雙摻再生細(xì)粉和濕排粉煤灰制備建筑再生膩?zhàn)拥难芯?/h1>
2017-08-08 03:01:22吳燦鑫李少強(qiáng)曾曉鎮(zhèn)深圳廣田集團(tuán)股份有限公司深圳518001
中國建材科技 2017年3期 關(guān)鍵詞：建筑
吳燦鑫 李少強(qiáng) 曾曉鎮(zhèn)（深圳廣田集團(tuán)股份有限公司，深圳 518001）
雙摻再生細(xì)粉和濕排粉煤灰制備建筑再生膩?zhàn)拥难芯?/p>
吳燦鑫 李少強(qiáng) 曾曉鎮(zhèn)（深圳廣田集團(tuán)股份有限公司，深圳 518001）
本研究以建筑垃圾破碎篩分產(chǎn)生的再生細(xì)粉料和電廠濕排粉煤灰為主要原料，通過對(duì)比兩者不同摻量下再生膩?zhàn)拥母杀碛^密度、粘結(jié)強(qiáng)度和耐水性能，優(yōu)選出一種施工性能優(yōu)異、固廢利用率高的建筑再生膩?zhàn)印?/p>
固體廢棄物；再生細(xì)粉；濕排粉煤灰；固廢利用；再生膩?zhàn)?/p>
國家政策的推動(dòng)下，許多企業(yè)已開始對(duì)建筑垃圾的資源化利用展開深入研究，其大部分是將建筑垃圾進(jìn)行破碎篩分，分選出再生粗骨料和再生細(xì)骨料部分替代天然砂石使用。然而在建筑垃圾破碎的過程中產(chǎn)生大量的微細(xì)粉無法處理，建筑再生細(xì)粉的大量累積將導(dǎo)致嚴(yán)重的粉塵污染，使建筑垃圾的處理面臨“利廢造廢”的尷尬境地。
過去幾十年我國火力電廠大部分采用成本低廉、工藝簡單的濕法排灰，數(shù)以億計(jì)的濕排粉煤灰儲(chǔ)存在灰池中。雖然近些年干法排灰快速發(fā)展，干排粉煤灰作為一種優(yōu)質(zhì)的混凝土摻合料得到廣泛的應(yīng)用，但是前期大量堆積的濕排粉煤灰由于化學(xué)活性低、含水率高和均勻性差等問題[1,2]，目前依舊無人問津，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，如何大規(guī)模有效地利用濕排粉煤灰是當(dāng)前亟需解決的問題。
本研究以建筑再生細(xì)粉和濕排粉煤灰為主要填料，以一定量的水泥和活性粉煤灰為膠凝材料，添加以復(fù)合助劑，充分混合后制備建筑再生膩?zhàn)印Ｔ摻ㄖ偕佔(zhàn)硬坏辰Y(jié)強(qiáng)度高，不易開裂，性能優(yōu)異，而且固廢綜合利用率可高達(dá)80%以上，成本低廉，有效減輕環(huán)境壓力。
1 原材料與試驗(yàn)方法
1.1 原材料
1.1.1 膠凝材料
水泥：海螺牌P·O42.5普通硅酸鹽水泥
表1 水泥的性能指標(biāo)
表2 粉煤灰的檢驗(yàn)指標(biāo)
1.1.2 固廢填料
再生細(xì)粉：本研究所用建筑垃圾再生細(xì)粉料是建筑垃圾破碎篩分過程中集塵所得，篩分成0.075mm粒徑。再生細(xì)粉化學(xué)成分分析與水泥相類似，可以作為摻合料使用。
表3 再生細(xì)粉料化學(xué)成分（%）
濕排粉煤灰：山西朔州神頭二電廠生產(chǎn)的濕排粉煤灰。由于灰池中雜質(zhì)較多，故作簡單篩分處理，篩分成0.075mm粒徑。
表4 濕排粉煤灰化學(xué)成分（%）
表5 復(fù)合助劑組成成分（%）
濕排粉煤灰的Fe2O3含量及燒失量都較高，燒失量大反映了粉煤灰含碳量多[3]，導(dǎo)致其火山灰活性較低，不適宜作為水泥摻合料，對(duì)材料后期強(qiáng)度增加有限，但濕排粉煤灰粒徑相對(duì)均勻細(xì)小，故本研究作為膩?zhàn)犹盍鲜褂谩?/p>
1.1.3 復(fù)合助劑
復(fù)合助劑由一定重量份的抗菌防霉助劑、可分散乳膠粉、纖維素醚和木質(zhì)纖維混合而成。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 建筑再生膩?zhàn)拥幕九浞?/p>
以濕排粉煤灰為主要填料，通過正交試驗(yàn)對(duì)比分析，確定再生膩?zhàn)拥淖罴鸦九浞饺绫?所示。
表6 建筑再生膩?zhàn)拥幕九浞?/p>
1.2.2 施工方法
按上述配比稱取所述建筑再生膩?zhàn)影雌渲亓康?0%-50%加水稀釋，機(jī)械或手工攪拌直至混合均勻，達(dá)到合適機(jī)械噴涂或手工施工的常規(guī)經(jīng)驗(yàn)粘度，即可用噴槍噴涂、輥涂或批刮施工。施工基層要求清理干凈，無浮灰或油污。
