盛超

摘要：垃圾焚燒灰渣是垃圾焚燒的產(chǎn)物，包括底渣和飛灰。綜述分析垃圾焚燒灰渣的具體工程性質(zhì)及其作為建筑材料的性能，主要包括：垃圾焚燒灰渣的基本性質(zhì);灰渣在熱拌瀝青混合料中的應(yīng)用;垃圾焚燒灰渣在水泥和混凝土中的應(yīng)用;垃圾焚燒灰渣在巖土工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒灰渣;建筑材料;土木工程;巖土工程

傳統(tǒng)的垃圾處理方式包括填埋、焚燒、堆肥等。垃圾焚燒具有占地少、效率高、效果顯著、污染?小等特點，所以在國內(nèi)外被廣泛關(guān)注。我國采用焚燒技術(shù)處理垃圾的比重逐年遞增。垃圾焚燒灰渣的現(xiàn)場研究表明，底渣在瀝青路面系統(tǒng)中代替細(xì)集料具有相當(dāng)大的應(yīng)用潛力。底渣作為瀝青混合料的填充材料，能夠可靠地提高瀝青混合料的彈性模量、抗拉強(qiáng)度和抗裂能力。

一、垃圾焚燒灰渣概念與特點

怎樣對焚燒灰渣的處理、處置和再利用技術(shù)進(jìn)行有效運(yùn)用成為重點研究課題，很多國家都有針對國情制定的灰渣處理處置的技術(shù)政策，主要包括尾氣中和碳酸化法、水泥固化法、熔融燒結(jié)法、填埋法等。焚燒灰渣的再利用技術(shù)主要包括將底灰作為制造瀝青、水泥的原料或熔融化后作為骨材、瓷磚等。由于焚燒時爐膛溫度高于大多數(shù)重金屬的氣化溫度，因此，飛灰中的重金屬含量較高，我國已明確將焚燒飛灰列入危險廢物的范疇。對于這樣的焚燒飛灰，在處置前必須經(jīng)過固化/穩(wěn)定化處理。焚燒產(chǎn)生的灰渣和飛灰，一般需要經(jīng)灰渣滑槽收集，在設(shè)計時除須避免形成架橋等阻塞問題，還須嚴(yán)防空氣漏入。焚燒灰渣一般由爐床尾端排出時溫度可高達(dá)400～500℃左右，一般底灰收集后多采用冷卻降溫法，而飛灰若與底灰分開收集，則運(yùn)出前可用回用水充分潤濕。對底灰進(jìn)行冷卻多在爐床尾端排出口處進(jìn)行，冷卻水槽除具有冷卻底灰溫度外，還具有阻斷爐內(nèi)廢氣及火焰外泄的功能。

二、垃圾焚燒灰渣在工程施工中的具體應(yīng)用

垃圾焚燒灰渣在工程現(xiàn)場施工中的應(yīng)用主要是瀝青路面系統(tǒng)，除此以外還將應(yīng)用于跑道建設(shè)、停車場建設(shè)當(dāng)中。在一些具體施工現(xiàn)場中，使用底渣作為熱拌瀝青混合物的替代集料，從短期到長期的監(jiān)測期內(nèi)都取得了可靠的性能。在這些情況下，瀝青對底灰和飛灰都進(jìn)行了有效的包裹。雖然在熱拌瀝青混合料中使用底渣作為粗骨料和細(xì)骨料的替代品，總體上取得了相對良好的性能，極個別情況下，其性能表現(xiàn)較差，需重新設(shè)計。此外，底渣用于瀝青路面系統(tǒng)的磨耗層，可產(chǎn)生較大的摩擦力。通常，當(dāng)?shù)自奶娲蔬_(dá)到20%?時，混合物不僅具有良好的骨料結(jié)構(gòu)，能夠抵抗壓縮而且還能增強(qiáng)力學(xué)性能。

