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在龙海熔渣样品中,元素含量由多到少依次是氧、硅、钙、铝、氯、铁、钾、钠等,而铅、汞、镉等有害重金属元素未见。但是,其较高的氯含量应该引起重视。龙海市位于东南沿海,生活垃圾来源多以海产品为主,氯元素可能是由于食盐、海鲜等食物残渣带入。高氯含量可以认为是城市生活垃圾焚烧熔渣的一个主要特征,熔渣中的C1元素大约40%~50%源自垃圾中塑料(主要是PVC)物质的燃烧[6]。
(2)化合物组成
根据元素组成进而推算出各元素的化学存在形式,即化合物组成。经过计算,熔渣中的上述元素主要以氧化物形式存在,占比重较大的依次为SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3,另外含有少量的K2O、Na2O、MgO、SO3及Cl。熔渣的化学组成分析结果详见表9。
表9显示,熔渣中的CaO、MgO、K2O、Na2O等碱性氧化物与SiO2、Al2O3等酸性氧化物含量基本持平,预示着熔渣的化学稳定性较好,活性较差。值得关注的是熔渣中有两种成分含量偏高:一是SO3及Cl含量偏高,在钢筋混凝土中,氯离子容易引起钢筋锈蚀,硫酸根离子则可能导致水泥发生腐蚀,二者均产生体积膨胀,进而导致混凝土保护层开裂、脱落,严重影响混凝土结构的耐久性和使用的安全性,两者含量均偏高,意味着熔渣不能直接应用于混凝土中;二是一价碱金属氧化物含量(K2O、Na2O)亦不低,碱性组分有可能引起碱-骨料反应,同样导致硬化混凝土体积膨胀,乃至开裂。
(3)矿物组成
采用X射线衍射分析方法得到熔渣的矿物组成,如图4所示。
可以看出,熔渣中有较强衍射峰的物质有石英(α-SiO2)、方解石(CaCO3)、石盐(NaCl)、赤铁矿(Fe2O3)及单质硅(Si)等晶体矿物成分。XRD图谱中并未出现像粉煤灰那样比较宽大的衍射特征峰,说明熔渣的结构致密,玻璃化程度偏低,而玻璃化程度决定了材料的活性程度,即活性SiO2含量低。分析结果进一步证实熔渣的化学稳定性高,活性很低或者说基本不具备火山灰活性,说明熔渣并不适合作为水泥的替代材料,比较适合于作为替代骨料使用。
(4)酸碱度
水泥混凝土是一种偏碱性的材料,正因为如此,才能对包裹其中的钢筋起到很好的保护作用。为了确定熔渣是否适合在混凝土中使用,检测了3组熔渣样品的pH值,结果列于表12。
数据显示,熔渣样品的pH值为11.56,是一种偏碱性的材料,对钢筋腐蚀不会造成影响,适合在水泥混凝土中使用。
(5)环境危害性
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