杜金穎

(長安大學，陜西 西安 710064)

錳渣廢棄物在建筑材料上的應用研究

杜金穎

(長安大學，陜西 西安 710064)

隨著社會發(fā)展和科學技術的不斷進步，傳統(tǒng)的廢棄物也到了充分的利用，實現(xiàn)綠色節(jié)能發(fā)展越來越成為人們關注的焦點，人們也不斷加大相關設施的投入，以實現(xiàn)綠色節(jié)能發(fā)展，提高材料的利用效率，不造成浪費現(xiàn)象。其中工業(yè)生產產生的錳渣廢棄物與沸石反應能被建筑材料所利用。從錳渣廢棄物在建筑材上的應用研究入手分析，希望對促進生產廢料的合理利用做出積極貢獻。

錳渣；建筑材料；應用

錳渣是一種生產廢料，無法直接利用。但是與沸石進行化學反應后就能夠被建筑材料利用，并且能促進建筑材料進行更高技術的加工，是一種有用的廢材。只有充分利用廢棄物，變廢為寶，才能真正做到綠色節(jié)能發(fā)展。

1 錳渣廢棄物在建筑材料上應用的意義

對建筑材料的性能產生的影響。實踐證明，隨著錳渣在建筑材料的中所占的比重越高，建筑材料的塌落度就變大。所占比重在30%～50%時，建筑材料的塌落度變化得較為緩慢。當達到30%以上時，建筑材料的塌落度增長的就會快。主要原因是由于錳渣所占比重的增大，建筑材料的占比就會減少，導致施工完成后水化反應較之以前明顯偏慢，容易造成塌落。并且，隨著錳渣含量的增多，建筑材料的滲水率就會加大。實驗研究表明，建筑材料的塌落度的影響因素主要包括用水量和錳渣所占比重。所以，錳渣的含量對于建筑材料的性能具有非常重要的意義。建筑材料的主要成分見表1[1]。

并且加入錳渣的建筑材料可以促進水化過程。建筑材料的水化過程在初始階段是非常重要的，錳渣占比百分之二十為佳，在水化過程起到積極促進作用，可以幫助建筑材料填充顆粒之間，填充空隙。起到固化的作用，促進建筑材料的水化過程。而且有錳渣的建筑材料的初期的水化過程更加迅捷和結實。含錳渣的建筑材料對其強度的影響也有積極的促進作用?？梢酝ㄟ^生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，從而加強其強度，使得含有錳渣的建筑材料強度下降速度降緩。并且以后的強度保持不變。錳渣對于提升建筑材料的性能具有很大的作用，能幫助建筑材料保持更大的強度。并且能對建筑材料的抗凍性產生影響，如圖1所示。

表1 主要原料的化學組成(質量分數(shù))/%

1 3 d; 2 28 d

2 錳渣廢棄物的科學激發(fā)措施

錳渣廢棄物的激發(fā)措施分為物理激發(fā)和化學激發(fā)兩種，兩種措施各有優(yōu)缺，不一而足，但是作為實際應用，應該取其精華去其糟粕，合理選擇激發(fā)的方式，為錳渣廢棄物合理在建筑材料上的應用打下良好的基礎。

2.1 物理方式

物理方式的激發(fā)作用原理是通過利用外來的作用力，把錳渣的物理形態(tài)發(fā)生變化，變成我們所需要的狀態(tài)。把錳渣廢棄物經過物理方式的加工后，會把原來比較大的顆粒變成尺寸很小的顆粒，這種小顆粒相比原先的顆粒出現(xiàn)性質的變化，變成無定形物質。改變了錳渣的基本性質，提高了活性。物理激發(fā)的方式對錳渣產生了如下的作用：使原先大的顆粒變成了小顆粒，物理結構發(fā)生改變，并使其內部結構發(fā)生變化，密度也隨之進行了改變，使原先的活性性能發(fā)生了變化；同時也使錳渣小顆粒的晶格變化，甚至變成無定形物質，使錳渣的性能發(fā)生了改變，變化的方式影響了錳渣的內部結構和性質；物理方式的激發(fā)還會使得錳渣大量的含水結構失去水分，對錳渣廢棄物內部結構的活化進行了改變，產生了新的結構，連接方式發(fā)生了改變，使得錳渣的化學性能發(fā)生了改變[2]。

