固体废弃物在预拌砂浆中应用阐述

固体废弃物在预拌砂浆中应用阐述
固体废弃物的高效利用是当前国内外受到高度重视的热点，固体废弃物中的粉煤灰、矿粉等应用于预拌混凝土技术已经相当成熟，也被广泛采用。

但是，预拌砂浆在我国尚处于起步阶段，而预拌砂浆的需求量则相当大，仅天津市一年预拌砂浆的需求量为1000万吨，因此，在预拌砂浆中开展固体废弃物的应用和研究，意义重大。

固体废弃物在预拌砂浆中的应用
1、矿粉和粉煤灰
矿粉和粉煤灰，作为具有活性的掺合料，在水泥混凝土和砂浆中主要用于替代水泥。

在预拌砂浆中，矿粉和粉煤灰具有改善砂浆工作性、延缓凝结时间、提高抗裂性、抗渗性和后期强度等优点。

根据砂浆的品种和强度等级不同，矿渣粉和粉煤灰的掺量可达20%～70%，配合砂浆保水增稠剂，配制的砂浆性能完全符合普通商品砂浆的技术要求。

但是，由于矿粉和I级粉煤灰应用技术比较成熟，已经在预拌混凝土中已经得到大量应用，市场上常常出现供不应求的现象，不宜作为预拌砂浆的主要原料。

在预拌砂浆中应重点应用II级及以下级别的粉煤灰和高钙灰。

预拌砂浆中的某些特种砂浆常用细填料主要为重钙粉，占10～40%。

重钙粉是由优质的石灰石经过粉磨而成，生产过程中需要耗费大量的电能，并带来粉尘污染。

随着石灰石资源的日益短缺和能源的紧张，重钙粉的制造成本不断增加。

粉煤灰作为预拌砂浆的细填料替代重钙粉，不仅可以消除粉煤灰堆积带来的环境污染，减少生产重钙粉的资源和能源消耗，而且粉煤灰具有火山灰活性，可以替代部分水泥，并能提高砂浆的抗开裂能力。

高钙灰应用于水泥混凝土和预拌砂浆，应符合相应规范要求。

高钙灰用于预拌砂浆，不仅改善砂浆工作性，而且可提高强度、降低收缩。

应按规定使用高钙灰，避免其安定性不良的风险。

2、钢渣
钢渣是炼钢工业的废渣，其排放量为钢产量的15%左右。

我国钢年产量接近3 亿t，钢渣的年排放量达到5000 万t 以上。

钢渣主要来自金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物、被侵蚀的炉衬料和炉材料、金属炉料带入的杂质和为
调整钢材性质而加入的造渣材料。

其矿物组成包括橄榄石、硅酸二钙、硅酸三钙以及少量游离CaO、MgO、玻璃体等成分，具有一定的水化自硬能力，经过闷渣和超细粉活化处理后，可以较好地解决f-CaO、MgO 的膨胀问题，同时激发其反应活性。

掺钢渣微粉的干粉砂浆，在复合外加剂的作用下，能显示出优异的性能，不仅具有良好的工作性（稠度大、分层度小、保水性好），力学性能满足不同强度的等级的砂浆要求，后期强度持续增长，而且还具有低收缩、微膨胀等特点。

在商品砂浆中掺加钢渣微粉，可综合利用我国大量积压的钢渣，不仅成本低，而且节约资源和能源，保护环境，具有很好的经济效益和社会效益，是一种可持续发展的绿色高性能建材产品。

研究钢渣粉取代部分水泥用于制备预拌砂浆，对于降低商品砂浆的生产成本，提高钢渣的利用率，减轻其环境负荷都具有重要意义。

钢渣应用于预拌砂浆的问题是：（1）存在安定性不良的可能性；（2）各产地钢渣品质差异较大，不利于控制质量；（3）应用研究不充分，目前尚无应用于预拌砂浆的钢渣标准。

目前首钢正在制订行业标准《砌筑、抹灰预拌砂浆用钢渣砂》。

3、炉底渣
主要是工业与民用燃煤锅炉底部排出的灰渣（粒径较粗）、石煤和煤矸石等低热值燃料从沸腾锅炉炉膛排出的沸腾炉渣和电厂燃煤锅炉底部排出的炉底渣三大类。

目前关于炉底渣应用于预拌砂浆的研究公开报道很少，已经公开报道的利用途径是部分替代砂，配制砌筑砂浆。

据测试，许多地方的炉底渣细度模数低于2.0，属于细砂范围，与河砂比较，炉底渣与河砂在0.125mm～0.5mm粒径范围内的累计筛余均为80%左右，只是炉底值在0.125mm以下含量多些，河砂的0.5mm以上含量稍大一些，所以两者在粒径分布上具有可比性。

