建筑垃圾在水泥生产中的实用性

一、建筑垃圾对水泥熟料化学成分的影响

我们对掺加建筑垃圾前后的水泥熟料进行化学全分析比对，结果见表3。对掺加建筑垃圾前后水泥熟料物理性能进行了对比试验，试验结果见表4。由表3和表4可知，掺加建筑垃圾前后水泥熟料化学性能和基本物理性能没有明显的改变，即建筑垃圾对水泥熟料的化学性能和基本物理性能没有带来危害。

二、水泥熟料试样的XRD分析、电镜分析和岩相分析

为了进一步了解掺加建筑垃圾前后水泥熟料的性能变化以及微观性征，我们借助D/max-ⅢA型衍射仪、KYKY-1000B型扫描电镜和XPF-500透反射型偏光显微镜对水泥熟料进行全方面的研究。分析表明：(1)掺加建筑垃圾前后，晶相水化产物主要是Ca(OH)2、碳化物CaCo3和AFm（单硫型水化硫铝酸钙），以及未被水化的熟料矿物组分。除掺加建筑垃圾后水化样AFm早期生成量要大些，晶相水化产物主要矿物的峰值要高些外，别的没有明显的差别。

(2)随着水化天数的增加，未水化的熟料矿物大大减少，AFm和有进步增加，掺加建筑垃圾后水花样的峰值要高于增加建筑垃圾前的水花样。可见，掺加建筑垃圾后的早期水化程度要大于掺加建筑垃圾前的，随着龄期的增长差别逐渐减小。

(3)掺加建筑垃圾后水泥熟料的岩相没有发生本质的变化，在其他条件不变的情况下，掺加建筑垃圾配料，完全可以烧制性能完好的水泥熟料。通过岩相分析，水泥熟料的解理明显，无断裂等现象，并且熟料试块的各龄期抗折、抗压强度没有恶化的现象。水泥熟料游离钙符合GB/T21372-2008硅酸盐水泥熟料标准的规定。

三、水泥熟料化学成分分析

为了充分达到比对效果，我们随机抽取了20个水泥熟料样品，掺加建筑垃圾前后随机各抽取10个样品，并采用荧光分析仪进行分析测定。结果见表5和表6。图3、4、5分别给出掺加建筑垃圾前后水泥熟料中CaO、KH和C3S的含量的对比。从表中可以看出，掺加建筑垃圾前后，水泥熟料的化学成分变化不大。从图3可知，掺加建筑垃圾之后水泥熟料的CaO含量更高、更稳定。

CaO是生成C3S的先决条件，CaO含量的高且稳定就有利于C3S的后期形成，提高水泥各龄期的强度。分析图4可知，掺加建筑垃圾之后水泥熟料的KH含量更加稳定，数值偏差较小。可见建筑垃圾的掺入，在一定程度上可以优化生料配料方案，水泥熟料的成分将会更加稳定，有利于整个烧成状况的稳定。对比图5可知，掺加建筑垃圾之后，水泥熟料中C3S成分的含量更加稳定，均能达到50%以上。可见，建筑垃圾的掺入，在一定程度上能改善水泥熟料的性能。

四、建筑垃圾对水泥产品性能的影响

将建筑垃圾按照一定比例掺入生产的水泥经过一个月的试验，强度及其它主要性能指标变化不大。P.C32.5和P.C42.5水泥掺加建筑垃圾前后各项指标的平均值比较见表6、表7。从表6和表7数据以及具体试验过程可以看出，掺加建筑垃圾后，生产的水泥龄期抗折、抗压强度没有发生明显变化，体积安定性及其它性能均良好，各项指标都符合国家标准。可见，掺加建筑垃圾对水泥性能没有负面影响。

五、工程应用

枣庄市滕州（义乌）真爱商城项目总投资110亿元，一期工程投资70亿元，规划总占地面积约575亩，其中商业占地面积295亩，规划建筑面积约123万平方米，其中市场区建筑面积约56万平方米。该项目拆除建筑面积约46万平方米，产生建筑垃圾约46万吨（图6）。枣庄金星爆破有限公司利用移动式建筑垃圾破碎和筛分设备(如图7)，对全部建筑垃圾进行破碎和分拣，然后用于中联水泥集团产生水泥熟料和水泥。实现建筑垃圾零距离运输、零排放、全部再生利用，取得了良好的经济和社会效益。

该项目46万吨建筑垃圾，若用填埋法处理方法，以平均填埋5米计算，即需占用土地约6万平方米（90亩），征地费用约8万元/亩，节省建筑垃圾的占地费用约720万元。外运建筑垃圾费用吨公里1.5元，以外运5公里计算，外运费345万元。建筑垃圾的经处理后用于水泥的，每吨的利润约5元/吨，处理46万吨建筑垃圾，企业获得的利润约230万元。建筑垃圾的再生利用，减少对天然砂石的开采，保护生态环境，减少污染，改善城市环境和面貌，提高人们的生活质量，带动建材、房地产和环保产业的发展，有利地促进区域经济的可持续发展。

六、结论

1、枣庄市建筑垃圾的组成和化学成分波动不大，经过破碎、分拣工艺处理的建筑垃圾应用于水泥熟料和水泥生产中是可行的。2、建筑垃圾用于生产水泥具有良好的经济效益。如建筑垃圾在生料配料时掺入15%，在水泥粉磨时掺入10%—15%，日产量在1万吨熟料生产能力的生产线，年可以处理建筑垃圾100万吨，节约石材约60万吨，节约标准煤3.5万吨，综合减少二氧化碳排放30万吨。3、建筑垃圾的再生利用，可以节约砂石等自然资源、减少对自然资源的开采，消耗大量的建筑垃圾，实现了建筑垃圾的循环利用。达到了节能、环保、可持续发展，具有良好的社会效益。

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