酸盐水泥逡逑２．邋２．邋３矿渣逡逑本课题所用矿渣由泰宇混凝土厂提供，Ｓ９５级别，其实物见图２－３，平均粒逡逑径为］５．７０５邋ｕｍ。主要化学成分见表２－５，矿渣的碱度系数Ｍ0、质量系数Ｍｋｃ、逡逑活性系数Ｍａ分别根据式（２－０、（２－２）、（２－３）计算丨８４］，结果为Ｍ0邋＝１．０６，邋Ｍｋｃ＝１．８０，逡逑Ｍａ＝０．４１。式中0＾。代表ＣａＯ的含量，其余与此一致。逡逑逦表２－５矿渣主要化学成分逦逡逑氧化物逦Ｓｉ0２逦ＣａＯ逦ＡＩ２Ｏ３逦ＭｇＯ逦Ｔ１Ｏ２逦ＭｎＯ逡逑含量（％）逦３２．８５逦３７．４４逦＾０３逦１０７６逦Ｚ１５逦０．３７逡逑（１）碱度系数逡逑Ｍ0＝＾ＣａＯ＋Ｃ0Ｍｇ0逦（２－１）逡逑＾ＳｉＯ，邋■＊＂邋＾／２０３逡逑１４逡逑

普通硅酸盐水泥,碱度系数,矿渣,主要化学成分

逦２．５６逦７．６７逡逑＿＿逡逑图２－１石灰逦图２－２普通硅酸盐水泥逡逑２．邋２．邋３矿渣逡逑本课题所用矿渣由泰宇混凝土厂提供，Ｓ９５级别，其实物见图２－３，平均粒逡逑径为］５．７０５邋ｕｍ。主要化学成分见表２－５，矿渣的碱度系数Ｍ0、质量系数Ｍｋｃ、逡逑活性系数Ｍａ分别根据式（２－０、（２－２）、（２－３）计算丨８４］，结果为Ｍ0邋＝１．０６，邋Ｍｋｃ＝１．８０，逡逑Ｍａ＝０．４１。式中0＾。代表ＣａＯ的含量，其余与此一致。逡逑逦表２－５矿渣主要化学成分逦逡逑氧化物逦Ｓｉ0２逦ＣａＯ逦ＡＩ２Ｏ３逦ＭｇＯ逦Ｔ１Ｏ２逦ＭｎＯ逡逑含量（％）逦３２．８５逦３７．４４逦＾０３逦１０７６逦Ｚ１５逦０．３７逡逑（１）碱度系数逡逑Ｍ0＝＾ＣａＯ＋Ｃ0Ｍｇ0逦（２－１）逡逑＾ＳｉＯ，邋■＊＂邋＾／２０３逡逑１４逡逑

【相似文献】