垃圾焚烧炉渣粉替代矿粉对沥青混合料性能的影响

探讨了生活垃圾焚烧(MSWI)炉渣粉料(BAP)100%(质量分数)替代矿粉配制沥青混合料的可行性及其对沥青混合料性能的影响.进行了炉渣粉沥青混合料的配合比设计,分析了炉渣粉料对各项马歇尔指标以及沥青用量的影响;评价了炉渣粉料对沥青混合料路用性能的影响.结果表明:炉渣粉料的加入会使设计沥青用量增加,沥青混合料的马歇尔稳定度有所提高;炉渣粉料的表面形貌粗糙多孔,提高了沥青混合料的高温稳定性;炉渣粉料替代矿粉后,设计沥青用量的增加和混合料内部嵌挤结构的增强可以改善沥青混合料的低温抗裂性能;炉渣粉料中的Si O2和金属氧化物会导致沥青混合料的水稳定性有略微的降低;沥青对炉渣粉料的浸润更加良好,黏附状况更加理想.     

基于路用性能的沥青混合料的最佳沥青用量

为了研究按路用性能确定沥青混合料的最佳沥青用量,采用旋转压实仪(GTM)模拟施工工况,分别对Sup-13、Sup-16两种级配进行了GTM成型试验,通过拟合测定的旋转稳定系数(GSI)随油石比变化曲线的曲率半径突变点,确定了Sup-13的最佳油石比为4.8%, Sup-16的最佳油石比为4.9%.室内模型足尺加速加载试验和试验路用性能长期观测表明:GTM法确定最佳沥青用量的沥青混合料路用性能优于马歇尔法;旋转稳定系数突变点确定的最佳沥青用量是合理的;突变点处的油石比与路用性能具有很好的相关性.     

硬质沥青及其混合料路用性能的试验研究

硬质沥青是低标号基质沥青,具有针人度小、粘稠度大、软化点高、延度小的特点,其高温性能优良,温度敏感性较好,但低温性能略差.针对硬质沥青及其混合料的性能指标,尤其是高、低温性能,水稳定性能和疲劳性能,同时与石油沥青Ah-70#、SBS改性沥青进行对比试验研究,以全面了解硬质沥青的使用性能.研究结果为夏季炎热地区、重载交通和长大纵坡路段应用硬质沥青提供了参考.     

水泥乳化沥青混合料性能试验

对不同乳化沥青用量和水泥掺量的水泥乳化沥青混合料进行了试验研究,通过测试不同乳化沥青用量和水泥掺量时混合料的间接拉伸强度、抗压强度、静态回弹模量以及冻融劈裂强度比、浸水残留稳定度、动稳定度、最大弯拉应变、飞散损失率等指标,得到了乳化沥青用量和水泥掺量变化对混合料强度和路用性能的影响规律。研究结果表明:乳化沥青用量和水泥掺量对混合料的强度及路用性能影响显著,掺加水泥后混合料的抗压强度、高温性能和水稳定性显著提高,其中残留稳定度提高约20%,抗压强度提高35%,动稳定度成倍增长,但混合料的低温弯拉应变降低约12%;水泥乳化沥青混合料中,水泥掺量为3%、乳化沥青用量为8%时,混合料的强度和路用性能相对较好。     

硫酸盐腐蚀环境下沥青混合料耐久性能

针对国内外对硫酸盐腐蚀环境下沥青混合料耐久性能研究甚少的现状,采用干湿循环作用下不同质量分数(2.5%,5%和10%)Na2SO4溶液加速劣化试验,研究了沥青混合料在硫酸盐腐蚀介质中的马歇尔力学性能、高温稳定性和低温抗裂性的变化规律。试验结果表明:沥青混合料在硫酸盐腐蚀环境下的性能衰减较蒸馏水环境下更为严重,且沥青混合料的性能随硫酸盐浓度的增加呈降低趋势;SMA-13沥青混合料的耐硫酸盐侵蚀性优于AC-13沥青混合料;SEM微观分析表明,硫酸盐溶液较蒸馏水更易侵入沥青膜与集料界面,加速水损害,并在干燥环境中结晶膨胀,导致界面强度降低,这是沥青混合料各项性能衰减的主要原因。     

