—固体废物制备建筑材料.ppt
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固体废弃物的综合利用ppt课件
17
THANKS!
水污染
土地污染
生活环境
大量固体废弃物进入到江河 湖海造成淤积, 阻塞河道、危 害水利工程。固体废弃物中 的有毒有害成分与水 (雨水、 地表水) 接触, 并被浸滤出来, 导致水体发生酸性、碱性、 富营养化危害水域生态平衡。
固体废弃物堆存占用大量土 地, 有毒有害成分渗入到土壤 之中, 使土壤碱化、酸化、毒 化, 破坏土壤中微生物的生态 平衡, 破坏动植物的生长发育。
5
固体废物资源化的途径
1
提取各种有价组分
2
生产建筑材料
3
生产农肥
4
回收能源
5
取代某种工业原料
6
提取各种有价组分
把最有价值的各种有价组分提取出来是固体废物 资源化的重要途径。如从有色金属废渣中可提取 Au、Ag、Co、Sb、Se、Te、Pd等，其中某些稀有 贵重金属的价值甚至超过主金属的价值。
7
生产建筑材料
循环经济亦称“资源循环型经济”。 以资源节约和循环利用为特征、与 环境和谐的经济发展模式。强调把 经济活动组织成一个“资源一产品 _再生资源”的反馈式流程。其特 征是低开采、高利用、低排放。所 有的物质和能源能在这个不断进行 的经济循环中得到合理和持久的利 用，以把经济活动对自然环境的影 响降低到尽可能小的程度。
利用工业固体废物生产建筑材料，是一条较为广阔的资源 化途径。目前主要有以下几个方面： ① 利用高炉渣、钢渣、铁合金渣等生产碎石，用作混凝土 集料、道路材料、铁路道渣等 ② 利用粉煤灰、经水淬的高炉渣和钢渣等生产水泥 ③ 在粉煤灰中掺入一定量炉渣、矿渣等集料，再加石灰、 石膏和水拌合，制成蒸汽养护砖、砌块、大型墙体材料等 硅酸盐建筑制品 ④ 利用部分冶金炉渣生产铸石，利用高炉渣或铁合金渣生 产微晶玻璃 ⑤ 利用高炉渣、煤矸石、粉煤灰生产矿渣棉和轻质集料
THANKS!
水污染
土地污染
生活环境
大量固体废弃物进入到江河 湖海造成淤积, 阻塞河道、危 害水利工程。固体废弃物中 的有毒有害成分与水 (雨水、 地表水) 接触, 并被浸滤出来, 导致水体发生酸性、碱性、 富营养化危害水域生态平衡。
固体废弃物堆存占用大量土 地, 有毒有害成分渗入到土壤 之中, 使土壤碱化、酸化、毒 化, 破坏土壤中微生物的生态 平衡, 破坏动植物的生长发育。
5
固体废物资源化的途径
1
提取各种有价组分
2
生产建筑材料
3
生产农肥
4
回收能源
5
取代某种工业原料
6
提取各种有价组分
把最有价值的各种有价组分提取出来是固体废物 资源化的重要途径。如从有色金属废渣中可提取 Au、Ag、Co、Sb、Se、Te、Pd等，其中某些稀有 贵重金属的价值甚至超过主金属的价值。
7
生产建筑材料
循环经济亦称“资源循环型经济”。 以资源节约和循环利用为特征、与 环境和谐的经济发展模式。强调把 经济活动组织成一个“资源一产品 _再生资源”的反馈式流程。其特 征是低开采、高利用、低排放。所 有的物质和能源能在这个不断进行 的经济循环中得到合理和持久的利 用，以把经济活动对自然环境的影 响降低到尽可能小的程度。
利用工业固体废物生产建筑材料，是一条较为广阔的资源 化途径。目前主要有以下几个方面： ① 利用高炉渣、钢渣、铁合金渣等生产碎石，用作混凝土 集料、道路材料、铁路道渣等 ② 利用粉煤灰、经水淬的高炉渣和钢渣等生产水泥 ③ 在粉煤灰中掺入一定量炉渣、矿渣等集料，再加石灰、 石膏和水拌合，制成蒸汽养护砖、砌块、大型墙体材料等 硅酸盐建筑制品 ④ 利用部分冶金炉渣生产铸石，利用高炉渣或铁合金渣生 产微晶玻璃 ⑤ 利用高炉渣、煤矸石、粉煤灰生产矿渣棉和轻质集料
固体废物制备建筑材料
利用以中高 碱度渣为主
3.性质
0.78~1.8 1.8~2.5 >2.5
