关键词：
建筑垃圾
浆体膨胀充填材料
工艺参数
性能
胶凝机理
摘要：
循环经济理论中指出“垃圾是放错了地方的资源”,建筑垃圾可以作为其它材料的填充物或者粉碎后重新使用,所以它是一种具有潜在价值的资源。目前缺乏对建筑垃圾的有效性技术处理,大多采用最原始的处理办法,露天堆放或直接填埋方式,这样不但导致大量耕地被长期占用,还对河道、水源、土壤和植被等造成严重危害。浆体膨胀充填材料,是以粉煤灰、建筑垃圾粉料、尾砂、赤泥等硅质废弃物为基料,水泥、石膏、石灰、添加剂等辅料制作而成的一种新型充填材料。用建筑垃圾制备浆体膨胀充填材料的技术研究,主要目标是开发新型的充填材料,将建筑垃圾的处理问题和充填采矿结合在一起,两者相互利用与补充,既解决日益严重的建筑垃圾问题,又能有效进行采空区充填,保证矿山开采安全,避免破坏生态环境。文中通过试验研究,探讨了制备建筑垃圾基浆体膨胀充填材料的最佳工艺参数。建筑垃圾膨胀充填材料的充填浓度为55%时,既可以保证浆体具有一定的流动性,又没有泌水离析现象。由于物料间水化反应限制,以及水泥和石灰含量相互制约,导致过量石灰掺入,会引起浆体碱浓度过高,因此降低体系液相中Ca2+浓度,制约水泥水化反应,从而确定水泥、石灰含量分别为20%、5%。其他辅料中各组分配比是固定参数,最终确定辅料添加量为12%。为保证建筑垃圾基浆体膨胀充填材料在矿山充填中的实际应用,对最佳配方制备的充填体试样了进行了性能研究,包括浆体粘度、充填体强度、流变、抗碳化能力等。试验表明,建筑垃圾基浆体膨胀充填材料的性能优良,符合井下充填的需要。借助XRD、SEM、TG-DSC等方法,对建筑垃圾基浆体膨胀充填材料的微观结构进行分析:钙矾石是充填体前期水化的主要产物,而后期多以硅铝凝胶类物质为主;在原材料现有的水化反应理论基础上,探究得出建筑垃圾基浆体膨胀充填材料的胶凝过程:通过建筑垃圾粉料CaO-SiO2-Al2O3系统的不稳定玻璃体结构被打破,Si-O、Al-O键发生断裂,颗粒表面受到侵蚀作用发生溶解。建筑垃圾粉料和辅料中各组分物质分别发生水化反应产生钙矾石和凝胶类物质,从而形成网状结构并支撑整个充填体的内部。
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