1.2.3 試驗(yàn)方法
本研究以再生細(xì)粉部分替代濕排粉煤灰，優(yōu)選出再生細(xì)粉和濕排粉煤灰的最優(yōu)雙摻配比。測試了建筑再生膩?zhàn)拥母杀碛^密度、耐水性和粘結(jié)強(qiáng)度。具體實(shí)驗(yàn)操作參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T 298-2010《建筑室內(nèi)用膩?zhàn)印穂4]的檢測方法進(jìn)行。
圖1 再生細(xì)粉摻量變化對(duì)再生膩?zhàn)痈杀碛^密度及粘結(jié)強(qiáng)度的影響
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1 雙摻再生細(xì)粉和濕排粉煤灰
控制固廢填料的總量保持不變，再生細(xì)粉的摻量分別按0、30%、50%、70%、100%五種比例替代濕排粉煤灰。分析再生膩?zhàn)悠涓杀碛^密度和粘結(jié)強(qiáng)度的變化趨勢。
由圖1可知，隨著再生細(xì)粉摻量的增加和濕排粉煤灰摻量的減少，再生膩?zhàn)拥母杀碛^密以及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的粘結(jié)強(qiáng)度都呈現(xiàn)出先增后減的變化規(guī)律，并且兩者在摻量為50%的情況下，干表觀密度和粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到最高值。再生膩?zhàn)?h無開裂掉粉現(xiàn)象，耐水性效果優(yōu)異，均達(dá)到耐水性膩?zhàn)拥臉?biāo)準(zhǔn)。
2.2 機(jī)理分析
分析其原因，濕排粉煤灰成分復(fù)雜，微觀狀態(tài)下含有大量多為海綿狀多孔體或沒燒透的碳粒[5]，作為摻合料會(huì)增加膩?zhàn)拥目紫堵剩档蛷?qiáng)度。再生細(xì)粉部分替換濕排粉煤灰，不但降低了原來的孔隙率，而且兩者間達(dá)到較優(yōu)粒徑級(jí)配，因此表觀密度增加；當(dāng)再生細(xì)粉摻量超過50%之后，級(jí)配效果下降導(dǎo)致表觀密度緩慢下降。濕排粉煤灰雖然活性不高，但仍具有部分火山灰活性；而再生細(xì)粉為廢棄混凝土或廢棄磚塊破碎而成，具有類似水泥的成分，因此再生細(xì)粉與濕排粉煤灰相互作用，生成類似水泥水化的C-S-H凝膠，提高再生膩?zhàn)拥恼辰Y(jié)強(qiáng)度。隨著再生細(xì)粉摻量的增加，火山灰反應(yīng)逐漸增強(qiáng)，粘結(jié)強(qiáng)度增加；當(dāng)再生細(xì)粉摻量超過50%以后，火山灰反應(yīng)程度降低，粘結(jié)強(qiáng)度下降。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，當(dāng)再生細(xì)粉和濕排粉煤灰摻量為1:1時(shí)，再生膩?zhàn)拥母杀碛^密度及粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到最優(yōu)值。
再生膩?zhàn)铀砑拥膹?fù)合助劑中，木質(zhì)纖維能有效增加材料韌性，防止開裂的產(chǎn)生；可分散乳膠粉能顯著改善粘結(jié)強(qiáng)度及耐水性耐。加上固廢填料固有的火山灰活性，再生膩?zhàn)拥哪退阅軆?yōu)異，有效避免傳統(tǒng)膩?zhàn)拥拈_裂、掉粉現(xiàn)象。
表7 再生細(xì)粉-濕排粉煤灰雙摻實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3 結(jié) 語
由于再生膩?zhàn)雍写罅吭偕?xì)粉或濕排粉煤灰，而再生細(xì)粉和濕排粉煤灰兼具有部分火山灰活性，因此膩?zhàn)幽退詢?yōu)異，粘結(jié)強(qiáng)度高，并且不易開裂和脫落，使用壽命長。同時(shí)復(fù)合助劑中添加了抗菌防霉助劑，能有效抑菌、殺菌，使膩?zhàn)泳哂泻芨叩陌踩院烷L效性。
