城市再生熔渣在混凝土中的应用研究

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1、城市再生熔渣在混凝土中的应用研究绪论课题研究背景及意义近年来，随着我国基础设施建设的不断增长，我国每年混凝土和水泥的需求量也R益增加，特别是2008年以来，宏观经济调控以及诸如三峡工程、奥运工程、南水北调、高速铁路项目等一系列国家重点项目的开工，为混凝土和水泥行业的发展提供了契机。据国家统计局最新公布的统计数据显示，在过去的2013年我国水泥总产量达到了24.1亿吨，同比增长近10%。据英国《InternationalCementRevieentReport》的报告显示，2010年中国水泥消耗量为18.51亿吨，相当于世界第三大消费国美国水泥消耗量（6900万吨）的30多倍。同时，伴

2、随着水泥的生产以及使用过程带来了诸如矿石资源、能源的消耗，以及对大气和环境造成的污染等问题，已经成为全世界业内外人士关注的焦点；根据《中国统计年鉴2007年》报道，我国水泥行业造成的碳排放占我国全社会碳排放的20%左右，可以说水泥工业对于我国节能减排和发展循环经济具有战略性意义；随着建筑工程装配化程度的不断提高，水泥在工程造价成本中所占的比重不断增大，据统计，作为主要建筑材料的水泥，其成本可以占到混凝土成本比重的50%以上。由此可见，减少水泥的绝对用量对于降低工程成本方面的潜力巨大。国际国内的大环境下的种种因素都激励着科研人员进行水泥生产工艺技术层面的革新或者寻找合适的水泥替代物的探

3、索。由于人口的快速增长、城市化进程的不断加快以及城市规模的不断扩大，城市固体生活垃圾的增长十分迅速，同时，以消费为主导的现代社会每年也产生大量的的生活垃圾。据统计，我国每年城市人均固体生活垃圾的产量可以达到为500Kg，中国每年城市固体生活垃圾的产量超过3亿吨，约占全世界城市固体生活垃圾总量的1/3，全国每年因垃圾造成的经济损失高达300亿元[1]。与此同时，我国城市生活垃圾的产量仍以每年8%-11.5%的速度增长，超过欧洲和北美地区6%~10%的增长速度。目前全国有1/3以上的城市被垃圾包围，全国城市垃圾堆存累计侵占土地75万亩，超过1/4的城市没有合适的垃圾堆放场所[3]。垃圾问

4、题己经成为困扰我国经济发展和影响国民生存环境的重大问题之一。再生熔逢在混凝土中的应用鉴于无害化处理面临的技术难度较大、费用较高以及环境污染、资匿乏源等问题的压力，研究人员开始使用特定的安全处理技术，结合化学分析方法尝试在混凝土中利用城市再生溶渣的可行性，随着研究的不断深入，再生溶澄在混凝土的应用越来越引起了世界各国的关注。Chimenos等通过识别再生溶澄主要的组成材料研究了粒径大于1毫米的城市再生培渣的特性。研究发现4-25毫米粒径的部分大约占城市再生溶澄总重量的50%，城市再生溶渣可以作为次要的建筑材料，而且研究这个粒径范围的城市再生溶渔不但可以评价城市再生溶渔的可行性，而且还可

5、以同时考虑对环境的危害以及其主要成分回收的可能。焦宝祥和李玉华将再生溶澄蹄分后得到两种不同粒径的无机澄，将这两种无机渣分别取代混凝土的组集料和细集料，研究发现，当再生溶渣全部取代混凝土的粗集料和细集料时，28天后混凝土的抗压强度仅为6.8MPa;而当无机澄仅全部替代粗骨料时，混凝土28天的抗压强度可以达到17.8MPa，说明较粗的再生溶澄作为混凝土粗集料有一定的应用价值；对于无机渣仅取代混凝土中的砂的情况，当无机渣取代率为20%时，混凝土7天的抗压强度比基准混凝土高6%,且28天的强度几乎没有变化，当无机渣的取代率为50%时，抗压强度比基准混凝土降低了24.5%，用无机渣部分取代砂配

6、制混凝土可以生产混凝土路面砖或混凝土空心砌块，具有较好的应用价值[14]。第一章原材料试验及配合比研究1.1.原材料性能本研究中所采用的水泥为42.5R普通娃酸盐水泥，将收集的城市再生溶渣进行充分的研磨并蹄滤使其满足细度要求后替代水泥，细集料采用天然河砂。为了改善再生溶渔混凝土的工作性能，掺入适量的高效减水剂。试验所用的标准砂为厦门艾斯欧标准砂有限公司生产，标准砂的相关物理特性根据GB/T178-77《水泥强度试验用标准砂》129]规范进行测试，表1.3和1.4中分别列出了的为标准砂物理特性指标和筛分结果，标准砂对应的的粒径分布如图1.1所示。本研究所使用的城市再生溶渔来自大连泰达环

7、保有限公司，该公司每天可以处理约1500吨生活垃圾，年处理生活垃圾约55万吨，年发电量可以达到1.9亿度，满足5万户居民一年的用电需求。焚烧后的烟气采用机械旋转喷雾干燥塔+活性炭吸附+布袋除尘工艺，避免了高温条件下二嗎英的逃逸，污染物排放全部达到并严于国家标准，达到殴盟二号标准要求，其中二嗎英指标达到殴盟2000标准限值。再生溶渣水萍火后自然放置超过2个月，每天从该公司不同位置处的再生溶澄堆中随机收集约20公斤样品，采样周期持续一个月。由于湿磨后的再生溶渣