碱度：R=CaO/(SiO2+P2O5)，低碱度渣、中碱度渣、高碱度渣。 活性：钢渣中具有水硬胶凝性活性矿物的含量。随碱度而变化。 稳定性：钢渣中不稳定组分的含量，只有fCaO（游离氧化钙）、 MgO等基本消解完后才会稳定。 耐磨性：耐磨程度与矿物组成和结构有关。耐磨指数为1.43 ，比 高炉渣耐磨。 目前利用率61%以上。
（二） 钢渣的综合利用
1. 用作冶金原料 （1）作烧结熔剂
钢渣含40%~50%CaO，代替部分石灰石做烧结配料。 磷含量高的钢渣熔剂
（2）作高炉或化铁炉熔剂
另含有10%~30% 的Fe和2%±的Mn。做熔剂不但能回收铁 ，还可把CaO和MgO作为助熔剂，从而节省大量石灰石和白云 石资源
（3）回收废钢铁：
1.水渣作建材 （1）矿渣硅酸盐水泥：我国产量
最大品种
（2）石膏矿渣水泥：适用于水工
建筑混凝土和预制砌块
（3）石灰矿渣水泥： （4）矿渣砖 （5）矿渣混凝土
2.矿渣碎石的利用 （1）配制矿渣碎石混凝土 （2）在地基工程中的应用 （3）在道路工程中的应用 （4）在铁路道碴上的应用
3.膨珠作轻骨料 4.其他应用 （1）生产矿渣棉 （2）生产微晶玻璃
水泥
矿渣棉
高炉渣混凝土
二、钢渣的资源化
（一）概述 1.来源： 炼钢过程中排出的废渣。铁水与废钢中所含元 素氧化→氧化物、金属炉料带入的杂质、加入的造渣 剂&氧化剂、脱硫产物和被侵蚀的炉体材料等组成。 2.组成 由钙、铁、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物组成，其 中钙、铁、硅氧化物占绝大部分。 主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、橄榄石、铁 酸二钙、游离石灰等。
固体废物制备建筑材料
固体废物制备建筑材料随着社会的发展，固体废物的产生量日益增加，如何将废物转化为资源，制备建筑材料，已成为当前环境保护和资源再利用的重要课题。
本文将介绍固体废物制备建筑材料的过程和应用。
一、固体废物制备建筑材料的原理固体废物主要包括城市垃圾、农业废弃物、工业废渣等，这些废物中含有很多可利用的资源，如塑料、金属、木材等，这些物质经过处理后，可以用于制备建筑材料。
二、固体废物制备建筑材料的工艺流程1、分类收集：首先对固体废物进行分类收集，根据废物的性质和用途，将其分为可回收物、可燃物、不可燃物等。
2、破碎处理：将废物进行破碎处理，破碎后的废物颗粒更小，更容易进行下一步的处理。
3、热解或熔融处理：将破碎后的废物进行热解或熔融处理，使其转化为液态或气态的物质，进一步转化为建筑材料。
4、精制提纯：将热解或熔融后的物质进行精制提纯，得到高纯度的建筑材料。
5、混合配比：将提纯后的建筑材料与其他材料进行混合配比，得到符合要求的建筑材料。
6、加工成型：将混合配比后的材料进行加工成型，得到所需的建筑材料。
三、固体废物制备建筑材料的应用固体废物制备建筑材料具有广泛的应用前景，例如：1、生产水泥：利用废塑料、废橡胶等固体废物为原料生产水泥，可以降低生产成本，同时减少废物的排放。
2、生产墙体材料：利用废纸、废纤维等固体废物为原料生产墙体材料，可以减少对自然资源的消耗，同时提高建筑物的保温隔热性能。
3、生产混凝土外加剂：利用废油、废溶剂等固体废物为原料生产混凝土外加剂，可以提高混凝土的性能和耐久性。
4、生产建筑胶粘剂：利用废橡胶、废塑料等固体废物为原料生产建筑胶粘剂，可以提高建筑物的粘结性能和保温性能。
5、生产装饰材料：利用废玻璃、废陶瓷等固体废物为原料生产装饰材料，可以降低生产成本，同时减少对自然资源的消耗。
四、固体废物制备建筑材料的优势1、环保：利用固体废物制备建筑材料可以减少废物的排放，保护环境。
2、资源再利用：将废物转化为资源，可以减少对自然资源的消耗。
固体废弃物PPT课件
我国每年产生的煤矸石、煤泥等低热值 燃料，按热量折算约为1500～1800万t标准 煤。
因此，煤矸石发电是煤矸石综合利用社 会、环境、经济效益相统一的最有效途径， 也是煤矿发展煤矸石综合利用的重头戏。
.
