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通过水泥添加剂的应用推动废物利用 张再宏 格雷斯建材产品公司 1介绍 通常，解决一个问题的方案往往会带来另外一个问题。如：某些药品在治疗身体的某个 部位的同时会产生副作用，危害身体其他的部位，最终使治疗过程存在～定的风险。． 正是如此，在世界上寻找处理废弃物方法的同时，水泥工业也在寻找降低产品成本的方 法，这种互利关系导致了废弃物在水泥生产过程中的利用。毫无疑问，生产水泥是在可控风 险下，把源源不断的废弃物转换成有用的建筑材料是最合适的方法。 许多关于废弃物在水泥工业中应用的技术文章已经发表。大部分文章主要集中在对安全 证明、实际应用和产品成本节约的论述，显而易见，这对负责大量的有关废物处理法规制订 的立法者提供了许多额外的帮助。很显然，只有通过用焦炭、废溶剂、废润滑油、轮胎、稻 壳、下水道油污、塑料和废弃燃料(RDF)等代替诸如煤、油、天然气等不可再生资源， 才能保证可持续发展。 本文认为对废弃物的有效利用将是水泥工业的发展趋势。以往的讨论中往往忽略那些由 废弃物中少量和微量元素产生的副作用，这些微量元素已经融入水泥矿物成分中，并影响了 水泥的性能。所以，本文在最后对这些化合物的来源、起因以及对水泥性能的影响进行了简 单的综述。在可以预见的将来，废弃物的利用还将继续增长，所以提议用包含在水泥成品粉 磨过程中加入化学添加剂的方法来减轻负面作用。 2废弃物 根据水泥生产过程，废弃物的利用分为以下三种基本类别： (1)用于掺人人窑生料制备过程中的废弃物。 (2)用于烧成系统代替燃料的废弃物。 (3)用于成品粉磨过程中做混合材的废弃物。 粉煤灰、矿渣、废砂、废铁粉、回收的耐火材料、炉渣、炉灰都可用于制备人窑生料。 锶、硼、镓、铟、铊、锗、铅、锡、磷、砷、硒、碲、溴、氯、钛、锆、钒、铬、锰、钴、 镍、铜和镉微量元素进入生料。因为这些微量元素的挥发性，’这些元素可能或不可能在熟料 结晶体中存在，进而影响或不影响水泥特性。 石油焦炭、废润滑油、聚氯乙烯、溶剂、塑料、稻壳、轮胎、油漆、废弃燃料 (RDF)、废燃料(WDF)等可用于烧成替代燃料。锂、锶、钡、镓、铟、铊、锡、铅、磷、 砷、锑、铋、硒、碲、氟、氯、钛、钒、铬、钼、钴、镍、铜、锌、镉和汞微量元素进人燃 料。由于过高的窑温，只有少量元素能够最终进入熟料岩相中。 在水泥成品粉磨时可以添加废石膏(如磷石膏)、窑灰、粉煤灰、矿渣。通常认为粉煤 3】7 灰、矿渣不是废弃物，它们已经作为掺入水泥和混凝土的普通原料，在世界范围内广泛应 用。它们的加入也使得它们中的铍、锶、镓、铟、铊、锡、铅、磷、砷、硒、碲、溴、氯、 钛、钒、铬、锰、钻、镍、铜和锌等微量元素也进入水泥中，元素含量的多少也影响它们在 水泥中的掺加量。 3对水泥及其性能的影响 上面所列元素并非都以足够影响水泥砂浆和混凝土性能的量存在，一些如镓、铟、硒、 铊等低熔点、高挥发性元素在窑灰中的含量就多于在熟料中的含量。 也并非像泰勒所说的有必要确定每种元素的影响。泰勒说：“微量元素能影响熟料相的 性能，例如影响晶体大小、形态、结构，从整体上改变熟料的微观结构。”，还有：“添加一 个以上的元素其影响并没有相应增加，只不过更复杂。”然而，一些元素已经得到了充分研 究，足以确定其潜在的影响。 3．1降低早期强度 有助于降低早期强度的微量元素大致包括： 大量增长。 (2)硼——分解C，S，稳定届型c：s．和游离氧化钙。 (3)铅——阻止水化，但最终强度合理。 ． (4)磷——把c，s分解为C：s和游离氧化钙，减慢凝结。 (5)砷——减少C，S形成，阻止水化。 (6)锆——改变主要硅酸盐矿物。 (7)锰——影响铁，能替代c，s和c：S中的铁。 (8)钴——替代铁相中的铁，降低早期强度。 (9)锌——混入贝利特(Belite)和阿利特(Alite)，改变晶体结构。 3．2降低后期强度 有助于降低后期强度的元素包括： (1)锶——如降低早期强度所述。 (2)砷——如降低早期强度所述。 (3)钴——如降低早期强度所述。 3．3缩短凝结时