通過以上改變，發(fā)現(xiàn)了一些實驗原理。通過對錳渣廢棄物的物理方式的激發(fā)可以把他變成細小的顆粒，從而激發(fā)他的活性。作用過程分為烘干、打磨。打磨的時候要加入沸石添加劑。得到的錳渣小顆粒要按照技術標準進行實驗，符合相關標準，滿足建筑材料要求的技術指標。

2.2 化學方式

化學方式的激發(fā)作用是通過對錳渣廢棄物進行化學方式的反應，產生新的結構激發(fā)錳渣的化學活性，并且使反應后的材料的強度發(fā)生改變，提高了反應物的強度。錳渣的化學反應是通過與其參與的化學物質重組的方式發(fā)生改變。通過錳渣建筑材料的水化過程，發(fā)生諸如玻璃體解體方式的水化反應，得到氫氧化鈣等堅固的物質，但是出于實際的考慮，錳渣經過水化過程后也有可能再次與氫氧化鈣進行反應，這兩種物質反應很難區(qū)分。

通過化學反應的激發(fā)措施可以改變錳渣的活性性能，但是產物不好控制，產物也不好區(qū)分，所以一定要嚴格控制反應過程，對錳渣進行的化學反應和生成組織進行嚴格意義上的鑒定，保證其符合建筑材料的要求，達到建筑材料規(guī)定的標準才能進行使用。

3 錳渣廢棄物在建筑材料上的應用現(xiàn)狀

錳渣作為生產廢料，目前我國錳渣廢棄物在建筑材料上的應用也只是處于初級階段，沒有形成良好的應用。并且對于生產中產生的問題也不能進行良好的解決。保證材料的充分利用，目前存在的問題主要有以下幾個方面。

1)重視程度不夠

錳渣廢棄物在建筑材料上的應用作為新課題，目前沒有引起相關單位的足夠重視，導致研究人員和研究經費不足，無法形成有效研究。雖然錳渣用于建筑材料有諸多優(yōu)良的特性，并且可以為社會創(chuàng)造良好的效益，進行廢棄物的再利用，保證綠色和諧發(fā)展。但是由于諸多原因的限制，人們沒有對錳渣的利用引起重視，導致錳渣廢棄物在建筑材料上應用的進展緩慢，研究人員的專業(yè)性不足，并且人數(shù)也不多，研究水平有限，成果也有限。

2)目前的研究層次太淺，不夠深入

當前的錳渣廢棄物與建筑材料的有機融合的研究只停留在簡單層次，沒有進行深層次的分析研究。人們只是對其進行了簡單的探索研究，沒有真正把錳渣廢棄物在建筑材料上作用的機理研究透徹，并且對于含有錳渣的建筑材料研究尚淺，不足以讓人們對他的作用機理形成良好的認識，從而進行良好的應用，打下良好的基礎。對于錳渣廢棄物在建筑材料上的應用研究太淺，不足以對實際中的應用產生促進作用。

3)錳渣對于建筑材料的作用機理研究不夠

錳渣對于建筑材料的性能研究不夠，錳渣廢棄物作為摻雜在建筑材料中的物料，作用機理和激發(fā)原理研究不夠，化學反應研究也就不夠。人們對錳渣廢棄物在建筑材料上的應用研究不夠。對于錳渣在建筑材料中的占比含量不同而性能不同研究不夠徹底導致研究工作很難開展。由于錳渣含量的不同導致作用機理不同，而需要的激發(fā)原理和增強性能方面研究不夠，人們對于錳渣廢棄物的認識也不夠，研究的不夠導致應用層次尚淺。

4)降低錳渣廢棄物副作用的技術不完善

由于錳渣廢棄物在建筑材料上應用產生一些副作用，比如滲水率和建筑材料的抗凍性的影響等，目前所采取的技術尚不夠成熟，無法對這些副作用進行徹底意義上的消除，保證建筑材料的安全可靠，在最大程度上降低混合錳渣廢棄物的建筑材料的副作用，保證安全使用。

4 錳渣廢棄物在建筑材料上應用改善措施

錳渣廢棄物作為一種生產廢棄物，利用起來本身存在一定的難度，并且由于人們對資源的認識程度不夠，變廢為寶的觀念不強，導致錳渣作為建筑材料上的應用存在一定的不確定性。隨著社會的發(fā)展和人類社會的進步，錳渣廢棄物的利用一定會再上新臺階。本文從以下幾個方面進行討論，希望更好的促進錳渣混合物在建筑工程中的應用。

