城市污泥为掺料烧结砖的生产性试验研究

进行了城市污泥为部分原料生产烧结砖的生产性试验。结果表明：污泥掺量在6%和5%之内的页岩及粘土烧结普通砖，强度等级分别达到MU10和MU15（GB5101-2003）以上，均可作为承重砖体使用。污泥掺量在5%之内的页岩烧结空心砌块，强度等级为MU3.5（GB13545-2003），可作为填充墙（或隔离墙）使用。研究结果还表明：4.45%泥掺量页岩烧结普通砖热导率为0.295 W/(m·K),较普通页岩砖0.312 W/(m·K)明显降低；4.45%干污泥掺量页岩空心砌块墙体传热系数为1.33 W/(m²·K)，满足《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 134-2001） 1.5 W/(m²·K)的要求，节能效率提高11.3%，墙体隔热保温性能得到显著改善。     

Al2O3含量对提铁后的钢渣及粉煤灰微晶玻璃结构与性能的影响

为了实现熔融态钢渣的“渣”和“热”高附加值双利用，提出了将熔融提铁后钢渣制备成高附加值微晶玻璃的研究思路。采用DTA、XRD、SEM和EDS等手段研究了Al2O3含量对提铁后钢渣微晶玻璃的影响，结果显示随Al2O3含量的增大微晶玻璃析晶温度逐渐升高，并且主晶相由假硅灰石转变为铝黄长石，最终转变为钙长石。Al2O3含量为15％时微晶玻璃的力学性能较好，其抗弯强度、显微硬度、抗压强度分别达到了49．85MPa、3．52GPa和181．47MPa，同时钢渣和粉煤灰的利用率分别高达56％和36％。     

采用化学发泡法制备发泡钢渣水泥

以自制的钢渣水泥(钢渣用量达到60%)为主要的胶凝材料,利用双氧水分解反应的化学发泡法制备发泡水泥,分别研究发泡剂掺量、催化剂二氧化锰、发泡时的搅拌水温、水胶比及玻璃纤维对发泡过程及制备的发泡水泥性能的影响。实验结果表明:催化剂二氧化锰对双氧水分解反应的速率影响较大,加入催化剂后的发泡速率成阶段性变化,但发泡后的最终体积趋于一致;当双氧水用量为4%时,发泡水泥7 d的抗压强度为0.61 MPa,干密度达到556 kg·m-3;发泡时搅拌水温控制在30℃时,发泡过程基本在24 min内结束,发泡效果较好;发泡水泥的抗压强度、干密度随着水胶比的增加而降低;玻璃纤维对发泡水泥孔结构的形成有影响,当玻璃纤维量为0.4%时,其在0~1 mm、1~2 mm内分布的孔较多,整体上孔分布较为均匀,7 d的抗压强度达到0.72 MPa。     

稳定剂协同水泥固化/稳定化重金属污染土壤的工程特性

采用稳定剂(SR)协同水泥(PC)固化/稳定化重金属污染土壤,以Pb、Zn浸出毒性和药剂吨处理成本为综合指标确定PC和SR的最优配比,并对固化土体进行无侧限抗压强度、不固结不排水三轴压缩实验和柔性壁渗透实验,探讨固化土体强度以及渗透特性。结果表明,最优配比为SR掺量2.5%,PC掺量8%;最优配比下固化土体中重金属铅锌的浸出浓度分别降低97.5%和74.5%,均低于固体危险废物浸出标准值。其养护28 d无侧限抗压强度达到1 080 kPa,比未固化土体对应值高9.6倍;随着PC掺量增加,固化体的有效黏聚力及有效内摩擦角均不断增大,其中最优配比固化土体有效黏聚力达到216.9 kPa,有效内摩擦角为34.8°。加入稳定剂SR使固化体渗透系数增大,但随着PC掺量增加,渗透系数急剧降低。其中最优配比固化土体渗透系数相对未固化复合污染土体降低一个数量级至10~(-6)cm·s~(-1),可有效增强土体的防渗阻隔能力,提高稳定化土壤的安全利用率。     