33
阳泉煤业集团
• 目前已经形成24MW装机容量和1万t电 解铝的规模。2001年取得电解铝产量1.32 万t、销售收入1.4亿元、利税280万元。
.
14
第二节 城市垃圾的综合利用
1、城市垃圾的收集和运输 2、城市垃圾的处理 3、城市垃圾的回收利用
.
15
1、城市垃圾的收集和运输
垃圾产生 垃圾收集 . 垃圾中转站
垃圾处理16
.
17
2、 城市垃圾的处理
• 常用方法
– 堆肥 – 沼气化 – 焚烧 – 填埋
• 最有效的处理方法
– 垃圾分类： 生物处理 转换
“循环经济理念”。
.
26
4、矿业废物的主要用途
废物名称
主要用途
较轻金属矿 多种金属共生矿 废石和尾矿 煤矸石、粉煤灰
建筑材料水泥 回收金属 铺路、造地、建材 燃料、化工、建材
国务院已出台关于2003年取缔粘土制砖的规定。
.
27
煤矸石的利用
1、我国煤炭工业的地位
• 能源特点：富煤、贫油、少气 短期内，煤炭在我国能源构成中仍
.
18
德国城市家庭花 园中的垃圾堆肥
.
19
北京阿苏卫垃圾填埋场
.
20
垃圾
填埋
场
HDPE
土工
膜和
塑料
渗滤
管网
.
21
丹麦的有机垃圾变生物气的设施
.
因此，煤矸石发电是煤矸石综合利用社 会、环境、经济效益相统一的最有效途径， 也是煤矿发展煤矸石综合利用的重头戏。
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33
阳泉煤业集团
• 目前已经形成24MW装机容量和1万t电 解铝的规模。2001年取得电解铝产量1.32 万t、销售收入1.4亿元、利税280万元。
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14
第二节 城市垃圾的综合利用
1、城市垃圾的收集和运输 2、城市垃圾的处理 3、城市垃圾的回收利用
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15
1、城市垃圾的收集和运输
垃圾产生 垃圾收集 . 垃圾中转站
垃圾处理16
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17
2、 城市垃圾的处理
• 常用方法
– 堆肥 – 沼气化 – 焚烧 – 填埋
• 最有效的处理方法
– 垃圾分类： 生物处理 转换
“循环经济理念”。
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26
4、矿业废物的主要用途
废物名称
主要用途
较轻金属矿 多种金属共生矿 废石和尾矿 煤矸石、粉煤灰
建筑材料水泥 回收金属 铺路、造地、建材 燃料、化工、建材
国务院已出台关于2003年取缔粘土制砖的规定。
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27
煤矸石的利用
1、我国煤炭工业的地位
• 能源特点：富煤、贫油、少气 短期内，煤炭在我国能源构成中仍
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18
德国城市家庭花 园中的垃圾堆肥
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19
北京阿苏卫垃圾填埋场
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20
垃圾
填埋
场
HDPE
土工
膜和
塑料
渗滤
管网
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21
丹麦的有机垃圾变生物气的设施
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固体废物制备建筑材料22页PPT