1)加強錳渣自身特性的研究

錳渣作為添加物加入到建筑材料中，必須保證對錳渣廢棄物自身特點的研究，熟悉錳渣在不同溫度下，不同含量對于整體建筑材料的作用與副作用，合理規(guī)劃，避免產生意外情況。要對錳渣的化學成分和自身活性進行研究，探究如何增強錳渣在建筑材料中的作用和提高建筑材料的性能研究。確保不會出現(xiàn)副作用，最大限度的激發(fā)錳渣的活性。

2)提高錳渣在建筑材料中的實用技術

根據錳渣在建筑材料中的水化和硬化機理，研究不同狀態(tài)下的水化過程和水化產物，便于加強錳渣在建筑材料中的應用，以及合理優(yōu)化實用技術，保證錳渣廢棄物在建筑材料中的有效應用和水平的提高，提高資源的利用效率[3]。

3)加強錳渣對于建筑材料性能的研究

對錳渣廢棄物的研究也要與建筑材料相結合，綜合考慮錳渣廢棄物對于建筑材料性能的作用，包括滲水性，防凍性和耐久性等方面的研究，保證錳渣的合理占比，達到最佳理想效果。加強錳渣對于建筑材料的早期硬化和硬化后的性能研究，掌握其規(guī)律和發(fā)展機理；合理的在建筑材料中加入錳渣，確保建筑材料本身的性能不會受到影響。

4)推廣錳渣在建筑材料中應用的技術

不斷加大對錳渣混合物在建筑材料中應用分析，不斷掌握新動態(tài)，掌握新知識。對建筑材料的性能做一個跟蹤報道，引起大家對這種材料的認識，把錳渣與建筑材料的融合進一步發(fā)揚出去，讓更多的人來參與其中，保證建筑材料更多的與錳渣結合能夠被市場接受，形成更大的益處造福社會，滿足社會不斷發(fā)展的需要，和人們建設綠色節(jié)能環(huán)保社會的需要。

5 結 論

通過以上分析研究，錳渣經過物理或化學方式的活性的激發(fā)可以變廢為寶，應用到建筑材料中，可以對建筑材料產生一些好的影響。通過實踐證明，錳渣廢棄物在建筑材料上的應用使得建筑材料更加優(yōu)質，提高了建筑工程的總體性能，實現(xiàn)了錳渣廢棄物合理利用的同時，也對建筑材料進行了性能的提高。為我國實現(xiàn)綠色節(jié)能發(fā)展做出了積極的貢獻。錳渣廢棄物在原有的模式下會對環(huán)境造成污染，表現(xiàn)在水體、大氣、土壤等污染上面。隨著資源的日益枯竭，和固體廢物的增加，把錳渣等固體廢棄物進行再利用已成為當前的迫切選擇，為了我國建成可持續(xù)發(fā)展的社會，把錳渣廢棄物進行再利用也是好的舉措。同時一些廢棄物只是放錯了地方的能源，本身對一些材料還很有幫助，要積極進行探索，充分發(fā)揮廢棄物本身的性質和性能，對相應材料進行合理加工利用，保證建筑材料性能優(yōu)異的同時，加入錳渣廢棄物，提高性能，為社會創(chuàng)造更多價值，為人們所使用。

[1] 甘四洋, 王勇, 萬軍, 等. 電解錳渣在建筑材料中的應用研究[J]. 中國錳業(yè), 2015(8): 172-173.

[2] 任啟芳, 張東華. 工業(yè)固體廢棄物在建筑材料領域的應用及前景[J]. 廣東建材, 2016(9): 17-19.

[3] 陳瑋琳. 工業(yè)固體廢棄物在建筑材料領域的應用[J]. 中國建材科技, 2012(5): 80-82.

A Study on Application of Manganese Slag Waste in Building Materials

DU Jinying

(Chang’anUniversity,Xi’an,Shanxi710064,China)

With social development and the progress of science and technology, the traditional waste comes into full use to realize green energy saving development. More and more become the focus of attention. There is also increasing related facilities to realize the green energy saving development to improve the efficiency of material utilization, not wasteful phenomenon. The production of manganese residue and zeolite reactions can be used by building materials. This paper analyzes the application of manganese residue in construction materials to hope to make positive contribution in rational utilization of waste.

Manganese residue; Construction materials; Application

2017-06-05

杜金穎(1996-)，女，河南周口人，在讀大學生，研究方向：環(huán)境設計，手機：15529238328，E-mail：1072071872@qq.com.

TU528.041

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.04.035