高稳定性污泥蛋白发泡剂的发泡特性及应用研究

以污泥蛋白为实验材料，通过加入不同量的稳定剂GP-1，配制成高稳定性污泥蛋白发泡剂，并对高稳定性污泥蛋白发泡剂的发泡特性和影响因素进行研究。结果表明，以污泥蛋白10 mL、水90 mL、GP-1 0.4 g配方组合为研究对象，所制备的泡沫初始体积为770 mL，泡沫泌水时间大于15 h，泡沫半衰期大于64 h，泡沫综合发泡能力为2.2×10⁶ mL·min，泡沫的最佳搅拌时间为5 min，泡沫的泌水时间和泡沫的半衰期都是随着温度的上升而下降，在pH为3～13时泡沫稳定。经过对高稳定性污泥蛋白发泡剂发泡特性研究以及对水泥的胶凝时间、特性进行比较，研制出污泥蛋白泡沫混凝土发泡剂，并制备污泥蛋白泡沫混凝土块；结果表明，当污泥蛋白泡沫混凝土发泡剂的用量分别为0、6、6.8、7.6、8.4和9.2 mL，水泥为200 g时，制备泡沫混凝土块，其密度由2.07 g/cm³下降到0.34 g/cm³，体积由130 cm³ 上升到755 cm³；在泡沫混凝土块脱模后的第1 d、第7 d、第28 d分别称量他们的重量变化情况，结果表明，泡沫混凝土块第1 d和第7 d无重量变化，第28 d的重量明显减轻。该研究为污泥蛋白研制成为泡沫混凝土发泡剂，并应用于屋面隔热、保温建立前期基础。     

粉煤灰聚苯乙烯新型保温建筑材料的制备及其机理分析

以石灰、石膏作为粉煤灰活性激发剂，用废弃聚苯乙烯颗粒(EPS)作为保温成分，通过优化配比，研制新型节能环保墙体砌块材料，分析了砌块材料的水化机理。XRD（X射线衍射）、TGA-DTA（热重-差热分析）和SEM（扫描电子显微镜）分析证实：当粉煤灰掺量为20%~25%、EPS为2.5%时，保温砌块材料的施工及保温性良好，耐久与耐候性能优良。     

利用废CRT屏玻璃为原料制备泡沫玻璃

以废阴极射线管(CRT)屏玻璃为主要原料,碳黑为起泡剂,采用粉末烧结法制备了低密度保温泡沫玻璃。通过扫描电镜(SEM)、导热系数测定仪等分析手段,研究了起泡剂的用量、发泡温度和发泡时间对泡沫玻璃泡径、密度、热学性能以及机械力学性能的影响。结果表明,在相同烧制工艺条件下,随起泡剂掺加量增加,烧制所得的泡沫玻璃密度成"V"型变化;当其掺加量为0.20%时,泡沫玻璃在密度、孔径分布以及力学性能上均达到最佳。随着发泡温度的提高和发泡时间的延长,密度会逐渐减小,泡沫玻璃的气泡会逐渐增大,以致产生连通现象。当发泡温度为820℃、发泡时间为30min时烧制的泡沫玻璃密度为0.180 g/cm3,导热系数为0.0695 W/(m.K)。     

用电石渣、钢渣和煤矸石制备可控性低强度材料

可控性低强度材料(CLSM)是一种替代传统的回填材料,具有低强度、自流平、自我填充与自密实的特性,并在欧美地区得到广泛应用的一种材料。为了加强对可控低强度材料的研究,提出了以电石渣、钢渣、煤矸石为主要原料制备可控低强度材料,研究其不同温度、不同原料配比条件对其抗压强度的影响,通过X射线衍射分析了其物质发生的化学变化及变化规律。电石渣和钢渣的比例在1∶1附近时抗压强度达到最大,温度升高和氯化钙加入量的增加也有利于抗压强度的提高,氧化钙、二氧化硅等部分原料转变为复合硅酸盐晶体。     

