焚化废渣制作干粉砂浆的研究
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摘 要 通过比对试验使焚化废渣代替干粉砂浆中的集料，测试自流平干粉砂浆的稠度、流动度、分层度、凝结时间及强度，确定自流平干粉砂浆最终配合比。
关键词 干粉砂浆；焚化废渣；自流平干粉砂浆
中图分类号X7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）72-0136-02
1 概述
当前世界各国都面临垃圾泛滥成灾的现实，各国的视线已经不再停留在如何控制和销毁垃圾的问题上，而是采取积极的态度和有力的措施进行科学的处理，利用垃圾，将垃圾列为“第二资源”。我国的垃圾产量惊人，垃圾焚烧产生的废渣利用将成为实现可持续发展中的一项课题。
干粉砂浆指经干燥筛分处理的细骨料与无机胶结料、保水增稠材料、矿物掺合料和添加剂按一定比例混合而成的一种颗粒状或粉状混合物。
通过研究使焚化站垃圾废渣应用到干粉沙浆中，可以节约干粉沙浆的原材料成本，又可以将焚化站生活废渣得到良好的处理，一方面解决了废渣的堆放问题，另一方面实现了废物的再次利用，达到了可持续发展的目的。
2 干粉砂浆原材料
干粉砂浆原材料主要包括水泥、集料、水、外加剂（减水剂）、掺合料（碳酸钙、可分散性乳胶及纤维素）等，其中水泥主要起胶结作用。集料起骨架作用，掺合料主要改善砂浆工作性能，两者对体积稳定性均有重要作用。化学外加剂主要改善新拌砂浆的物理性能，但它对干粉砂浆硬化后的性能也有重要作用。
2.1 水泥
在干粉砂浆各原材料中，水泥是最主要的不可缺少的一种材料，它既起胶凝材料作用，又是使所有活性掺合料发挥其自身活性产生胶凝物质的激发剂。
本次试验水泥采用普通硅酸盐P.O32.5R型水泥，水泥质量检验依据《水泥胶砂强度检验方法》（GB/T 17671-1999）、《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（GB/T 1346-2001）、《水泥细度检验方法》（GB 1345-2005）。水泥的物理和化学性质满足规范要求。
2.2 集料
集料在干粉砂浆中约占50%，是干粉砂浆的主要组成成分。本次试验采用的是天然河砂。按照《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）相关内容对砂进行了分析。分别对天然河砂的细度模数、表观密度、堆积密度及孔隙率进行试验，结果满足规范要求。
2.3 焚化废渣
焚化站生活废渣是生活垃圾经焚烧后的物体，是一种形状类似工业废渣，具有胶凝作用和膨胀作用的固体，其主要成分为CaCO3、MgCO3、SiO2、Fe、Al、Mn。
此项试验主要依据《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）。主要测试其细度模数、表观密度、堆积密度及空隙率。结果见表1。
1.4 减水剂
减水剂是指在保持砂浆稠度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的添加剂，减水剂可以将团聚在一起的颗粒分散，从而提高水泥基砂浆的工作性能，它可以显著减少水胶比，获得较高的抗压强度。本次试验采用TL-II型高效泵送剂。
1.5 可分散性乳胶
可分散性乳胶粉是高分子聚合物乳液经喷雾干燥，以及后续处理而形成的粉状热塑性树脂。可分散性乳胶粉在湿砂浆中的作用：提高施工性能；改善流动性能；增加触变与抗垂性；改进内聚力；延长开放时间；增强保水性。可分散性乳胶粉在砂浆固化以后的作用：提高拉升强度（水泥体系中的附加胶粘剂）；增加抗弯折强度；减小弹性模量；提高可变形性；增加材料密实度；增加耐磨强度；提高内聚强度；降低碳化深度；减少材料吸水性。本次试验采用HW-5116型可分散性乳胶粉