建筑再生膩?zhàn)硬捎脻衽欧勖夯液徒ㄖ偕?xì)粉為主要填料，加上活性粉煤灰作為膠凝材料，固體廢棄物的資源化利用率高達(dá)80%以上，到達(dá)國內(nèi)乃至國際領(lǐng)先水平，是真正有效解決固廢污染的的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
將固體廢棄物制備成建筑再生膩?zhàn)樱柚罹唧w量和最具容量的建筑裝飾裝修工程消化傳統(tǒng)建筑垃圾處理工藝無法利用的細(xì)粉料和失活粉煤灰，實(shí)現(xiàn)固體廢棄物真正意義上的低碳全利用，真正有效解決固廢污染的重大難題。
[1]鄢朝勇．低等級(jí)濕排粉煤灰在中低強(qiáng)度混凝土中的應(yīng)用研究[J]．新型建筑材料,2005,(4):23-24．
[2]錢覺時(shí),吳傳明,王智等．模擬濕排粉煤灰的性能[J]．硅酸鹽學(xué)報(bào),2007,35,(7):871-876．
[3]錢覺時(shí)．粉煤灰特性與粉煤灰混凝土[M]．北京:科技出版社,2002．
[4]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部．JG/T 298-2010,建筑室內(nèi)用膩?zhàn)覽S]．北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010．
[5]孟剛,張凱峰,郭艷等．濕排粉煤灰性能評(píng)價(jià)及在混凝土中的應(yīng)用研究[J]．粉煤灰,2015,(1):5-32．
Research on preparation of building recycled putty with renewable fine powder and wet fly ash as admixture
This research used the recycled fine power by crushing and screening of construction waste and the wet fly ash of power plant as the main raw materials．By comparing the dry density,bond strength and water resistance of recycled putty,it provided a kind of recycled putty with excellent construction performance and high solid waste utilization rate．
solid waste；renewable fine powder；wet fly ash；solid waste utilization；recycled putty
TU56+1．4
B
1003-8965（2017）03-0055-02
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吳燦鑫 李少強(qiáng) 曾曉鎮(zhèn)（深圳廣田集團(tuán)股份有限公司，深圳 518001）
雙摻再生細(xì)粉和濕排粉煤灰制備建筑再生膩?zhàn)拥难芯?/p>
吳燦鑫 李少強(qiáng) 曾曉鎮(zhèn)（深圳廣田集團(tuán)股份有限公司，深圳 518001）
本研究以建筑垃圾破碎篩分產(chǎn)生的再生細(xì)粉料和電廠濕排粉煤灰為主要原料，通過對(duì)比兩者不同摻量下再生膩?zhàn)拥母杀碛^密度、粘結(jié)強(qiáng)度和耐水性能，優(yōu)選出一種施工性能優(yōu)異、固廢利用率高的建筑再生膩?zhàn)印?/p>
固體廢棄物；再生細(xì)粉；濕排粉煤灰；固廢利用；再生膩?zhàn)?/p>
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過去幾十年我國火力電廠大部分采用成本低廉、工藝簡單的濕法排灰，數(shù)以億計(jì)的濕排粉煤灰儲(chǔ)存在灰池中。雖然近些年干法排灰快速發(fā)展，干排粉煤灰作為一種優(yōu)質(zhì)的混凝土摻合料得到廣泛的應(yīng)用，但是前期大量堆積的濕排粉煤灰由于化學(xué)活性低、含水率高和均勻性差等問題[1,2]，目前依舊無人問津，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，如何大規(guī)模有效地利用濕排粉煤灰是當(dāng)前亟需解決的問題。