DE硅改沥青及其混合料的路用性能

复合型硅改性剂（DE）是无机沥青改性剂，它具有效果好、使用方便、经济性好等特点。采用实验方法研究了DE改性剂的特点、改性沥青的性能及改性沥青混合料的路用性能。结果表明：DE改性沥青与基质沥青相比，软化点升高，135℃粘度增大，针入度指数增加，当量脆点T1.2降低，说明改性后高温、低温性能与温度敏感性都有改善；DE改性沥青混合料与基质沥青混合料相比动稳定度提高了74％，冻融劈裂比提高了20％以上，抗疲劳性能也有较大幅度的提高。     

纤维沥青混合料的路用性能研究

本文首先进行了AC-16型沥青混合料的配合比设计,确定了掺加纤维与未掺加纤维沥青混合料的最佳油石比,然后进行了沥青混合料高温性能、低温性能和水稳定性能的试验,对比分析了纤维沥青混合料与普通沥青混合料的路用性能,最后结合试验结果分析了纤维改善和提高沥青混合料各项路用性能的作用机理。     

相变沥青混合料可行性及性能研究

提升道路除冰雪能力是保障冬季行车安全的重要手段,相变沥青路面作为一种环境友好型技术具有良好的应用前景。为了确定相变沥青混合料融冰雪是否具有实际应用价值,通过显微镜观测固固相变材料相变过程,测定相关热力学参数。对相变沥青混合料路用性能进行检测,开发了3种融冰雪性能评价方法。结果表明,固固相变材料会发生为结晶态和非晶态的相互转变,熔融焓值在吸放热过程中差距不大,均超过70 J/g,且50次衰减率在2.8%,可以满足沥青路面长期使用需求;随着相变材料掺加量的增加,沥青混合料高温稳定性降低,低温抗裂性提升,抗水损性能先上升后下降,但均能满足规范要求,相变材料掺加量超过0.3%才具有明显的融冰雪效果。可见,固固相变材料可以作为外掺剂加入沥青混合料中,基于路用性能角度相变材料掺量在0.3%～0.5%比较合适,相变沥青混合料不适应于全天低于0℃的地区,需要结合其他除冰雪措施才能保障道路通行能力。     

掺加纳米改性剂的沥青与温拌混合料的性能

由于温拌沥青混合料的施工温度低,矿料内部的水分蒸发速度慢,混合料存在水损害隐患。需要在沥青中添加一定剂量的集料改性剂,以提高温拌沥青混合料的抗水损害性能。通过试验评价了添加纳米改性剂的沥青与混合料的路用性能。结果表明,添加纳米改性剂后,提高了沥青的高温稳定性、抗老化疲劳性、低温抗裂性等路用性能;而且,能降低沥青高温时的黏度,有利于施工。研究成果对减少温拌沥青混合料的早期病害具有重要的指导意义。     

沥青胶浆对沥青混合料高低温性能的影响

在沥青混合料设计中，对沥青胶浆在沥青混合料中的作用认识模糊，并且对沥青胶浆的作用重视不够。按照胶浆理论，将沥青胶浆作为沥青混合料构成中的重要部分，研究了粉胶比变化、纤维对沥青混合料高、低温性能的影响。研究表明，沥青混合料的性能不仅受沥青用量和填料量的影响，更重要的是受填料与沥青相对比例的影响；在沥青混合料设计时应注意结合工程实际作出相应的设计和控制；减少粉胶比，并加入适量纤维，可显著改善沥青混合料的低温柔性的低温松弛能力，同时也使沥青混合料的高温性能得到较大的提高。     

