水洗城市生活垃圾焚烧飞灰作为水泥混合材的试验研究-第2页-北极星大气网

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2.3粉磨时间对水泥力学性能的影响

不同PW-MSWI比表面积下混合水泥的强度试验结果见图2，图2中各试样的配比见表3。

垃圾焚烧飞灰

图2不同比表面积下的PW-MSWI与水泥力学性能的关系

表3不同PW-MSWI比表面积下混合水泥的配比%

垃圾焚烧飞灰

注：字母A后的3、5、10、15和20表示PW-MSWI掺量为3%、5%、10%、15%和20%;1，2，3代表比表面积为357m2/kg、477m2/kg和562 m2/kg。

通过图2可看出，随着PW-MSWI掺量的增加，试样各龄期的抗折强度均在减小。当PW-MSWI的掺量不高于10%时，试样28d抗压强度变化不大，3d和7d抗压强度均有不同程度的提高。而当掺量继续增加时，水泥各龄期抗压强度开始降低，但在20%以内时，其强度值达到基准的70%以上。以比表面积为562m2/kg的PW-MSWI为例，当其掺量为15%和20%时，水泥28d抗压强度仍可达到基准试样85%左右。

对在同一掺量下，不同比表面积PW-MSWI对水泥强度的影响进行分析，得出PW-MSWI的比表面积对水泥的早期及后期强度均有一定影响，其中以28d抗压强度最为显著。在掺量不高于10%时，其比表面积对强度的影响效果并不突出，而当掺量大于10%时，比表面积的影响效果逐渐明显。在掺量为15%时，掺入比表面积为562m2/kg的PW-MSWI相比掺入477m2/kg 和357m2/kg的PW-MSWI水泥28d抗压强度分别提高了4.18%和8.95%;当掺量为20%时提高的更多，分别达到了6.27%和12.1%。因此，宜采用粉磨时间为10min左右的PW-MSWI(比表面积562 m2/kg)作为水泥混合材。

2.4PW-MSWI对水泥物理性能的影响

对PW-MSWI(比表面积为562m2/kg)不同掺量下，采取单独粉磨方式的混合水泥进行标准稠度用水量、凝结时间以及安定性的测试。测试结果见表4。

表4 PW-MSWI对水泥物理性能的影响

表4结果表明，随着PW-MSWI掺量的增加，混合水泥的标准稠度用水量呈现上升趋势;在此掺量范围内，对水泥凝结时间的影响不明显且对水泥的体积安定性无不良影响。

2.5PW-MSWI与其他混合材复合对水泥力学性能的影响

选取比表面积为562m2/kg的PW-MSWI，将各原料按照配合比混合均匀后制备成复合水泥。试验结果见表5。

表5PW-MSWI与其他混合材复合对水泥强度的影响

注：A——PW-MSWI, F——粉煤灰, S——矿渣粉;1、4和5——掺量为10%、40%和50%。

从表5可以看出，PW-MSWI取代10%粉煤灰的复合水泥试样，其3d、7d及28d强度较单掺粉煤灰的试样有一定提高。而PW-MSWI取代10%的矿渣，虽然水泥后期强度变化不大，但其3d和7d强度明显增加。从强度发展趋势看，适量的PW-MSWI应用于粉煤灰水泥时，对粉煤灰水泥各个龄期的强度有一定提高;而用于矿渣水泥时，可极大地提高矿渣水泥的早期强度。

2.6PW-MSWI用于水泥混合材的环境安全性研究

选取5%、10%和15%的PW-MSWI与相应量的基准水泥制成水泥净浆(养护28d)，做重金属的浸出试验，以乙酸溶液对试块进行浸提，浸出液中的重金属元素的测定结果见表6。

表6混合水泥中重金属浸出浓度mg/L

注:ND表示所测金属含量低于仪器检测下限而未检测出;Y1、Y2和Y3——PW-MSWI掺量为5%、10%和15%。

从表6可以看出，各重金属的浸出浓度都远低于浸出毒性标准限值，因此PW-MSWI作为水泥混合材使用时，环境安全性良好。

3结论

1)PW-MSWI中的SO3和Cl-含量较水洗前的垃圾焚烧飞灰有大幅度降低，且其具有一定的胶凝活性，作为水泥混合材是可行的。

2)在试验掺量范围内，综合分析水泥的力学性能及粉磨能耗，得出宜采用单独粉磨后混合的工艺将PW-MSWI用作水泥混合材。通过对单掺工艺下，不同比表面积、不同掺量PW-MSWI的水泥力学性能进行分析，可知在比表面积为562m2/kg左右(粉磨时间10min左右)的PW-MSWI最适宜。随着PW-MSWI掺量的增大，混合水泥的标准稠度用水量增大，凝结时间变化不明显，对水泥的体积安定性无不良影响。

3)PW-MSWI分别与粉煤灰和矿渣粉复掺有助于提高粉煤灰水泥各个龄期的强度及矿渣水泥的早期强度。

4)PW-MSWI用作水泥混合材，其浸出液中的重金属浓度低于浸出毒性标准限值，环境安全性良好。

原标题：水洗城市生活垃圾焚烧飞灰作为水泥混合材的试验研究

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