固体废物制备建筑材料
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
▪
谢谢！
22
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
Hale Waihona Puke ▪29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
▪
谢谢！
22
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
Hale Waihona Puke ▪29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
固体废物制备建筑材料
03
促进循环经济发展
固体废物制备建筑材料符合循环 经济的发展理念，有助于推动产 业结构的绿色转型和升级。
04
挑战与问题
技术难题
固体废物制备建筑材料的生产技术还不够成 熟，需要进一步研究和探索。
产品质量问题
由于消费者对新型建筑材料的认知度有限， 市场接受度不高，需要加强宣传和推广。
市场接受度
由于固体废物的成分复杂，制备出的建筑材 料可能存在质量不稳定、性能不达标等问题 。
政策法规限制
部分地区对固体废物制备建筑材料的政策法 规限制较为严格，制约了该行业的发展。
解决方案与建议
01
加强技术研发与创新
鼓励企业加大技术研发和创新 投入，提高固体废物制备建筑 材料的生产技术水平。
02
制定产品质量标准
制定和完善固体废物制备建筑 材料的行业标准和产品质量标 准，确保产品质量稳定可靠。
国内的研究主要集中在材料的制备工艺、性 能优化和工程应用等方面，同时也关注环保 和资源循环利用。
国际研究现状
国外对固体废物制备建筑材料的研究较早，已经形成了较为完善的理论体系和实践 经验。
欧洲、美国和日本等发达国家在固体废物制备建筑材料方面具有较高的技术水平和 产业化程度。
国外的研究重点在于提高材料的性能、降低成本以及拓展应用领域等方面，同时强 调可持续发展和绿色建筑的理念。
发展趋势与展望
随着环保意识的提高和资源的日 益紧缺，固体废物制备建筑材料 将成为未来建筑材料的重要发展
方向。
未来的研究将更加注重材料的性 能提升、降低生产成本、拓展应 用领域以及实现规模化生产和商
业化应用等方面。
同时，随着科技的不断进步，将 会有更多的新型固体废物制备建 筑材料涌现，为建筑行业的发展
固体废物的建材利用
3.高炉渣的处理加工
在利用高炉渣之前，需要进行加工处理。其用途 不同，加工处理的方法也不同。我国通常是把高 炉渣加工成水淬渣、矿渣碎石、膨胀矿渣和膨胀 矿渣珠等形式加以利用。
高炉渣中主要的化学成分是二氧化硅(Si02)、三氧化二铝 (AIA)、氧化钙(CaO)、氧化镁（Mg0)、氧化锰(MnO)、 氧化铁(FeO)和硫(S)等。此外有些矿渣还含有微量的氧化 钦(Ti02),氧化钒(V205),氧化钠(Na2O),氧化钡(BaO)、五 氧化二磷(P205)、三氧化二铬(Cr203)等。在高炉渣中， 氧化钙(CaO)、二氧化硅(Si02 )、三氧化二铝(A1203 )占 90％（质量百分数）以上。
(1)高炉矿渣水淬处理工艺
水淬法式我国高炉渣在利用之前加工处理的主要方法。 主要采用的方法： （1）池式水淬法 （2）炉前水淬法
(2)矿渣碎石工艺
矿渣碎石式高炉熔渣在指定的渣坑或渣场自然冷却或淋水 冷却形成较为致密的矿渣石后，再经过挖掘、破碎、磁选 和筛分而等到的一种碎石材料。 主要采用的方法： 热泼法 堤式法
三、高炉渣在建材方面的应用
1．水淬渣的用途 （1）生产矿渣水泥 （2）生产矿渣砖 （3）湿碾矿渣混凝土
2．矿渣碎石的用途