水泥稳定炉渣碎石基层路用性能

为研究生活垃圾焚烧炉渣集料对水泥稳定碎石基层路用性能的影响规律,将0~9.5mm炉渣集料按照不同比例替代天然石料制备了水泥稳定炉渣碎石混合料,并测试了混合料的击实特性和无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、收缩特性及抗冻性.结果表明:炉渣集料掺量越高,混合料最佳含水率越大且最大干密度越小;水泥稳定炉渣碎石的抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冻性均低于水泥稳定碎石;炉渣集料增加了试件的长期干缩变形,但降低了试件对失水率的敏感性,炉渣集料掺量不超过30%将减小试件温缩变形及对温度的敏感性.综合考虑,炉渣集料替代水泥稳定碎石中天然石料的质量分数宜在20%~30%.     

生活垃圾焚烧炉渣集料的胶凝特征

为研究垃圾焚烧炉渣集料(BAA)的胶凝特征,以强度试验分析BAA的水硬性和火山灰活性,并采用X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析微观作用机理.结果表明,BAA含有水泥熟料矿物和活性SiO_2、Al_2O_3,体现出水硬性和火山灰活性特征.BAA中水泥熟料矿物遇水发生水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和Ca(OH)_2,活性SiO_2、Al_2O_3在Ca(OH)_2激发作用下发生火山灰反应生成C-S-H凝胶、水化硅铝酸钙等水化产物;BAA与水泥、水混合后,除上述反应外,活性Al_2O_3在硫酸盐激发下也发生火山灰反应生成钙矾石.BAA在水泥中的火山灰反应有一定延后性.湿法处理、长时间堆放BAA的胶凝活性分别较干法处理、短时间堆放BAA低.     

生活垃圾焚烧炉渣作水泥混合材的研究

论文对生活垃圾焚烧炉渣（简称炉渣）的性质,其用作水泥混合材的活性,它对水泥与外加剂的相容性、砂浆干缩性能、钢筋锈蚀及其它物理性能的影响进行了全面的研究,同时考察了相应的水泥制品的环境安全性,为炉渣的资源化、无害化利用提供理论依据。结果表明：炉渣是一种非活性混合材,它的掺入不影响水泥安定性,会引起标准稠度略有增大,凝结时间稍有延长;随着炉渣掺量的增加,水泥胶砂强度下降,同等掺量的水洗炉渣对强度降幅的影响减小,当炉渣掺量为7.5%时,各项性能均满足PO42.5水泥的生产要求;炉渣对水泥的外加剂相容性影响不大,能降低水泥胶砂的干缩率,不会对钢筋锈蚀造成危害;掺15～40%炉渣的水泥制品重金属极限溶出达到III类地下水的要求,掺80%时达到IV类地下水的要求;掺15%炉渣水泥制品的重金属表面浸渍溶出达到III类地下水的要求,不会对环境造成二次污染。     

城市垃圾焚烧飞灰理化性质及处理技术

焚烧法处理城市垃圾已在世界先进发达国家广泛采用,而城市垃圾焚烧处理引起的二次污染问题已引起人们的高度关注,特别是垃圾焚烧飞灰的安全有效处置成为急需解决的环境和社会问题．通过分析垃圾焚烧飞灰的物理化学性质,对目前国内外城市垃圾焚烧飞灰处理技术进行了系统分析和讨论,归纳出目前国内垃圾焚烧飞灰处理的主要方式为安全填埋、固化稳定化和重金属提取,提出适合于中国垃圾焚烧飞灰无害化处理的途径和方式：开发先进的焚烧炉,加强对入炉垃圾的控制：研究稳定效果好、处理成本低的化学稳定剂以及有效的重金属分离提取方法,以减少垃圾焚烧飞灰中重金属造成的二次污染．     

生活垃圾焚烧飞灰中的二恶英检测

讨论了垃圾焚烧飞灰中二恶英检测的预处理流程和检测方法 .在此基础上 ,采用日本的“废物处理过程中二恶英标准测试方法” ,以上海浦东生活垃圾焚烧发电厂飞灰为对象 ,检测其中二恶英质量浓度 .结果为 6次取样 (飞灰 )中的二恶英质量浓度实测值为 4 2～ 2 4 8ng·g-1,相应毒性当量为 0 .98～ 4 .4 0ng·g-1.参照日本填埋场废物进场要求 ,基本可以填埋处置 .     

