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粉煤灰陶粒、海洋污泥陶粒、城市污泥陶粒的介绍

文字:[大][中][小] 2018-9-2    浏览次数:712    
粉煤灰陶粒、海洋污泥陶粒、城市污泥陶粒的介绍
    一、粉煤灰陶粒:
    1、防止环境污染:粉煤灰是火力发电厂排放的工业废渣。随火力发电的装机容量迅速增加,排灰量也相应急剧增多,对环境的污染更趋严重。因此,当前除大量用于筑路和造地外,积极开发粉煤灰大用量的项目迫在眉睫。但这些举措仍旧不能有效的抑制粉煤灰对环境的污染,而现在世界上陶粒的需求量急剧增加,开发一种使用粉煤灰为主要原料的制作陶粒的方法就对此有很大的帮助了。目前粉煤灰用作混凝土掺合料比较普遍,但是受到混凝土耐久性影响的限制,粉煤灰掺量都不大。为加大粉煤灰利用量,都在进行大掺量粉煤灰混凝土的研究和应用实践。如果用粉煤灰陶粒取代天然石子作为混凝土的轻骨料,以混凝土为产品来计算,则单方混凝土的用灰量可大大增多。采用粉煤灰陶粒混凝土同时采用大掺量粉煤灰技术,若再用粉煤灰陶砂取代普砂,则粉煤灰在混凝土中的利用量更将急剧增大。

    2、保护生态平衡:普通混凝土所用骨料几乎都取自自然资源。大量开掘将严重破坏自然界的生态平衡和山区的绿化植被,祸及子孙后代。若能利用粉煤灰生产陶粒,将工业废渣粉煤灰转化成为混凝土用的骨料,则不仅开辟了新的建筑材料资源,而且保护了自然资源。


    3、粉煤灰陶粒的工程效益:近年来,高强度高性能混凝土的研究和开发已成为混凝土行业中主要发展趋向。粉煤灰陶粒用于配制混凝土,不仅在于降低混凝土的表观密度,而且可以使混凝土的保温、耐火以及抗渗、抗冻、抗侵蚀等耐久性能获得显著改善。天津市的研究和工程实践表明,钢筋粉煤灰陶粒混凝土的抗震性能优于普通混凝土,其基本原因:建筑物自重小,减少了地震力;粉煤灰陶粒混凝土的弹性模量低,加长了建筑物的自震周期,从而也使地震力减小。1919年,美国建造的一艘7500t陶粒混凝土油船“Selma”号,于1922年部分沉没在Galveston 海湾中,距今已近80年,遭受极其严酷的耐久性考验,该船体仍完好无损。陶粒混凝土材料在水下的严苛环境中80年没有大的改变,这就说明了陶粒混凝土的优异性能,抗反应能力出众。我国一些单位也已开始对高性能轻骨料混凝土进行研究,永定新河高速公路两侧的引桥,通过优化设计,决定引桥的上部结构采用LC40陶粒混凝土代替原设计的普通混凝土。优化方案比原设计方案可节省混凝土13509m2,普通钢筋254.4t和预应力钢筋165.4t词。虽然使用陶粒作为骨料的成本是大于雍石子作为骨料的,但是使用陶粒混凝土可以大大减少混凝土中其他材料的使用,综合来看是更加节省的做法。
    二、城市污水处理厂污泥陶粒:城市污水厂污泥是水处理过程中产生的固体废弃物,如果处理不当,不仅会对环境造成二次污染,同时也是对资源的严重浪费。目前我国城市污水-污泥的处理处置方式主要是焚烧、填埋和堆肥,这些处理处置方式或多或少地存在着一些问题。因此,开辟一条新的污泥资源化利用途径显得尤为重要。粉煤灰是一种常见的固体废弃物,解决大量粉煤灰的出路已成为关系人类生态环境安全和可持续发展的一个重要问题。本研究采用污泥、粉煤灰与水泥和建筑垃圾等原料联合制得污泥陶粒,粉煤灰中SiO2与Al2O3含量较高,同时含有铁盐,将其加入污泥中不仅提高可烧制成分含量,还具有絮凝的效果,已有研究采用污泥与粉煤灰混合烧制陶粒、砖等制品,但多数使用的是干化污泥或污泥焚烧灰,在制坯或造粒时还需要加水,污泥中的水分未充分利用。本研究直接采用含水率高达80%以上的污泥,并掺加粉煤灰、水泥熟料和建筑垃圾混合烧制陶粒,这将是污泥利用的有效途径。同时对陶粒成品的性能进行分析,为污泥陶粒的用途提供有效地理论依据。

    三、海洋污泥制备陶粒:我国拥有漫长的海岸线,随着沿海地区工业的飞速发展,在海岸的许多地方淤积了大量海泥,造成了非常严重的海域污染和航道阻塞现象。经过调查研究后发现,用其制造超轻陶粒无论是在技术上还是在经济上都具有良好的可行性。


    轻骨料陶粒主要是用来配制轻骨料混凝土,在国外已经得到广泛应用。尽管目前我国的人造轻骨料的产量还不高,应用还不普遍,但我国具有发展轻骨料生产的丰富的淤积海泥和工业废料,轻骨料混凝土的开发与应用是我国建筑工程材料必然的发展方向之一。超轻陶粒是堆积密度不大于500kg/m3的轻骨料,可配制表观密度1200~1400kg/m3及以下的保温或结构保温混凝土,能满足制作密度等级为600~800系列轻骨料混凝土小砌块和轻质墙板的要求,市场潜力巨大。利用淤积海泥烧制超轻陶粒项目已通过了省级鉴定。
    淤积海泥的膨胀原理:在熔烧过程中,淤积海泥中的粘土质矿物在高温作用下软化并具有一定的粘度,此时在自重的作用下沿着倾斜的旋窑向下滚动时形成球形颗粒,生产出粒型系数接近于1的球型陶粒。同时在粘土质矿物软化的温度范围内,粘土的某些矿物成分会产生膨胀性气体,在气体压力的作用下,已经软化的粘土发生膨胀,形成多孔结构。

    其膨胀机理包括如下几个方面:粘土质矿物在膨胀温度范围内产生的气体压力小于膨胀孔隙孔壁的破裂强度,从而避免膨胀性气体外逸造成陶粒爆裂而形成不规则粒型。含结晶水矿物在高温下脱水形成膨胀性水蒸气参与粘土的膨胀过程。有机质将粘土质矿物中的氧化铁还原成氧化亚铁并产生膨胀性气体CO2,海泥中的贝壳、珊湖屑等也分别释放出膨胀性气体CO2,二者均以微小封闭气泡的形式均匀分散于部分熔化的粘土液相中,冷却后即形成多孔质结构。利用淤积海泥烧制的超轻陶粒的技术性能均达到或超过粘土陶粒的优等品指标,因此,它是配制保温或结构保温混凝土的优质超轻骨料。利用淤积海泥烧制超轻陶粒技术可行,经济合理,并且可以节地、利废、治理环境污染,并开辟了烧制超轻陶粒的新途径,具有多方面的社会效益和综合经济效益。


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