（1）矿渣碎石混凝土 （2）矿渣碎石在地基工程中的应用 （3）矿渣碎石在道路工程中的应用 （4）矿渣碎石在铁路道渣上的应用
3．膨胀矿渣及膨珠的用途 4．高炉渣的其他用途 （1）矿渣棉 （2）生产微晶玻璃
第 四 章固体废物的建材利用源自固体废物的建材利用
利用工业固体废物生产建筑材料是解决建材资源短缺的一条有效途径， 这对保护环境和加速经济建设具有十分重要的意义。利用工业固体废 物生产建材的优点是：①原材料省，生产效率高。例如，利用高炉渣 和钢渣生产水泥可节约1/3石灰石和1/2燃料，生产效率提高一倍；② 耗能低。例如，用矿渣代替水泥熟料生产水泥，每吨原料的燃料消耗 可减少80％；③综合利用产品的品种多，可满足多方面的需要。例如， 用固体废物可生产水泥、骨料、砖、玻璃和陶瓷等多种建筑材料；④ 综合利用的产品数量大，可满足市场的部分需要。例如，假如我国每 年利用4000万吨的工业固体废物生产水泥或作混凝土掺合料，则可弥 补目前一年800万吨的水泥缺口；⑤环境效益高，可最大限度地减少 需处置的固体废物数量，在生产过程中，一般不产生二次污染。例如， 生产一亿块砖可吃掉10~22万吨粉煤灰。
固体废物制备建筑材料
使用固体废物制备建筑材料有助于降低能 耗和减少二氧化碳等温室气体的排放，符 合绿色低碳的发展理念。
促进循环经济发展
提高经济效益
固体废物制备建筑材料是循环经济的重要 组成部分，有助于推动产业结构的优化和 升级。
固体废物制备建筑材料可以降低生产成本 ，增加企业的经建筑材料的生产技术要 求较高，需要具备相应的技术和设备 条件。
案例三：利用农业固体废物制备墙体材料
农业固体废物
农业固体废物如稻草、麦秸等，经过加工处理后，可作为制备墙体材料的原材料。
制备过程
将农业固体废物经过破碎、压缩、烧制等工艺过程，制备成具有良好保温、隔音、防火性 能的墙体材料。
优势
利用农业固体废物制备墙体材料，不仅可以减少废物的堆积，降低环境污染，还可以节约 天然资源，降低生产成本。同时，这种墙体材料具有较好的保温、隔音性能，能够提高建 筑物的舒适度和节能效果。
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提升建筑质量
通过先进的制备技术，将 固体废物制备成性能优良 的建筑材料，提升建筑的 质量和耐久性。
技术
破碎与磨细
将固体废物进行破碎和磨细， 使其达到一定的粒度和细度， 满足制备建筑材料的物理性能
要求。
混合与搅拌
将破碎和磨细后的固体废物与 适量的添加剂进行混合和搅拌 ，制成具有一定性能的建筑材 料。
市场前景
市场需求持续增长
随着城市化进程的加速和建筑业的快速发展，对于建筑材料的消耗量不断增加， 而固体废物制备建筑材料的环保、经济优势逐渐被市场认可，市场需求呈现持续 增长趋势。
循环经济的推动
循环经济的理念逐渐深入人心，人们更加注重资源的循环利用和可持续发展，固 体废物制备建筑材料作为一种典型的循环经济产业，具有广阔的市场前景和发展 空间。
典型固体废物的处理与利用-制备建筑材料煤系固废74页PPT
典型固体废物的处理与利用-制备建筑
材料煤系固废
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍
材料煤系固废
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍
第十章 固体废物制备建筑材料
1
2 3
4
5
固体废物处理与处置
10.1.1 无机建筑材料
⒉ 建筑石灰
①生石灰粉
②消石灰粉 ③石灰膏 ⒊ 水玻璃 水玻璃是由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅化合而成
的一种可溶于水的硅酸盐，俗称泡花碱。
固体废物处理与处置
10.1.2 水泥
⒈ 硅酸水泥原料的化学成分
固体废物处理与处置
