粉煤灰综合利用 FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION 2010NO.5 试验与应用 粉煤灰垃圾焚烧飞灰二元地聚合物的制备研究* Preparation Study of Binary Polymer with Pulverized Fuel Ash and MSWI Fly Ash 施惠生12，陈邦威2，郭晓路12 (1.同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海200092.同济大学环境材料研究所，上海200092) 摘要：采用正交设计对PS5型地聚合物的配合比进行了优化，发现其最优配合比为：Si02:A1203=4.0 Na20: A20 =1.1 H20:N20=6.8.研究了粉煤灰细度、垃圾焚烧飞灰掺量、养护温度对粉煤灰-垃圾焚烧飞灰二元地聚合物 物理力学性能和工作性能的影响.试验结果表明：(1)粉煤灰经机械激发后，能显著提高地聚合物的抗压强度.以平均 粒径为25.44μm的粉煤灰制备地聚合物，其14d抗压强度比未经机械激发的提高了84%；(2)采用等量取代法在粉煤 灰中擦人5%垃圾焚烧飞灰制备的粉煤灰-垃圾焚烧飞灰二元地聚合物的抗压强度下降不明显并且能抑制强度倒缩现 象；(3)提高养护温度可以明显提高地案合物的早期强度，但对后期强度影响很小.在60℃养护的地聚合物3d、7d抗 压强度比23℃养护的分别提高了67.9%和33.9%，而28d抗强度仅提高了4%.另外，较低的养护温度有助于地聚 合物获得更高的表观密度. 关键词：地聚合物；粉煤灰；垃圾焚烧飞灰；正交试验；抗压强度 中图分类号：X773文献标识码：A文章编号：1005-8249(2010)05-0015-05 地聚合物是以硅铝四面体为单元的三维网络状结 系的物理力学性质，探索以粉煤灰为主要原料复掺垃 构，兼有陶瓷、水泥、高分子材料的特点.其高强、高 圾焚烧飞灰的地聚合物制备技术，在地聚合物制备中 韧、耐腐蚀、耐火、重金属固封等优异性能使得地聚合 协同处置垃圾焚烧飞灰. 物可广泛应用于建筑材料、固封核废料、废弃物处理和 1试验 航空航天材料等领域.和硅酸盐水泥相比，地聚合 物制备的能耗和CO2排放量大为降低（其CO2排放量 1.1试验原材料 比硅酸盐水泥低6-9倍21)，粉尘及有害气体排放量也 粉煤灰（上海吴泾电厂的Ⅱ级灰，平均粒径为39.07 极低，是一种”环境友好型材料”，具有极大发展前景. μm 化学组成见表1)；垃圾焚烧飞灰（苏州垃圾焚烧发 随着中国城市化进程的加快，城市垃圾通过焚烧 电厂产，化学组成见表1)；钠水玻璃（模数M为3.0- 处理所产生的灰渣排放量正急剧增加，特别是焚烧飞 3.1 固含量约为28.3%)；无水硅酸钠（模数M分别为 灰，不仅富集Hg、Sn、Pb等有毒重金属，还含有大量的 2.3、2.8、3.1 溶解速度约为80)；氢氧化钠（分析纯 二嘎英类物质3，是一种公认的危险废弃物.现阶段 小片状白色颗粒，Na0H含量大于96.0%)；偏铝酸钠 国内外对垃圾焚烧飞灰的处置着重于无害化处理，而 (白色颗粒，纯度大于41.0%) 对其资源化利用方面的开发较少(.垃圾焚烧飞灰 (注：①文中所提之含量、掺量均为质量分数；②21℃ 含有相当数量的地聚合物制备的必须组分Si02和下5%溶液；③以AL203计算) A12O3 具有制备地聚合物的物质基础和资源化利用的 表1粉煤灰和焚烧飞灰的化学组成/% 潜力.本文拟针对粉煤灰垃圾焚烧飞灰二元复合体 物料Na20Mg0Al203Si0:P20 S03CK20Ca0T02Fe203 粉煤灰2.5...
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