固体废弃物制备蒸压加气混凝土的研究进展.docx

固体废弃物制备蒸压加气混凝土的研究进度蒸压加气混凝土(AutoclavedAeratedConcrete简称AAC)是在硅质原料和钙质原料的配料中加入铝粉(膏)作发气剂经加水搅拌、浇注成型、发气膨胀、预养切割再经高压蒸汽养护而成的多孔硅酸盐材料。其体积密度为300～800kg/m³是红砖的1/3;导热系数为0.09～0.22W/(m˙K)仅为红砖的l/4～1/5。因其具备轻质、保温、隔热、吸声、防火、可加工等性能特点被广泛应用于工业与民用建筑成为一种节能环保的新型建筑材料。尤其是蒸压加气混凝土可大量应用固体废弃物作硅质原料顺应当今社会节能环保及循环经济的发展趋势因而倍受关注。随着我国工业化、城镇化建设的快速发展一方面固体废弃物大量排放和堆存占用宝贵土地污染环境和危害人体健康：另一方面城乡建设发展对建材产品需求急剧增加资源环境的约束矛盾日益突出。2022年国家发展改革委出台的《“十二五”墙体材料革新指导意见》明确指出了墙体材料革新重点工作：“实施利废新型墙体材料示范工程推进大宗固体废弃物综合利用示范基地建设通过技术研发支持企业利用建筑废弃物、城市污泥、尾矿、磷石膏等固体废弃物生产新型墙体材料提高综合利用效率。国家墙改政策提出到2022年城镇新建建筑执行不低于65%的建筑节能标准城镇新建建筑95%达到建筑节能强制性标准的要求。毋庸置疑保护环境与节约资源已成为基本国策建筑节能是大势所趋绿色环保型建筑材料的研发及推广应用成为实现建筑节能的关键。本文综述了利用固体废弃物制备蒸压加气混凝土墙体材料的研究进度重点阐述了粉煤灰、石英尾砂和尾矿渣的特点及其材料化技术方法并对当前研究中存在的不足及将来的发展方向进行探讨。1不同材质的加气混凝土本质上讲蒸压加气混凝土是由铝粉在料浆中发气、并在硬化过程当中固定而形成气孔结构;由CaO与Si02在水热条件下反应生成水化硅酸钙(主要为CSH(I)胶凝、水石榴子石和托勃莫来石)并与尚未反应的材料颗粒结合在一起构成混凝土的整体强度。通常CaO由石灰、水泥等提供Si02则由硅质原料提供。一直以来利用富硅固体废弃物制备加气混凝土的研究主要集中在粉煤灰、石英尾砂和尾矿渣等方面。1.1粉煤灰加气混凝土早在1958年我国就开始研究蒸养粉煤灰加气混凝土。经过长期的探索和实践已形成了比较成熟的制备技术。一般而言Si02含量≥40%粒度在180目(80μm方孔筛筛余≤25%)左右的粉煤灰皆可用于生产蒸压加气混凝土制品。目前大量生产和应用的粉煤灰加气混凝土主要为B05-B07级的制品其干容重较大(>500kg/m³)抗压强度较低(≥2.5MPa)导热系数较高(≥0.14W(m˙K))且存在抗冻融性较差、碳化能力低、砌墙易开裂等问题。因此近几年以来的研究主要侧重于性能改良和强度高、容重小的加气混凝土制品开发。王立刚研究组尝试利用超细粉煤灰(5~15um)制各加气混凝土发现超细灰对加气混凝土有明显的增强效应。但由于超细灰粒径小比表面积大颗粒填充效应增强使得制品孔隙率下降容重增大;且由于其活性较原状灰高使得料浆稠化快浇注稳定性变差。杜传伟等人探讨了通过添加物理泡沫和促凝剂来改善孔结构并通过增加水泥用量提高制品强度。结果表明由于加入的泡沫在搅拌制浆过程当中易被破坏对孔结构和制品的强度的改良作用不明显。M.SerhatBaspinarE等人研究了水泥对制品性能的影响发现降低水泥掺量反而可以提高制品的抗压强度。原因在于水泥掺量较高时早期水化反应中会形成大量的钙矾石相;虽然钙矾石相有益于提高坯体的早期强度但会造成制品开裂降低了其耐久性。他们通过添加硅粉来抑制钙矾石相的形成一定程度上改善了水化反应条件提高了制品的强度但却使制品的容重大幅增加。郑怀林等通过添加多种外加剂并精确控制工艺参数研发出B03级粉煤灰加气混凝土保温砌块。但其绝干抗压强度仅有O.89MPa(国标要求为1.0MPa)实际应用价值不大。总起来讲粉煤灰加气混凝土的研究未出现突破性进度尤其对起始物的反应机制及制品的物相、结构与性能的关系等基础问题缺乏深入研究。1.2石英尾砂加气混凝土石英尾砂是玻璃生产过程当中经粉碎筛选后产生的大量废弃物主要为结晶质石英Si02含量达90%以上经处理后可作为加气混凝土的硅质原料。由此既拓宽了制备加气混凝土的原料选择范围又可解决其造成的污染问题。汪洋等人将石英尾砂细度控制在0.08mm筛筛余12%作为制备加气砌块的主要原料研究了钙质材料(石灰、水泥)用量对制品性能的影响发现钙质材料添加量过少生成的水化产物量不足残余Si02过多制品强度低;钙质材料添加量过多Ca过量在碱性环境下易生成强度低的高碱水化物。通过实验在钙质材料添加量为39%(水泥6%石灰33%)时制备出干容重为523kg/m³的样品其抗压强度达3.9MPa干燥收