10.2.2 氨碱废渣制建筑胶凝材料
⒈ 工艺流程
碱渣 煤 灰 煤矸石 干燥 配料 固液分 离 球磨 配料
返 石
煅烧 制段 细混 粗混
破碎
球磨
建筑胶凝材料
图10.2 氨碱废渣制建筑胶凝材料工艺流程
固体废物处理与处置
10.2.2 氨碱废渣制建筑胶凝材料
⒉ 碱渣胶凝材料性能 ⑴建筑胶凝材料化学组成
表10.3 硅酸盐水泥熟料的主要矿物
主要熟料矿物名称 （化学式） 硅酸三钙 （3CaO·SiO2）
硅酸二钙 （2CaO·SiO2） 铝酸三钙 （3CaO·Al2O3） 铁铝酸四钙 （4CaO·Al2O3·Fe2O 3）
简写 含量/ % C3 S 36～ 60
C2 S C 15～ 37 7～15
性能与作用
C4AF
10～ 18
固体废物处理与处置
10.1.2 水泥
水泥的主要熟料矿物的性质比较为：
水化速度 C3A＞C3S＞C4AF＞C2S
水化热 C3A＞C3S＞C4AF＞C2S 强度 C3S＞C2S＞C4AF＞C3A 耐化学侵蚀 C4AF＞C2S＞C3S＞C3A 干缩性 C3A＞C3S＞C2S＞C4AF
（ⅲ）900～1100℃时，2CaO·Al2O3·SiO2(C2AS)形成又
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（3）水泥的组成
烧制水泥熟料的生料化学成分范围/％
成分 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO
含量 64～68 21～23 5～7 3～5
＜5
硅酸盐水泥熟料主要矿物及其含量
矿物名称
硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
化学成分
3CaOSiO2 2CaOSiO2 3CaOAl2O3 4CaOAl2O3Fe2O3
胶凝材料
气硬性胶凝材料 水硬性胶凝材料
是指在一定条件下经过自身的 一系列物理化学作用，能将砂、 石、砖、石块、砌块或块状材 料粘结成为具有一定强度的整 体材料。
1. 常用气硬性胶凝材料
• 石灰 • 石膏 • 水玻璃 • 镁质胶凝材料
只能在空气中硬化、发展， 并保持其强度，在水中不 能硬化。
（1）石灰
Na2CO3 +nSiO2 ==Na2O nSiO2 +CO2
2.常用水硬性胶凝材料
既能在空气中 硬化，又能在 水中硬化，保 持并持续发展 其强度。
在建筑工程中应用最多的是硅酸盐类水泥
（1）原料组成：生产水泥的原料是石灰 石、黏土和铁粉
加入铁粉是为了降低水泥窑的烧成温度，使液相出 现，降低液相黏度，使石灰石和黏土彻底反应，减 少水泥料中游离氧化钙含量，从而提高水泥质量
度时，内燃料再坯体内也进行燃烧，这样烧成的砖称为内 燃砖。
内燃砖比外燃砖可以节省大量外投煤，节约黏土 原料5％～10％，且强度可提高20％左右，表 观密度减少，热导率降低，同时还处理了大量工 业废渣。我国普遍采用。
（2）蒸养（压）砖
• 经常压或者高压蒸养护硬化而成的砖称为蒸养 （压）砖，如灰砂砖、粉煤灰砖、炉渣砖等。
缩写符号 含量/%
C3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ C2S C3A C4AF
44～62 18～30 5～12 10～18
——水泥是上述几种熟料矿物（另加石膏）的混合物，改 变熟料之间的比例，水泥的性质将会发生相应的变化。如 提 高 C3S 、 C3A 的 含 量 ， 可 制 成 快 硬 高 强 水 泥 ； 降 低 C3S 、 C3A 的含量，适量提高C2S的含量，则可制得水化热小得大 坝水泥
（2）工艺原理
生产过程可以简单的概括为“两磨一烧”，即生料的配置和磨细、生料的 煅烧、熟料加石膏磨细
①磨细成生——将原料按比例配合、磨细，得到称为生料的混合物。 ②煅烧——生料在回转窑或立窑内，经1350～1450℃高温煅烧、冷却后得