本研究以建筑再生細(xì)粉和濕排粉煤灰為主要填料，以一定量的水泥和活性粉煤灰為膠凝材料，添加以復(fù)合助劑，充分混合后制備建筑再生膩?zhàn)印Ｔ摻ㄖ偕佔(zhàn)硬坏辰Y(jié)強(qiáng)度高，不易開裂，性能優(yōu)異，而且固廢綜合利用率可高達(dá)80%以上，成本低廉，有效減輕環(huán)境壓力。
1 原材料與試驗(yàn)方法
1.1 原材料
1.1.1 膠凝材料
水泥：海螺牌P·O42.5普通硅酸鹽水泥
表1 水泥的性能指標(biāo)
表2 粉煤灰的檢驗(yàn)指標(biāo)
1.1.2 固廢填料
再生細(xì)粉：本研究所用建筑垃圾再生細(xì)粉料是建筑垃圾破碎篩分過程中集塵所得，篩分成0.075mm粒徑。再生細(xì)粉化學(xué)成分分析與水泥相類似，可以作為摻合料使用。
表3 再生細(xì)粉料化學(xué)成分（%）
濕排粉煤灰：山西朔州神頭二電廠生產(chǎn)的濕排粉煤灰。由于灰池中雜質(zhì)較多，故作簡單篩分處理，篩分成0.075mm粒徑。
表4 濕排粉煤灰化學(xué)成分（%）
表5 復(fù)合助劑組成成分（%）
濕排粉煤灰的Fe2O3含量及燒失量都較高，燒失量大反映了粉煤灰含碳量多[3]，導(dǎo)致其火山灰活性較低，不適宜作為水泥摻合料，對(duì)材料后期強(qiáng)度增加有限，但濕排粉煤灰粒徑相對(duì)均勻細(xì)小，故本研究作為膩?zhàn)犹盍鲜褂谩?/p>
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1.2.1 建筑再生膩?zhàn)拥幕九浞?/p>
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表6 建筑再生膩?zhàn)拥幕九浞?/p>
1.2.2 施工方法
按上述配比稱取所述建筑再生膩?zhàn)影雌渲亓康?0%-50%加水稀釋，機(jī)械或手工攪拌直至混合均勻，達(dá)到合適機(jī)械噴涂或手工施工的常規(guī)經(jīng)驗(yàn)粘度，即可用噴槍噴涂、輥涂或批刮施工。施工基層要求清理干凈，無浮灰或油污。
1.2.3 試驗(yàn)方法
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圖1 再生細(xì)粉摻量變化對(duì)再生膩?zhàn)痈杀碛^密度及粘結(jié)強(qiáng)度的影響
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1 雙摻再生細(xì)粉和濕排粉煤灰
控制固廢填料的總量保持不變，再生細(xì)粉的摻量分別按0、30%、50%、70%、100%五種比例替代濕排粉煤灰。分析再生膩?zhàn)悠涓杀碛^密度和粘結(jié)強(qiáng)度的變化趨勢。
由圖1可知，隨著再生細(xì)粉摻量的增加和濕排粉煤灰摻量的減少，再生膩?zhàn)拥母杀碛^密以及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的粘結(jié)強(qiáng)度都呈現(xiàn)出先增后減的變化規(guī)律，并且兩者在摻量為50%的情況下，干表觀密度和粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到最高值。再生膩?zhàn)?h無開裂掉粉現(xiàn)象，耐水性效果優(yōu)異，均達(dá)到耐水性膩?zhàn)拥臉?biāo)準(zhǔn)。
2.2 機(jī)理分析
分析其原因，濕排粉煤灰成分復(fù)雜，微觀狀態(tài)下含有大量多為海綿狀多孔體或沒燒透的碳粒[5]，作為摻合料會(huì)增加膩?zhàn)拥目紫堵剩档蛷?qiáng)度。再生細(xì)粉部分替換濕排粉煤灰，不但降低了原來的孔隙率，而且兩者間達(dá)到較優(yōu)粒徑級(jí)配，因此表觀密度增加；當(dāng)再生細(xì)粉摻量超過50%之后，級(jí)配效果下降導(dǎo)致表觀密度緩慢下降。濕排粉煤灰雖然活性不高，但仍具有部分火山灰活性；而再生細(xì)粉為廢棄混凝土或廢棄磚塊破碎而成，具有類似水泥的成分，因此再生細(xì)粉與濕排粉煤灰相互作用，生成類似水泥水化的C-S-H凝膠，提高再生膩?zhàn)拥恼辰Y(jié)強(qiáng)度。隨著再生細(xì)粉摻量的增加，火山灰反應(yīng)逐漸增強(qiáng)，粘結(jié)強(qiáng)度增加；當(dāng)再生細(xì)粉摻量超過50%以后，火山灰反應(yīng)程度降低，粘結(jié)強(qiáng)度下降。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，當(dāng)再生細(xì)粉和濕排粉煤灰摻量為1:1時(shí)，再生膩?zhàn)拥母杀碛^密度及粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到最優(yōu)值。
