混合材對MSWI制CSA水泥性能的影響

摘要：

以城市垃圾焚燒飛灰（MSWI）為主要原料，在實驗室成功燒制了硫鋁酸鈣（CSA）水泥熟料。研究了單摻或復摻不同種類、不同摻量的混合材后，CSA水泥的力學性能和水化性能。結果表明：石灰石粉（LI）/礦渣粉（SL）在CSA水泥中較為適用，而粉煤灰（FA）/MSWI的活性較差；單摻4種混合材均對CSA水泥早期強度產生不利影響；單摻LI/SL對后期強度發展有益；復摻混合材較單摻效果好，尤其是試樣10%LI+10%SL、10%LI+10%MSWI和5%LI+15%SL。

關鍵詞：

城市垃圾焚燒飛灰（MSWI）；硫鋁酸鈣（CSA）水泥；混合材；抗壓強度

中圖分類號：

TQ172

文獻標志碼：A

文章編號：16744764（2014）04008705

低能耗、低排放的水泥是水泥混凝土工業可持續性發展的研究方向，同時水泥工業也是固體廢棄物的重要消納行業。硫鋁酸鹽水泥因其煅燒溫度低、強度發展快、抵抗海水及鹽環境侵蝕能力強成為研究熱點。

城市垃圾焚燒處置具有減容減量化效果好、無害化程度高以及資源、能源再利用等優點，在垃圾處置技術中所占的比重迅速增加[1]。與此同時，也產生了相當于原城市垃圾質量2%～5%的城市垃圾焚燒飛灰（MSWI）[2]。MSWI飛灰中含有大量的重金屬、含氯有機物、硫化物、二噁英等多種有毒有害成分，必須妥善處置。MSWI飛灰的無害化處置對于城市垃圾焚燒技術在中國的推廣應用具有重要意義[3]。目前，對MSWI飛灰的處置主要著重于無害化處置后再進行填埋，而對其資源化利用方面的研究還較少。大量研究[48]表明，MSWI飛灰具有一定的膠凝性， 其主要化學成分屬CaOSiO2SO3Al2O3體系。因此，MSWI飛灰具有一定的資源化利用潛力。成功地利用MSWI飛灰代替部分水泥生產原料進行配料，在設計率值條件下燒成了以硫鋁酸鈣相和硅酸二鈣為主要礦物的硫鋁酸鈣水泥熟料[912]。

進一步對MSWI飛灰研制的硫鋁酸鈣（CSA）水泥進行組分優化設計，研究單摻及復摻不同種類、不同摻量的混合材后，CSA水泥的力學性能和水化性能，從而確定適宜于MSWI飛灰制CAS水泥的適宜混合材及其摻入方式。

1原材料與試驗方法