预处理飞灰与水泥的固化效果研究.pdf

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1、2013年第11期混凝土与水泥制品2013No．1111月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSNovember预处理飞灰与水泥的固化效果研究宋旭艳，韩静云，吕正勇，姜正平，郜志海(1．苏州科技学院土木工程学院，215011；2．上海大学材料科学与工程学院，200072)摘要：以城市垃圾焚烧灰为主要研究对象，采用水、磷酸分别对其进行预处理．对预处理后的飞灰采用水泥进行固化，测定固化体系的凝结时间、净浆抗压强度、无侧限抗压强度等物理力学性能．并检测固化体系的重金属浸出毒性。试验结果表明，固化体系的凝结时间随着水泥掺量的增加而缩短．水泥掺量超过20％时．固化体系的终凝时间能

2、控制在1Oh以内；体系的净浆抗压强度、无侧限抗压强度均随着水泥掺量的增加而增大，其中，各固化体系的无侧限抗压强度值均达到稳定土填埋强度值(1．5MPa)，重金属浸出浓度满足国家毒性浓度危险标准值(5~lOOmg／L)。关键词：垃圾焚烧灰；预处理；固化；无侧限抗压强度；重金属浸出毒性Abstract：MunicipalSolidWasteIncineration(MSWI)Ashwaspretreatedusingwaterorphosphate，then，pretreatedMSWIashwassolidifiedbycement．rhesettingtime．compressivestre

3、ngthofthepaste．unconfinedcompressivestrengthandotherphysicalandmechanicalpropertiesofthesolidificationsystemaswellasitsheavymetalsleachingtoxicityweremeasured．Theresultsshowthatwiththeincreasingofcementcontent．thesettingtimeofsolidificationsystemshorten．andwhenthecementcontentismorethan20％．thefinal

4、settingtimeofthesystemcanbecontrolledwithin10h．Thecompres—sivestrengthofthepasteandunconfinedcompressivestrengthofsolidificationsystemincreasewiththeincreasingofce—mentcontent．Theunconfinedcompressivestrengthofeachsystemcanreachthestablesoillandfillstrengthvaluesr1．5MPa)．Theconcentrationofheavymeta

5、lscanmeetthenationaltoxicconcentrationsriskstandardvalue(5一lOOmg／L)．Keywords：SolidWasteIncinerationAsh；Pretreatment；Solidification；Unconfinedcompressivestrength；Heavymet—alsleachingtoxicity中图分类号：TU52文献标识码：A文章编号：1000—4637(2013)11—86—030前言1原材料垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)是城市生活垃圾在焚烧飞灰为淡灰色干燥粒状粉末，主要化学组焚烧过程中经烟气净化系统收集而得的残

6、余物，含成见表1。由表1可知，SiO：和CaO的含量较高，两有重金属等污染成分[．处理不当会造成重金属迁者之和为51．48％。水泥选用P·II52．5级水泥，密度移。污染地下水、土壤及空气。水泥是最常用的危险3．12g／cm。．比表面积374mZ／kg，化学组成见表2。磷废物固化剂，利用其与垃圾焚烧飞灰混合后形成固酸为市售；聚羧酸盐减水剂由苏州某公司提供。化体，可减少重金属的溶出。此外，磷酸盐、硫酸亚表1原样飞灰的化学组成％铁等常被用作稳定剂，可与重金属反应产生稳定且不溶于水的化合物，将重金属固定。磷酸盐处理方法基于生成不溶性金属磷酸盐，如Pb5(PO)，C1、Cd，(PO)2等；亚铁盐处理

7、方法的主要原理是利用Fe03晶体的生成，将重金属稳定在晶格内l3_。本文以苏州市垃圾焚烧飞灰为主要研究对象。采用水洗、磷酸洗两种预处理方式，以一定掺量的水泥替代预处理2试验飞灰将其固化，进而测定飞灰／水泥复合体系的凝结2．1飞灰的预处理时间、净浆抗压强度和无侧限抗压强度等物理力学用水洗、磷酸洗对焚烧飞灰分别进行预处理。性能，同时测定固化试样的重金属浸出毒性以检验水处理：取一定量原样飞灰于容器中，按水固飞灰稳定