生活垃圾焚烧炉渣在道路基层中的应用
1、 概述
随着城市人口的不断增长,城市生活垃圾也在不断增加,以上海为例,每天产生的生活垃圾已达1.2万吨以上。焚烧处置生活垃圾是当前国际上较先进的生活垃圾处置方法。但如何处置生活垃圾焚烧后所产生的炉渣,也是我们面临的一个新的课题。
所谓生活垃圾焚烧炉渣是指生活垃圾焚烧过程中焚烧炉排下产生的废渣。据上海御桥生活垃圾焚烧厂实际运行统计,每焚烧1吨生活垃圾将会产生0.23吨的炉渣。以该厂每天处置1200吨生活垃圾计算,每年炉渣的产生量在8万吨—9万吨左右。以此推算,如果全上海的生活垃圾均采取焚烧的话,每年将产生百万吨的炉渣。
对该部分炉渣的处置原先的方法就是填埋,仍以御桥厂为例,2003年用于支付填埋费用(含运输费用),政府财政就支出500万元,还不包括填埋占用土地资源而造成的损失。找到一条使用量大、集中、有长期需求、对炉渣的处理要求相对较低的生活垃圾焚烧炉渣能资源化利用的途径与方法迫在眉睫。
2、 炉渣构成元素
城市生活垃圾焚烧炉渣由熔渣、玻璃、陶瓷、金属、可燃物等不均匀混合物组成。炉渣的主要元素为Si 、Al、Ca。主要成份为不定型玻璃基质、石英、方解石等。经上海环境监测中心对炉渣进行毒性及有害成份分析其结果均低于国家标准规定值;上海市建筑材料机构件质量监督检测站对炉渣进行了放射性检验,其结果符合GB6566要求。
3、炉渣综合利用方法
(一)室内试验:
一是将生活垃圾焚烧炉渣经预处理,分选出铁及其他金属物,分选出可燃物及将大块物破碎、筛分后(由专业公司进行),选取其中0~10mm颗粒作为水泥稳定的级配基层料的部分集料使用,并与水泥稳定碎石基层料做试验室对比试验。二是试件制作试验。三是试件、平行二组同时制作试验,按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ057)进行无侧压抗压强度试验。试验结果表明,用炉渣集料掺加配制的稳定集料,其强度及变异系数均明显优于对比样,其原因分析:1、由于炉渣集料中含有大量的活性成份,有利于试件的强度增长。2、由于炉渣中颗粒分布均匀,其离散好,有利于集料均匀拌和。
(二)现场试验: 实验路段为一抢修工程,路长150m、宽8m、路基层30cm、上摊铺黑色路面,要求能尽早开放交通。故选用掺生活垃圾焚烧炉渣的水泥稳定级配料作基层材料。共分四个阶段
一是拌制阶段,选用强制式搅拌机,搅拌机进出料需有分别的启闭装置;计量装置,各原材料能分斗计量,计量精度为1kg;级配料的净拌制时间不少于30秒。
二是运输阶段,运输车辆车厢内外清洁、无积水方能装料。运输途中料区需予覆盖,防止水分蒸发。运输时间需予控制,不得超过规定时间。
三是施工阶段,采用挖掘机与人工相结合的办法进行摊铺,碾压厚度控制15cm/次。四是养生阶段,碾压完成后即以塑料薄膜覆盖养生,养生时间不少于3天。 经上述工艺施工的路基层,经一段时间的实际应用,无开裂、沉陷等情况出现。
四、结束语
生活垃圾焚烧炉渣处置成集料后,用作公路路基材料使用,具有良好力学性能、较好的板体性及整体性,完全能满足“足够的强度、适宜的刚度和耐久性、较小的变性”的技术要求。
经上述研究与分析及试用,已可基本确定的是生活垃圾焚烧炉渣经一定的处置后,是完全可以适应作为路基材料使用。同时需指出的是:生活垃圾焚烧炉渣集料作为一种新材料使用到市政道路,还有大量的工作要做,除了继续深入探讨研究其机理及合理的使用配比条件外,还需要做好后续的监测及分析,以利于该项成果的进一步推广应用。

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