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生活垃圾焚烧底灰提纯处理及免烧环保砌块的测试研究

王佳磊  
【摘要】:随着垃圾焚烧发电技术的不断普及,底灰的产量持续增加。为了把底灰变废为宝得到充分利用,对其理化性质进行系统了解。未经任何处理的底灰,成分繁杂,伴有刺鼻的气味,且含有部分有毒的重金属元素,不采取必要的无害化处理会给生态环境带来极大的危害。底灰的组分、工程特性与天然砂石具有显著的相似性,其SiO_2的含量基本维持在30%左右,限制了底灰在工程上的应用范围。为提升底灰这一工业废弃物的利用价值,对其进行提纯工艺研究并优化。综合考虑提纯效果以及经济成本,采用“水洗-酸洗-焙烧”流程制备纯化底灰。将纯化底灰、预处理底灰为原料,辅以水泥、砂子和外加剂压制免烧砌块。纯化底灰粒径小于74μm时,研究了原料配比、水胶比、养护条件等对免烧砌块力学性能的影响,探究了免烧砌块的反应机理。结果表明:纯化底灰中所含的长石类矿物减少、有机碳等组分分解,致使形成内能较高的无定形结构。砌块中C-S-H凝胶将水化产物相互胶结形成致密结构,使其力学性能得到提升。在实验室现有的技术条件下,纯化底灰与预处理底灰占总物料60%,水胶比0.2,105℃蒸汽养护14h的工艺下制备的免烧砌块,其性能达到《非烧结垃圾尾矿砖》MU20标准要求。经过纯化的底灰以及水泥的固化作用大大减少了砌块体系中重金属浸出含量。相较于底灰原料对土壤、地下水环境基本不会造成污染。研究掺杂不同稻壳灰(R-RHA、RP-RHA、PR-RHA)对底灰基砌块性能的影响,并分析了影响机理。结果表明:标准养护下,稻壳灰的掺入降低底灰基砌块的早期抗压强度,提升后期强度,PR-RHA强度达到最大值;稻壳灰提高底灰基砌块抗碳化性能,其中PR-RHA改善效果最好;稻壳灰提高底灰基砌块抗氯离子渗透性能,并随其种类R、RP、PR变化,其改善效果愈发显著;稻壳灰增强砌块的耐磨性,但种类的不同并未对其产生显著影响。图[39]表[19]参[50]


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