再生膩?zhàn)铀砑拥膹?fù)合助劑中，木質(zhì)纖維能有效增加材料韌性，防止開裂的產(chǎn)生；可分散乳膠粉能顯著改善粘結(jié)強(qiáng)度及耐水性耐。加上固廢填料固有的火山灰活性，再生膩?zhàn)拥哪退阅軆?yōu)異，有效避免傳統(tǒng)膩?zhàn)拥拈_裂、掉粉現(xiàn)象。
表7 再生細(xì)粉-濕排粉煤灰雙摻實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3 結(jié) 語
由于再生膩?zhàn)雍写罅吭偕?xì)粉或濕排粉煤灰，而再生細(xì)粉和濕排粉煤灰兼具有部分火山灰活性，因此膩?zhàn)幽退詢?yōu)異，粘結(jié)強(qiáng)度高，并且不易開裂和脫落，使用壽命長。同時(shí)復(fù)合助劑中添加了抗菌防霉助劑，能有效抑菌、殺菌，使膩?zhàn)泳哂泻芨叩陌踩院烷L效性。
建筑再生膩?zhàn)硬捎脻衽欧勖夯液徒ㄖ偕?xì)粉為主要填料，加上活性粉煤灰作為膠凝材料，固體廢棄物的資源化利用率高達(dá)80%以上，到達(dá)國內(nèi)乃至國際領(lǐng)先水平，是真正有效解決固廢污染的的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
將固體廢棄物制備成建筑再生膩?zhàn)樱柚罹唧w量和最具容量的建筑裝飾裝修工程消化傳統(tǒng)建筑垃圾處理工藝無法利用的細(xì)粉料和失活粉煤灰，實(shí)現(xiàn)固體廢棄物真正意義上的低碳全利用，真正有效解決固廢污染的重大難題。
[1]鄢朝勇．低等級(jí)濕排粉煤灰在中低強(qiáng)度混凝土中的應(yīng)用研究[J]．新型建筑材料,2005,(4):23-24．
[2]錢覺時(shí),吳傳明,王智等．模擬濕排粉煤灰的性能[J]．硅酸鹽學(xué)報(bào),2007,35,(7):871-876．
[3]錢覺時(shí)．粉煤灰特性與粉煤灰混凝土[M]．北京:科技出版社,2002．
[4]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部．JG/T 298-2010,建筑室內(nèi)用膩?zhàn)覽S]．北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010．
[5]孟剛,張凱峰,郭艷等．濕排粉煤灰性能評(píng)價(jià)及在混凝土中的應(yīng)用研究[J]．粉煤灰,2015,(1):5-32．
Research on preparation of building recycled putty with renewable fine powder and wet fly ash as admixture
This research used the recycled fine power by crushing and screening of construction waste and the wet fly ash of power plant as the main raw materials．By comparing the dry density,bond strength and water resistance of recycled putty,it provided a kind of recycled putty with excellent construction performance and high solid waste utilization rate．
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