利用烧结脱硫灰制备胶凝材料的研究

研究了烧结烟气半干法脱硫灰复掺矿渣、钢渣，辅之外加剂，制备胶凝材料的可行性。结果表明，采用改性脱硫灰（GXTLH）、钢渣、矿渣及水泥熟料再混磨制备的复合胶凝材料，具有良好的安定性等水化性能和力学性能；当GXTLH 掺入量为20%、CFII 1.5%、减水剂0.5%及水泥熟料23%时，矿渣掺量在12%～44%、钢渣掺量11%～44%之间制备的胶凝材料初凝时间、终凝时间、力学性能满足GB13592-92《钢渣矿渣水泥标准》；矿渣与钢渣比、水泥熟料及外加剂等掺量一定，GXTLH掺量超过30%时，GXTLH胶凝材料的抗压抗折强度均有所下降。     

废旧混凝土用作水泥稳定基层的实验研究

随着城市建设的发展,城市道路改建时产生的大量的废弃混凝土块的有效利用成了一个亟待解决的问题。结合宜昌市东山大道改建项目,将废弃的混凝土面板加工形成再生集料用作水泥稳定碎石基层,达到节约资源和保护环境的目的。实验分析了再生集料的颗粒级配、压碎值、针片状颗粒含量、表观密度和吸水率等工程性质指标,同时对水泥稳定再生碎石的级配、最佳水泥掺量进行了设计,并对水泥稳定再生碎石的无侧限抗压强度指标进行了研究。研究表明,废旧混凝土经加工形成的再生集料具有良好的路用性能,其颗粒级配、压碎值以及主要指标均达到了路面基层材料的要求;掺3%、5%和7%水泥稳定再生集料7 d浸水抗压强度均达到路面基层的要求,水泥稳定再生集料用作路面基层是可行的;掺3%水泥稳定的再生集料可以用在公路的底基层,掺5%及7%水泥稳定的再生集料可以分别用作路面下基层和上基层。     

风淬钢渣对高炉渣基微晶玻璃性能的影响

以风淬钢渣和高炉渣为主要原料,采用一次烧结法制备微晶玻璃。结果表明,该方法制备的微晶玻璃主晶相为钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7),还有少量的镁黄长石(Ca2MgSi2O7),钢渣最大用量达到50%;随着风淬钢渣含量的增加,样品的最佳烧结温度逐渐增加;烧结温度对样品析晶性能的影响明显大于风淬钢渣含量的影响;样品的抗折强度随风淬钢渣的增加呈现出先增大后减小的趋势;样品的密度随风淬钢渣的增加而逐渐减小;直接用风淬钢渣和高炉渣制备出的微晶玻璃具有良好的抗折强度和耐酸碱性,抗折强度最大可达90 MPa,该方法为综合治理冶金渣污染及其综合利用开辟了新的途径。     

典型建筑固体废弃物再生骨料对环保砖性能的影响

随着我国城市化和工业化进程的快速推进,城市建设产生大量的建筑废弃物,燃煤电厂产生大量炉底渣,建筑固废的处置在城市可持续发展过程中备受关注。以建筑垃圾再生骨料、炉底渣和石粉等区域特色的骨料制备环保砖,系统考察了骨料对环保砖力学性能的影响。实验结果表明,再生骨料的种类对环保砖抗压强度的影响显著。再生骨料中混凝土的增加,环保砖抗压强度逐渐增加;而再生骨料中粘土砖含量的增加,环保砖抗压强度明显降低。环保砖抗压强度随炉底渣的含量增加而降低,石粉对环保砖抗压强度有提升作用。     

Pozzolanic reactivity of the synthetic slag from municipal solid waste incinerator cyclone ash and scrubber ash