三、垃圾焚燒灰渣如何應(yīng)用到混凝土與水泥中

水泥熟料生產(chǎn)中使用垃圾焚燒灰渣作為某些原材料的替代品之前，對其進(jìn)行清洗，可降低有害成分如氯鹽、堿、硫酸鹽處理和重金屬的含量。對垃圾焚燒灰渣進(jìn)行化學(xué)處理或熱處理以去除潛在的有害元素。在水泥熟料生產(chǎn)過程中使用灰渣的主要原因是其化學(xué)成分與水泥熟料原料類似，用灰渣直接替換水泥熟料的原材料。雖然灰渣可能會經(jīng)過篩分和干燥，但其化學(xué)成分不會改變?；以奈锢砗突瘜W(xué)性質(zhì)因焚燒工藝的不同而不同?；以鳛樗嗍炝系脑咸娲芬驯蛔C實，在燒結(jié)前可替代高達(dá)?100%的原料，從而生成灰渣熟料。由于不同來源灰渣的化學(xué)成分不同，目前在水泥生產(chǎn)中使用灰渣作為添加劑的質(zhì)量控制具有較大難度。但上述對灰渣化學(xué)成分的研究表明，灰渣在水泥生產(chǎn)中作為添加劑具有相當(dāng)大的潛力?；以鳛樗嗷蚬橇系奶娲芬延糜诨炷辽a(chǎn)中。目前混凝土行業(yè)已廣泛采用輔助膠凝材料和再生骨料作為水泥和天然骨料的替代品。粉煤灰、硅灰、磨細(xì)高爐礦渣和偏高嶺土是常用的輔?助膠凝材料，其中粉煤灰的使用最為普遍。在混凝土中使用灰渣作為水泥或骨料的替代?品方面已經(jīng)有了大量嘗試。由于細(xì)骨料和粗骨料?占混凝土總體積的70%-80%，用灰渣替代部分骨料是可行的?；以哂休^高的吸水率，因此，為了保證和易性，混凝土的水灰比必須相應(yīng)提高。但是，與普通混凝土相比，大多數(shù)灰渣拌制的混凝土坍落度較小，在采用灰渣拌制的混凝土配合比設(shè)計中，水泥的替代率相對較低達(dá)到50%，骨料的替代率達(dá)到100%。大多數(shù)灰渣拌制的混凝土的抗壓強(qiáng)度低于普通混凝土。

結(jié)束語

由于來自不同焚燒爐的的垃圾焚燒灰渣的成分不同，分別確定其性質(zhì)有著很大的難度。垃圾焚燒灰渣可應(yīng)用于各種民用建筑領(lǐng)域，如道路、路堤、混凝土和巖土工程等。盡管其使用潛力巨大，但垃圾焚燒灰渣的使用量很少，缺乏有效的監(jiān)?測數(shù)據(jù)。垃圾焚燒灰渣在土工材料中的應(yīng)用，如道路底基層/路基和回填材料，具有良好的工程性能，不過需考慮由于直接接觸水而釋放出來滲濾液引起的環(huán)境問題。垃圾焚燒灰渣可用于熱拌瀝青混合料，能夠替代小于20%的天然骨料。盡管近年來實際應(yīng)用的報道很少，但美國過去一個世紀(jì)的現(xiàn)場經(jīng)驗?和短期/長期性能表明其具有一定的耐久性。但是，由于灰渣的高吸收特性，這種熱拌瀝青混合料?需要添加更多瀝青，使成本有所增加。因為垃圾焚燒灰渣有一定的水硬性，所以在水泥/混凝土中加入垃圾焚燒灰渣有很好的開發(fā)前景，其制品不僅能顯著減少有毒元素的釋放，而且還能保證結(jié)構(gòu)的完整性。從工程性能的觀點來看，垃圾焚燒?灰渣也可以作為水泥熟料、輔助膠凝材料和骨料替代的原材料。為推進(jìn)垃圾焚燒灰渣的實際應(yīng)用，建議制定標(biāo)準(zhǔn)化的質(zhì)量控制規(guī)程，以及對來自不同來源的垃圾焚燒灰渣成分進(jìn)行深入的性質(zhì)研究。

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