城市生活垃圾焚烧底灰混凝土耐久性研究

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发布时间：2021-09-08

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城市生活垃圾焚烧底灰混凝土耐久性研究
张涛，赵增增
(大连交通大学土木与安全工程学院，116028)
摘要：将30％质量的城市固体废物焚烧(MSWI)底灰掺入混凝土中替代水泥，通过对底灰混凝土的收缩率，抗
碳化性、抗渗性、抗冻性等进行试验，并与普通混凝土进行对比，研究了底灰作为水泥替代物的可行性。研究结果表
明，测试的垃圾焚烧底灰具有一定的火山灰活性，一定范围内掺加底灰的混凝土具有较小的收缩率，抗碳化性、抗渗
性、抗冻性能优异，底灰的引入可以改善混凝土的耐久性。
关键词：MSWI底灰；混凝土；收缩率；抗碳化性；抗渗性；抗冻性；耐久性
Abstract：Using 30％ municipal solid waste incineration (MSWI)bottom ash to replace cement in concrete，the
shrinkage，carbonation resistance，impermeability，frost resistance of the bottom aah concrete are tested．Compared with or—
dinary concrete，the feasibility of the bottom ash as the cement substitute is studied．The study results show that the waste
incineration bottom ash has a certain ash activity．The concrete with a certain amount of bottom ash has a smaller shrink—
age rate and better perform ances of carbonation resistance，imperm eability，frost resistance．Adding the bottom ash in the
concrete can improve the durability of concrete．
Key words：MSWI bottom ash；Concrete；Shrinkage；carbonation resistance；Imperm eability；Frost resistance；Dura—
bility
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1000—4637(2014)05—84一O4
0 前言
现代消费型社会每年会产生大量城市生活垃
圾。垃圾焚烧法是我国处理城市垃圾的重要途径和
发展方向[1]。垃圾焚烧会产生一定量的灰渣，其中底
灰产量占垃圾处理量的15％。目前，我国大多数底
灰用于填埋，这不仅占用很多土地资源而且填埋费
用巨大。另一方面。随着普通设施建设的不断增长．
我国每年的水泥需求量日益增加。据统计，2012年
我国水泥产量达到23．7亿t，大量水泥生产带来了
矿石资源、能源的消耗，以及对大气和环境造成的
污染。利用垃圾焚烧底灰替代部分水泥拌制混凝
土，可一定程度上减少建筑行业对水泥的使用量。
具有较高的经济和社会效益。目前，关于垃圾焚烧
底灰混凝土耐久性的报道较少，大多数是关于底灰
集料混凝土的报道『l-4]。而耐久性问题是混凝土应用
过程中暴露出来的非常突出的问题，许多混凝土结
构的破坏与都耐久性有关，混凝土的耐久性正越来
越多地引起工程技术人员和国家政府部门的关注
与重视I 5I。
为了探讨城市垃圾焚烧底灰混凝土的耐久性，
我们在大连城市生活垃圾焚烧发电厂选取了垃圾
基金项目：大连市科学技术基金计划项目(2011J2DW006)。
一84一
焚烧底灰试样并进行研磨筛分处理使其满足水泥
的细度要求。本文试验采用42．5级普通硅酸盐水
泥，底灰掺量占总胶凝材料用量的30％，配制了C30
强度等级的混凝土，进行了干缩试验、抗渗性试验、
抗冻性试验、抗碳化等试验研究．并与普通混凝土
进行了比较和分析，试验结果发现，底灰具有一定
的火山灰活性，与普通混凝土相比．一定范围内掺
加底灰的混凝土具有较小的体积收缩率，抗碳化性
能、抗渗性、抗冻性能也较优异。
1 原材料和试验方法
1．1 原材料
垃圾焚烧底灰：自大连市城市城市垃圾焚烧
厂。文献[10】的研究结果表明，湿磨的底灰可以表现
出较好的火山灰活性，对试件的强度有显著改善作
用并可以抑制膨胀。因此，本研究首先使用球磨机
对MSWI底灰进行了湿磨处理，并筛滤使其通过
401xm的试验筛，底灰的比表面积为425m2／kg，符合
GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》的要求。使用X射
线荧光光谱仪对底灰进行化学成分，结果见表1。由
表1可以看出，底灰富含氧化硅、氧化钙和氧化铝，
该组成属于典型的SiO2一CaO—A12O3体系，这种组成
的材料适宜用作水泥基材料中的普通火山灰矿物
掺合料。