1.6 纤维素
在干粉砂浆中，纤维素的添加量很低，但能显著改善湿砂浆的性能，是影响砂浆施工性能的一中主要添加剂。在干粉砂浆中，甲基纤维素起着保水、增稠、改善施工性能等作用。
本次试验采用羟丙基甲基纤维素ML-150000S型。
2 干粉砂浆中焚化废渣用量测试
焚化站生活废渣是干粉砂浆中的集料部分，根据其自身的特点代替一部分砂。砂作为干粉砂浆中的集料对干粉砂浆的强度有很大的影响，所以用废渣代替砂的前提是在不影响干粉砂浆的强度下，测试出废渣所能代替砂的最佳用量。设计等级为C12（28d抗压强度为12.0MPa，抗折强度为3.0MPa）。
测试废渣对干粉砂浆强度的影响，采用水泥胶砂试件。水灰比为1：0.5，水泥与碳酸钙的用量不变，调整砂与废渣的用量。各材料用量及配合比见表2。
试件尺寸为40mm×40mm×160mm的棱柱体，参照相关《水泥胶砂强度检验方法》（GB/T 17671-1999）成型试件，标准养护7d，测定其力学性能。
废渣代替砂后对试件强度的影响不是很大。砂本身具有一定的骨架结构，具有一定的强度，在用废渣代替部分砂后会对砂体本身的骨架结构产生一定的影响，强度会随掺入量的变化而变化。
掺入较少时，废渣破坏了砂体本身的骨架结构，会使试件强度降低，随着掺入量的不断增加，废渣会和砂体产生新的骨架结构是试件的强度增大。根据废渣代部分砂的强度结果，采用废渣代替砂总量的52%左右作为废渣的最佳用量。
3 自流平干粉砂浆物理性能试验
自流平干粉砂浆是在不平的基底上（例如砂浆层或者将要翻新的表面）使用，提供一个合适的、平整的、光滑的、和坚固的铺垫基底，以架设各种地板材料，例如地毯、木地板、PVC、瓷砖等的精找平材料。
自流平干粉砂浆物理性能的试验包括：流动度、稠度、分层度、凝结时间及抗折抗压强度等。设计等级为C12（28d抗压强度为12.0MPa，抗折强度为3.0MPa）。
根据干粉砂浆的配合比试验得出自流平干粉砂浆配合比见表3所示。
参照相关规范、标准测定其物理性能。试验结果见表4。
自流平干粉砂浆的主要性能指标已经达到要求。所配制的自流平干粉砂浆和易性好，既有足够的抗压抗折强度又有较好的粘结性。不仅分层度小，满足有关标准规范的要求，凝结时间也适合施工要求。
4 结论
干粉砂浆的配合比主要采用对比试验，通过强度测试调整废渣、水泥的用量，得到基准配合比。掺入可再分散性乳胶粉与纤维素通过试验而确定最终配合比。
主要得出以下结论：
焚化废渣代替砂后对试件强度的影响不是很大。砂本身具有一定的骨架结构，具有一定的强度，在用废渣代替部分砂后会对砂体本身的骨架结构产生一定的影响，强度会随掺入量的变化而变化。
掺入较少时，废渣破坏了砂体本身的骨架结构，会使试件强度降低，随着掺入量的不断增加，废渣会和砂体产生新的骨架结构使试件的强度增大。所以用废渣代替部分砂是可行的。
根据试验配制自流平干粉砂浆并对其物理性能进行测试，结果显示，所配制的自流平砂浆和易性好，既有足够的抗压抗折强度又有较好的粘结性。
不仅分层度小，满足有关标准规范的要求外，凝结时间也适合施工要求。
参考文献
[1]GB/T 17671-1999.水泥胶砂强度检验方法[S].中国标准出版社，1999.
[2]GB/T 1346-2001.水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法[S].中国标准出版社，2001.
[3]GB 1345-2005.水泥细度检验方法[S].中国标准出版社，2005.
[4]JTG E42-2005.公路工程集料试验规程[S].人民交通出版社，2005.
[5]JGJ/T 70-2009.建筑砂浆基本性能试验方法[S].中国建筑工业出版社，2009.
[6]JC/T 985-2005.地面用水泥基自流平砂浆[S].中国建筑工业出版社，2005.