到粒状或块状的熟料。熟料与适量石膏共同磨细，得到成品水泥。煅烧 炉分预热带、分解带、反应带和烧成带. • 分解带:温度＜1000℃,主要进行的反应为： 石灰石 CaCO3=CaO+CO2, MgCO3=MgO+CO2; 黏土Al2O3·2SiO2·2H2O=Al2O3·2SiO2+2H2O • 反应带：温度1000～1300℃，发生的主要反应为： CaO+2Al2O3=CaO·2Al2O3;2CaO+Fe2O3=2CaO·Fe2O3 • 烧成带：在1300℃高温下，铁铝酸四钙、铝酸三钙及碱质氧化钙烧成液 相，当温度达到1450℃时，2CaO·SiO2+CaO=3CaO·SiO2。铁矿粉的 作用是使物料生成最低共熔物，大大降低熔点。
• 蒸养（压）砖是以石灰、砂为主要原料，经成坯、 养护而成的墙体材料。以砂80％～90％，石灰10 ％～20％，水3％～10％，经混合搅拌、压制成 型（成型压力为15～20MPa），放入蒸汽釜内， 通过饱和蒸汽，经5～8h的蒸压养护，使砖坯中 的砂子与石灰反应生成含水硅酸钙与砂料牢固粘 结，形成具有相当高强度的灰砂砖。
（3）玻璃
玻璃种类很多，按功能可以分为平板玻璃、热反射玻璃、 异型玻璃、夹层玻璃、泡沫玻璃和中空玻璃等
2. 墙体材料生产技术
墙体材料是建筑工程中的重要建筑材料。 以普通砖为例，孔洞率大于15％或者没有 孔洞的砖，称为普通砖。根据原料和工艺 的不同，普通砖又分为烧结砖和蒸养（压） 砖两类。 ——在一般的房屋建筑中，墙体占整个建筑 物质量的1/2，用工量、造价约各占1/3。
（1）烧结砖
以黏土、页岩、 煤矸石或粉煤为 主要原料，经焙 烧而成
• 焙烧是制砖的主要环节。若砖坯在氧化气氛中焙烧出窑， 则值得红砖。若砖坯在氧化气氛中烧成后，再经浇水闷窑，
使窑内形成还原气氛，可促使砖内的红色高价氧化铁 （Fe2O3）还原成青灰色的低价氧化铁（FeO），然后冷 却至300℃以下出窑，即制得青砖。
• 内燃烧砖法。它是将煤渣、粉煤灰等可燃工业废渣以适量 比例掺入制坯黏土原料中作为内燃料，当砖焙烧到一定温
十一：固体废物制备建筑材料 技术原理
固体废物制作建筑材料的意义
•建筑材料是经济建设应用最 广、用量最多的材料。 •许多固体废物的组成类似于 建筑材料生产原料，可直接 用做或转变成可用的建筑材 料。 •利用固体废物代替传统建筑 材料生产原料制备建筑材料， 保障建材工业的可持续发展 和环境保护
一、胶凝材料生产技术
生石灰具有强烈的水化能力，遇水发 生熟化反应（也称消解反应）生成熟 石灰，并放出大量的热，同时体积膨 胀1～2.5倍
• 煅烧： CaCO3 900-1000C CaO+CO2
MgCO3 700 C MgO+CO2
• 熟化： CaO+H2O==Ca(OH)2 +64.8kJ 构成紧密交织的结构 网，强度进一步提高
膏（生石膏）或含硫酸钙的化工副产品 和废渣，如磷石膏、氟石膏和硼石膏等， 其化学成分为，也成为二水石膏。建筑 石膏是二水石膏经107～170℃温度下煅 烧分解而成的半水石膏，也称熟石膏， 反应如下：
CaSO4
2H
2O==CaSO4
1 2
H
2O+
3 2
H2O
（3）水玻璃
原料包括石英砂，纯碱或含碳酸钠的原料及 有类似成分的固体废物。将原料磨细，按比 例配合，在玻璃熔炉内加热至1300～1400℃， 熔融而生成硅酸钠，冷却后即成固态水玻璃， 反应式如下：
• 硬化: 包括干燥、结晶和碳化三个交替进行的过程。干燥时，石灰浆体中多余水 分蒸发或被砌体吸收使石灰粒子紧密，获得一定强度。随着游离水的减少，逐渐从 饱和溶液中结晶出来，形成结晶结构网，使强度继续增强
• 碳化：CaO+H2O+nCO2==CaCO3+(n-1)H2O
（2）建筑石膏
石膏的生产原料包括含硫酸钙的天然石