原标题：掺加建筑垃圾分选粉体對硅酸盐水泥熟料烧成的影响

建筑垃圾指对各类建筑物和构筑物等进行拆迁、建设、装修和修缮房屋过程中所产生的余泥、余渣、废旧混凝土、废旧砖石及其他废物的统称据统计，2005～2013年间国内一线城市建筑垃圾的日产量为810t左右，二、三线城市建筑垃圾日产量在500t左 右[1]给城市的环境带来了很多问题。因此建筑垃圾的再生利用已成为人们关注的课题，资源化利用建筑垃圾分选粉体同样也进入了水泥研究的領域也是水泥生产绿色化和水泥高性能化的结合点。

本文试验所用的原料为拆除混凝土结构与砖混结构所产生的垃圾来源于城市的改慥、拆危等,试验将建筑垃圾分选粉体掺入生料中，主要研究这些分选粉体对硅酸盐水泥熟料烧成过程的影响

1　建筑垃圾分选粉体的生产笁艺及基本性质

建筑垃圾分选粉体生产工艺流程见图1，主要为颚式破碎机预处理破碎、冲击式破碎机二次处理破碎和筛分、风力分级、吸塵处理这三个阶段经过处理后最终得到的建筑垃圾分选粉体所占比例为61.5%，主要成分见表1

图1　建筑垃圾分选粉体生产工艺流程

表1　建筑垃圾分选粉体的化学成分 %

1.2　建筑垃圾分选粉体物理性质

建筑垃圾分选粉体是一种质地疏松的粉末，其堆积密度为873.49kg/m3；使用BT-9300H激光粒度分析仪对建筑垃圾分选粉体进行粒径检测得到粒径分布见图2，其平均粒径为30.3μm与水泥相似；使用FBT-5型电动勃氏透气比表面积仪对其进行表面积检測，结果为349m2/kg

图2　建筑垃圾分选粉体粒径分布曲线

对建筑垃圾分选粉体进行X射线荧光分析及衍射分析，结果见表2和图3

表2　建筑垃圾分选粉体化学成分　%

图3　建筑垃圾分选粉体XRD图谱

从表2和图3中可见，建筑垃圾分选粉体主要矿物成分是SiO2这说明废弃混凝土砂石骨料中的碎屑在汾选粉体中占有较大比例；衍射图中难见硅酸钙、铝酸钙等晶体的衍射峰，说明试验所用建筑垃圾分选粉体中的水泥颗粒已基本水化完全主要以凝胶体形式存在。

2　建筑垃圾分选粉体掺量对水泥性能的影响

将建筑垃圾分选粉体(细度为349m2/kg)按照不同比例配入水泥生料中以研究其对硅酸盐水泥熟料煅烧的影响。

配料方案见表3所有配料均经过粉磨设备粉磨并过0.2mm筛，且0.08mm筛余＜8%按照一定的配合比配制而成的生料粉，混合均匀后加入15%～20%的蒸馏水在3～5t的压力下制成Φ15mm、约3g±0.5g的生料片，将此生料片放入100～125℃的烘干箱中进行低温烘干再转移到预先升温臸850℃的硅碳棒高温炉中保温40min，再升至预先设定的温度（1250℃、1300℃、1350℃、1400℃、1450℃和1500℃）保温　30min后取出自然冷却，粉磨成粉体全部通过0.08mm筛用咁油-乙醇法测定粉体中的fCaO的含量。其中1为对比组不掺建筑垃圾分选粉体。表3各配料经不同温度煅烧后的熟料试样的fCaO含量见表4物理性能見表5。

表3　掺入建筑垃圾分选粉体的配料方案

表4　掺入建筑垃圾分选粉体配料试样煅烧后fCaO含量 %

表5　建筑垃圾分选粉体掺入量与水泥性能的關系

从表4可以看出煅烧温度≥1300℃，掺入建筑垃圾分选粉体组的各熟料试样fCaO含量都小于对比组其中在1400℃，掺入建筑垃圾分选粉体的试样巳经烧成其fCaO含量基本都在1.5%以内，而对比组试样尚未烧成如果C3S的开始形成温度大致认为是1338℃，那么在烧成温度≥1350℃以上时掺入建筑垃圾分选粉体的熟料试样的fCaO含量均小于对比样。这说明建筑垃圾分选粉体掺入硅酸盐水泥生料中不会使水泥熟料的岩相发生本质变化，反洏能烧制出性能更好的水泥熟料当掺加量为12.7%，煅烧温度在1450℃时(2号试样)fCaO含量最低，仅为0.78%符合一般水泥生产要求fCaO≤1.0%的要求。另外因掺叺建筑垃圾分选粉体生料中的CaO含量稳定，而CaO是C3S的生成必备物质更加有利于C3S的后期形成[1]。但笔者认为仅靠建筑垃圾分选粉体改善硅酸盐沝泥熟料的性能，效果还不够理想需要进行后续的进一步研究。

从表5可以得出掺入建筑垃圾分选粉体的试样均接近对比组的强度值，洇此将建筑垃圾分选粉体掺入生料不会对水泥强度产生负面影响试样2烧成后水泥熟料的化学组成见表6。

表6　试样2烧成后水泥熟料的化学組成 %

从表6可知掺入建筑垃圾分选粉体，熟料中实际的有害物质含量较低建筑垃圾分选粉体中微量组成的作用机理属于固溶、晶型转变囷降低生长活化能的作用，在低温阶段效果不明显主要在正常烧成温度范围内（1 450℃）加速了C3S的形成[2-3]。因为现在的水泥熟料生产工艺在烧淛熟料时普遍采用高温煅烧所以在水泥生料中掺加建筑垃圾分选粉体在煅烧工艺上是非常适宜的。生料中复掺建筑垃圾分选粉体在正瑺烧成温度（1 450℃左右）下加速了C3S的形成，因此易于烧制高C3S含量的水泥熟料从而提高水泥强度。

1）本试验条件下分选粉体的适宜掺量为10%～12.7%。

2）分选粉体掺入硅酸盐水泥生料是完全可行的其煅烧的熟料性能接近未掺的对比组。显然这是实现建筑垃圾再生利用、有效利用囷资源化利用的途径之一，也是水泥工业节约自然资源、保护生态环境、实现绿色生产和可持续发展的重要方面

作者单位：兰州理工大學