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摘要:
测试、分析了龙海市生活垃圾焚烧熔渣的物理性质和化学性质,探讨利用焚烧熔渣作为混凝土替代骨料的可行性。研究表明:生活垃圾焚烧熔渣的部分理化性质具有细骨料特质,没有放射性和重金属危害。但是,与天然河砂相比,熔渣的颗粒形貌、级配、粒径分布较差,密度小,吸水率高,并且无机盐及碱含
量偏高。熔渣并非理想的细骨料,不宜直接使用,需要对其进行预处理或考虑与天然骨料复配使用。
1引言
随着城镇化的快速推进和人民生产、生活的发展,大量增加的生活垃圾已成为一个严重的社会问题。发达国家的发展历程表明,垃圾焚烧处理及综合利用是实现垃圾减量化、无害化和资源化最有效手段。目前在福州、厦门、漳州等城市,生活垃圾焚烧厂已经运行或正在建设。通过焚烧可使垃圾减量80%~85%,减容约90%,但仍将残留总重约10%~20%的焚烧炉渣。焚烧炉渣是目前排放量最大的垃圾焚烧废渣,但是利用率仅约10%,大部分焚烧炉渣进入填埋场进行填埋处置,这将显著增加城市周边填埋库容的压力,占用大量的土地,二次污染环境。因此,探求生活垃圾焚烧炉渣的综合利用技术仍是一项艰巨的任务[1]-[5]。
与此同时,大规模的城镇化和基础设施建设对于混凝土的需求量稳定增长,制备混凝土所需的砂石骨料及水泥原材料资源日趋紧张。我国许多地区,尤其沿海地区出现了天然河(江)砂资源减少、质量下降、限采或禁采的困境,不得不采用混合砂、机制砂或者淡化海砂。如果能将焚烧炉渣就地建材资源化利用,不仅能够解决环境污染问题,还能够开发出新的混凝土替代原材料。
生活垃圾焚烧炉渣包括飞灰和炉渣。焚烧飞灰是指在烟气净化系统收集而得残余物,属于危险废弃物;而焚烧炉渣是由熔渣、铁和其他金属、陶瓷类碎片、玻璃和一些不燃物及未燃有机物组成的不均匀混合物,约占炉渣总量的80%左右,属于一般固体废物。其中,熔渣约占78%,是焚烧炉渣的主要组分,也是本文研究的重点。作者以福建省龙海市的生活垃圾焚烧熔渣(以下简称熔渣)为研究对象,测试、分析三组不同批次熔渣样品的理化特性,探讨利用熔渣作为混凝土替代骨料的可行性。
2熔渣的理化特性分析
2.1熔渣的物理性质分析
(1)颜色、气味与外观
原状生活垃圾焚烧炉渣由于含有水分,呈黄褐色,风干后为灰色。原状焚烧炉渣的颜色和外观如图1所示,与砂石渣土相似,同时具有比较浓烈的酸涩性气味。除去炉渣中的玻璃、石子、砖块等大块物质即为熔渣。将熔渣置于烘箱中烘干后呈浅灰色,酸涩性气味有所减弱。图2显示,烘干后的熔渣外观类似于粗质草木灰,但质地比草木灰重,颗粒形状不规则,表面粗糙,没有天然砂子那么光滑和接近球形,粉状物质较多。
图1原状焚烧炉渣图2烘干后的焚烧熔渣
(2)粒径分布
通过筛分试验发现,熔渣颗粒粒径集中在4.75mm以下的范围,其中小于0.15mm的粉状颗粒居多,约占33%。从粒径大小判断,熔渣适合作混凝土细骨料,但是粉状物质明显偏多,可能会给其在混凝土中的应用带来负面影响。
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