垃圾焚烧炉渣在道路基层中的应用实验及数值分析

城市固体垃圾焚烧炉渣作为一种废弃物,具有广阔的资源化利用前景。为研究生活垃圾焚烧炉渣替代部分级配碎石在道路基层中应用的可行性,以焚烧炉渣和石灰岩级配碎石为原料,测试其基本性能。制备不同配合比的水泥稳定炉渣碎石试样,并进行无侧限抗压实验;采用MIDAS/GTS(geo-technical analysis system)对水泥稳定炉渣碎石作为道路基层进行数值模拟,探究在不同工况下路面结构的变形。结果表明:焚烧炉渣吸水率较高而密度较低,压碎值介于30%~45%,大于碎石20%的压碎指标但与海砂相似;且承受结晶压的坚固性良好;水泥稳定炉渣碎石的强度与刚度随着养生龄期的增长而增长,在相同的炉渣与水泥掺量下,原状炉渣试样强度和刚度明显低于同龄期破碎炉渣试样。数值模拟方面,在路面中心处受到轴载时,路面沉降随距路面中心线距离的增大而减小;在承载力满足要求的情况下,道路基层模量不是影响路面沉降的主要因素;增加水泥稳定炉渣碎石基层厚度则可以明显减小路面中心处沉降。     

城市生活垃圾焚烧飞灰的稳定化技术

针对城市生活垃圾焚烧产生飞灰的处理以及由此引发的重金属污染这一问题，引用大量的文献，从飞灰的特性以及形成机理，论述了各种化学药剂稳定化技术和各自特点，并结合国外的化学稳定化处理技术探讨了国内城市生活垃圾焚烧飞灰稳定化处理的应用前景。     

城市生活垃圾焚烧底灰制备墙体材料的试验研究

采用城市生活垃圾焚烧底灰制备墙体材料,试验研究了焚烧底灰用量对混凝土试块抗折强度和抗压强度的影响,测试了焚烧底灰混凝土试块的导热系数,分析了该试块的热工性能。试验研究表明,随着焚烧底灰用量的增加,混凝土试块的抗折强度和抗压强度均先增大后减小,其强度最大值分别达到9.97 MPa和39.81 MPa,而导热系数则是逐渐减小的,最小仅为0.42 W/(m·K)。试验为城市生活垃圾焚烧底灰制备墙体材料打下了初步基础,也是焚烧底灰资源化利用的途径之一。     

城市垃圾焚烧飞灰的水洗脱氯与水泥固化技术

利用水洗脱氯和水泥固化对垃圾焚烧飞灰进行固化/稳定化处理,研究了液固比对焚烧飞灰中氯和重金属的脱除效果的影响,以及水泥添加量和养护时间对固化体密度、抗压强度和重金属浸出毒性的影响。结果表明：水洗过程对氯离子的脱除率为60.11-74.64%,当液固比L/S=20 mL/g时,氯离子的脱除率达到最高的74.64%,但重金属Cr、Cu、Ni 和Zn在水洗过程的脱除率都小于2%。随着水泥添加量和养护时间的增加,固化体密度和抗压强度呈逐渐增大趋势。当水洗焚烧飞灰含量为10-70%时,固化体中重金属Cr、Cu、Ni 和Zn的浸出浓度远低于GB5085.3-2007规定的浸出阈值。