炉底渣配制砌筑和抹灰砂浆不论稠度、可泵性、冻融、保温等性能与普通水泥砂浆相比均得到改善。

同时，炉底渣价格明显低于河砂，其经济效益也是显著的。

炉底渣还可用于配制保温砂浆，是一个有较大市场需求的产品。

采用炉底渣配制的新型墙材配套砂浆符合JC860-2000《混凝土小型空心砌块砌筑砂浆》的砌筑砂浆和抹灰砂浆各项技术要求。

炉底渣用于预拌砂浆的问题是：（1）颗粒较细、级配较差；（2）颗粒表面多孔；（3）由于（1）和（2）的原因，导致砂浆需水量大、收缩较大；（4）普通水泥混凝土减水剂对掺炉底渣的砂浆基本无减水作用。

4、石粉
石粉来源于生产碎石的石料厂，是生产碎石时筛出的废料（即0.5mm筛以下不同颗粒，通常被称作石粉），日积月累，堆积成山，占去大量土地。

因此，如果能在砌筑砂浆和混凝土中用石粉取代砂子则是一举多得的事。

试验结果表明，石粉砂浆强度高于掺加白灰膏的混合砂浆强度，这是因为用石粉取代砂子后完全改变了砂浆中骨料的级配，石粉中粗颗粒空隙可用粉状颗粒填充，改变了原来由水泥填充的状况从而使细粉集料增多，增加砂浆的密实度，使砂浆强度有所提高。

另外，从连续施工情况看，石粉砂浆无严重泌水现象，和易性较好，便于操作。

5、其他固体废弃物
其他可用于预拌砂浆的固体废弃物还有煤矸石、尾矿砂、磷石膏、脱硫石膏和建筑垃圾等等。

煤矸石和尾矿砂应用于预拌砂浆所带来的问题还有放射性、保水率差、外加剂的适应性差和加工成本高等。

磷石膏和脱硫石膏应用于预拌砂浆，主要用作为胶凝材料。

磷石膏的主要问题是预处理的成本较高，而未经预处理的磷石膏因有害杂质较多导致胶凝性能达不到要求。

因脱硫石膏杂质有害较少，性能优异，其应用于预拌砂浆前景较好。

预拌砂浆固体废弃物利用研究中的一些问题
1、固体废弃物代胶凝材料、代砂的研究还不深入，在我国这方面的研究尚处于初始阶段。

对于应用中的技术问题未开展系统深入的研究。

固体废弃物中最难以有效利用的是超细而惰性的颗粒，目前尚未针对此类废弃物开展深入而系统的研究。

2、由于固体废弃物的种类很多，性质差异也很大，地方性很强，已有的研究成果很难直接应用。

研究和应用还未做到根据现实问题具体分析和应用。

虽然GB/T14684-2001《建筑用砂》和JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》均规范了人工砂的质量标准，但是这对于开发高效利用固体废弃物还远远不够。

由于同种固体废弃物的来源复杂，品质波动较大，制订统一的应用技术标准很困难，因而缺少指导固体废弃物应用于预拌砂浆的标准。

3、尚未开展具有针对性的配套技术研究。

如在预拌砂浆中大量使用固体废弃物，带来砂浆需水量增大、强度下降和收缩增大等问题，仅使用目前的砂浆外加剂难以解决问题，急需研发新的砂浆外加剂。

如果将固体废弃物替代胶凝材料，则需要研究相应的化学激发剂技术。

4、缺乏对大量使用固体废弃物砂浆的耐久性问题研究。

固体废弃物应用于预拌砂浆中的研究刚处于起步阶段，还有广阔的空间，解决预拌砂浆中固体废弃物应用的相关技术问题，将有助于推动预拌砂浆行业的快速发展，并且对节能减排利废具有很重要的意义。