混凝土与水泥制品
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  • 文章内容

垃圾焚烧飞灰砂浆试验研究

作者:黄 飞,勾密峰,郝晨风,郭 俊    单位:河南理工大学材料科学与工程学院,环境友好型无机材料河南省高校重点实验室培育基地, 焦作 454000

关键词:垃圾焚烧飞灰;砂浆;重金属;资源化

摘  要:随着城市生活垃圾焚烧处理方式的不断推广,焚烧飞灰的产生量也不断增加。由于垃圾焚烧飞灰中富含有害重金属,属于危险废物,必须进行无害化处理。应用常规的工艺方法,用飞灰取代部分水泥制备砌筑砂浆;研究了飞灰对砂浆拌合物稠度、凝结时间等基本性能以及砂浆的力学性能和重金属浸出规律的影响,并进行了微观分析。试验结果表明,虽然飞灰会损失砂浆部分强度,但是砂浆能大幅度地减少重金属的浸出量;水泥对飞灰中重金属的固化效果良好,同时以飞灰作为辅助材料制备砂浆可以作为飞灰资源化利用的有效途径。

0   前言
    随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快以及人民生活水平的提高,城市生活垃圾产生量不断增加,垃圾处理已成为影响城市可持续发展的重要因素之一[1]。城市垃圾焚烧处理技术以其占地面积小,无害化、减量化和资源化效果较好等特点,在我国正受到越来越多的关注,并逐步推广实施。垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)是城市生活垃圾经焚烧处理后,在烟气净化装置中收集得到的残留物,其中含有高浸出浓度的重金属以及高毒性的二噁英等,属于危险固体废弃物。随着垃圾焚烧技术的推广,飞灰的产生量日益庞大,环境保护部门要求在对其进行最终处置之前必须先经过有效处理。现今各国对飞灰的处置方法主要采用水泥固化后直接填埋的方式,但这种固化填埋方式不仅占用大量土地资源,而且飞灰中的有害重金属和有机物会渗入到土壤和地下水中,对土壤和地下水产生污染[2]。国内外一些学者[3-10],将飞灰用于水泥和混凝土的制备进行了试验研究。研究结果表明,适当掺入垃圾焚烧飞灰可用于制备水泥和不同强度等级的混凝土,并且可获得良好的工作性能,取得了一定的经济和社会价值;同时适当飞灰掺量的水泥和混凝土,其重金属浸出量均未超过相关国家标准,并不会影响使用环境的安全。因此,可以初步认为,垃圾焚烧飞灰作为辅助材料制备水泥和混凝土是安全可行的。考虑到水泥能够固化部分重金属,如果能将飞灰以适当的掺量应用于普通建筑用砂浆的配制,将其应用于砂浆的生产中,变废为宝,既缓解了垃圾对环境的压力,又实现了建材产业循环、低碳、可持续发展,具有良好的经济和社会意义。
    本文以郑州某垃圾焚烧发电厂生产的垃圾焚烧飞灰为研究对象,研究了垃圾焚烧飞灰的物理化学性质;在此基础上,研究适当掺量的飞灰代替等质量水泥制备砂浆,对制备的砂浆进行工作性能、力学性能、微观形貌及重金属浸出量的试验研究。

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