1 前言

本文将探讨如何有效地利用城市生活垃圾焚烧炉渣而又不至于对生态环境造成不利影响，利用城市目生活垃圾焚烧炉渣制备蒸压加气混凝土板材（AAC板）的可行性试验研究，探寻城市生活垃圾焚烧炉渣新的资源化利用途径，从而获得经济效益和环境效益。

2 实验

2.1 原材料

试验所用焚烧炉渣来源于江苏南京，石英尾矿由实验室提供，其原料的外观特性：焚烧炉渣（F）：其外观灰棕色，成分较杂，颗粒较粗，见图1；石英尾矿（S）：其外观黄色，颗粒较细，二氧化硅含量很高，见图2。

由表1可看出，焚烧炉渣属于高温灼烧后产物，各成分指标参考粉煤灰标准，焚烧炉渣的二氧化硅和烧失量满足《硅酸盐建筑制品用粉煤灰》JC/T409-2016的标准要求，利用其高活性可进行板材的试验制作；其中石灰为中慢速石灰，消解时间10min，消解温度86℃，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥。本试验将以焚烧炉渣作为主要的硅质原料，由图3焚烧炉渣的XRD图谱可知，其主要成分SiO2、Al2O3和CaO。结合表1，焚烧炉渣含有一定量的SiO2和Al2O3，且高温焚烧炉渣的火山灰活性较好；且二氧化硅含量及烧失量满足《硅酸盐建筑制品用粉煤灰》JC/T409-2016的标准要求，可考虑用于制备蒸压加气混凝土。

2.2 试样制备与配比设计

本试验设计四组配比，固定石灰、水泥与石膏的用量，将掺入的石英砂按15%、20%、25%调整；对原材料进行细度处理，过120目筛，称量，搅拌混匀，加水搅拌，调整合适的黏稠度；并加入0.09%铝粉，搅拌结束后将浆体浇注入150mm×150mm×150mm的模具中，再经过静停、脱模、蒸压养护；其中浇注温度为38℃，浇注扩散度控制在25cm~26cm。蒸压养护制度为：排空1h；恒压压力1.2MPa，温度190℃，恒压时间7h。

出釜后，切割成100mm×100mm×100mm的标准测试样块，进行抗压强度测试；并将测完后的制品破碎，粉磨，进行XRD和SEM测试。本试验固定石灰与水泥的占比，其总占比28%，即石灰占比15%，水泥占比13%；同时石膏占比为3%，铝粉用量为总干物料的0.09%；调整焚烧炉渣与石英砂不同配比，从石英砂掺量0~35%，各组标记为A1、A2、A3、A4和A5；配比设计见表2。

2.3 测试方法

利用岛津X射线衍射仪XRD-6000进行物相测试，利用S-4800场发射扫描电子显微镜进行微观形貌测试，按照《蒸压加气混凝土性能试验方法》GB/T11969-2008进行产品性能测试。

3 结果分析

3.1 焚烧炉渣与石英砂不同配比的抗压强度

从表3可以看出：随着石英尾砂的掺量提高，水料比逐渐增大，钙硅比减少。随着石英砂掺量的提高，制品的抗压强度也越来越高，但是掺量到35%时抗压强度下降，可能原因是钙硅比下降和颗粒级配变差。当石英砂的掺量为30%时，制品的抗压强度可达到B05、A3.5等级，满足蒸压加气混凝土板材的抗压强度要求，同时抗冻性满足标准要求，且水料比和钙硅比接近现场生产。

3.2 物相组成和微观形貌

图4为A4样品的X射线衍射图，与标准卡片库对比可知，制备的蒸压加气混凝土砌块的主要晶相为石英、托勃莫来石、C-S-H凝胶和水石榴子石；大部分的SiO2以结晶相存在而未参与水化反应作为基体O．58O．58522，起到骨架作用；托勃莫来石衍射峰强度也比较高，结合图5SEM照片可知，水热反应进行的比较彻底。图5为A4样品的SEM照片，从左至右、从上到下，分别为放大250、1000、2000和5000倍的微观形貌照片，晶体生产较好，针状或片状的水化产物石均匀致密生长，与未反应基体牢固地黏结在一起，使体系的致密度更高，砌块的抗压强度得到有效的保证。

4 结论

焚烧炉渣是一种活性较好的固体废弃物，其吸水性不高，便于料浆黏稠度的控制。主要化学成分为SiO2、OAl26O33和CaO，可作为蒸压加气混凝土的硅质材料使用。

通过工艺配比设计和数据对比，当工艺配比中焚烧炉渣：石英砂：石灰：水泥：石膏为39%：30%：15%：13%：3%时，所制作的砌块抗压强度符合相应标准的优等品要求，此配方用于蒸压加气混凝土板材的制作。

焚烧炉渣与石英砂混合制得的砌块拥有结晶良好的水化产物托贝莫来石、水石榴子石及C-S-H凝胶；水化产物均为针状或片状，与未反应的颗粒穿插而成，絮状的C-S-H凝胶将水化产物与未反应颗粒牢固地黏结在一起，针状或片状的水化产物均匀致密生长，使体系的致密度更高，砌块的抗压强度增大。

来源：《砖瓦》202101期

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