This study investigates the pozzolanic reactions and compressive strength of the blended cement manufactured using synthetic slag obtained from municipal solid waste incinerator (MSWI) cyclone ash and scrubber ash as partial replacement of portland cement. The synthetic slag was made by co-melting the MSWI scrubber ash and cyclone ash mixtures at 1400 degrees C for 30 min. Following pulverization, the different types of slag were blended with cement as cement replacement at ratios ranging from 10 to 40 wt %. The synthetic slag thus obtained was quantified, and the characteristics of the slag-blended cement pastes were examined. These characteristics included the pozzolanic activity, compressive strength, hydration activity, crystal phases, species, and microstructure at various ages. The 90-day compressive strength developed by slag-blended cement pastes with 10 and 20 wt % of the cement replaced by the synthetic slag outperformed ordinary portland cement by 1-7 MPa. X-ray diffraction species analyses indicated that the hydrates in the slag-blended cement pastes were mainly portlandite, the calcium silicate hydrate gels, and calcium aluminate hydrate salts, similar to those found in ordinary portland cement paste. Differential thermal and thermogravimetric analysis also indicated that the slag reacted with portlandite to form calcium silicate hydrate gels.     

脱硫灰用作钙质材料制备蒸压加气混凝土砖块

为实现半干法脱硫灰的资源化利用,采用半干法脱硫灰作为蒸压加气混凝土砖块中的钙质材料。对脱硫灰进行预处理,使其在含水量20%条件下消化2 h后,烘干。在其他条件不变情况下,掺入经过预处理后的脱硫灰,砖块的抗压强度会有明显的提高。增加经过预处理后的脱硫灰的掺入量,可以在不影响砖块的抗压强度性能的基础之上,降低砖块的干燥收缩值和导热系数,同时提高砖块的抗冻性能和保温隔热性能。     

Feasibility study on cross-linked biopolymeric concrete encapsulating selenium glass wastes

Feasibility study was conducted to encapsulate the selenium (Se) contained in glass waste, using the biopolymer-modified concrete. Biopolymer has unique characteristics to provide the chemical sites to metals or toxic compounds through the three-dimensional cross-linked structure. Very minute amount of biopolymer enhanced the characteristics of cementitious material. The resulting biopolymeric composite with selenium glass waste showed 20% higher compressive strength than ordinary concrete and the lower leaching concentration than the equipment detection limit. For a qualitative measurement, X-ray diffraction (XRD; X-ray powder diffractogram) was used to characterize the biopolymeric concrete. The optimum waste content percentage with appropriate biopolymer concrete mixture ratio was identified for its possible commercial use.     

Acoustic barriers obtained from industrial wastes

Acoustic pollution is an environmental problem that is becoming increasingly more important in our society. Likewise, the accumulation of generated waste and the need for waste management are also becoming more and more pressing. In this study we describe a new material--called PROUSO--obtained from industrial wastes. PROUSO has a variety of commercial and engineering, as well as building, applications. The main raw materials used for this environmentally friendly material come from slag from the aluminium recycling process, dust from the marble industry, foundry sands, and recycled expanded polystyrene from recycled packaging. Some natural materials, such as plastic clays, are also used. To obtain PROUSO we used a conventional ceramic process, forming new mineral phases and incorporating polluted elements into the structure. Its physical properties make PROUSO an excellent acoustic and thermal insulation material. It absorbs 95% of the sound in the frequency band of the 500 Hz. Its compressive strength makes it ideal for use in ceramic wall building.     

利用高炉水淬渣制作多孔吸声材料的研究

为了促进高炉炼铁水淬渣的二次利用,研究了以高炉炼铁水淬渣为原料,以硅微粉或水泥为粘结剂,采用压制成型方法制作的多孔吸声材料的吸声性能及力学性能。结果表明:用颗粒状的高炉炼铁水淬渣制作的多孔吸声材料具有良好的吸声性能,其平均吸声系数可以达到0.70以上;材料的抗压强度可以达到3.0 MPa以上。