[发明专利]一种用于路面基层的垃圾焚烧飞灰基地聚合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于路面基层的垃圾焚烧飞灰基地聚合物及其制备方法，涉及公路工程技术领域。本发明所述飞灰基地聚合物由以下质量百分含量原料制成：飞灰9.09～10.35％、偏高岭土36.37～41.42％、氢氧化钠4.87～5.53％、硅酸钠14.74～22.86％、蒸馏水26.37～27.96％。本发明所述垃圾焚烧飞灰基地聚合物的强度与32.5水泥相当，且有害金属浸出量满足环保要求，可替代水泥用于路面基层修筑，且具有早强、耐酸碱、低渗透、低收缩、低膨胀、低导热、耐高温和耐久性好等优点，且地聚合物绿色环保，每生产一吨地聚合物的二氧化碳释放量是生产一吨水泥的1/4～1/6。

技术领域

本发明属于公路工程技术领域，具体涉及一种用于路面基层的垃圾焚烧飞灰基地聚合物及其制备方法。

背景技术

随着世界经济一体化和城镇一体化进程的推进，城市生活垃圾产量逐步提高。垃圾焚烧能最大程度地实现垃圾无害化、稳定化、减量化和资源化的目标，目前在工业发达国家焚烧技术己被作为城市垃圾处理的主要方法之一，并得到广泛应用。

垃圾焚烧残渣中，底灰占总量的80-90％，飞灰占总量的10-20％。此外飞灰中还含有二噁英、呋喃等难降解的持久性有机污染物，因此，垃圾焚烧飞灰是公认的危险废物，被纳入国家危险废物名录中。鉴于垃圾焚烧飞灰年产量大，而可用于处理的填埋场容量接近饱和且新扩建填埋场不切实际，垃圾焚烧飞灰的资源化利用已势在必行。

目前常用的飞灰处置方法有水泥固化法、化学药剂固化法、提取和分离处理法等，这些方法虽各有优势，但也存在各自的局限性。无论是采用水洗、粉碎等飞灰前处理工艺，水泥固化后的固化体均难以达到较高的强度。由于飞灰中氯离子的影响，经水泥固化后的固化体中铁、铜、锌等离子容易浸出而导致污染物超标；化学药剂固化法对于络合态的重金属稳定化效果欠佳，并且化学药剂价格高。熔融固化法需要消耗大量能源，并且装置操作要求高。地聚合材料因其高强、耐高温和耐久性好等优点被用于代替水泥以及石灰等胶凝材料。除此之外，该类材料制备过程中还具有节能，对环境无污染的“绿色”特点。利用制备的地聚合物稳定固化可以作为低成本的道路材料。然而大多数发明只局限于研究地聚合物对飞灰的固化作用，极少发掘飞灰作为原材料制备地聚合物。此外，由于地聚合物的飞灰原料、配比、制作工艺等方面均有不同，保证制备出的地聚合物具有一定强度，使其满足工程要求，也是有效利用地聚合物的必要条件。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于路面基层的垃圾焚烧飞灰基地聚合物及其制备方法。本发明所述垃圾焚烧飞灰基地聚合物强度与32.5水泥相当，且有害金属浸出量满足环保要求，可替代水泥用于路面基层修筑，社会经济效益显著。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种用于路面基层的垃圾焚烧飞灰基地聚合物，由以下质量百分含量的原料制成：飞灰9.09～10.35％、偏高岭土36.37～41.42％、氢氧化钠4.87～5.53％、硅酸钠14.74～22.86％、蒸馏水26.37～27.96％。

优选的，所述地聚合物的硅铝比为3.2～4.0、钠硅比为0.28～0.30、水灰比为0.54～0.58。

优选的，所述飞灰为生活垃圾焚烧发电炉渣中粒径小于0.075mm的细微颗粒。

优选的，所述偏高岭土中SiO₂和Al₂O₃的含量≥90％；所述偏高岭土的粒径≤700μm；所述偏高岭土的粒径在100μm以下的含量≥85％。

优选的，所述氢氧化钠纯度≥90％。

优选的，所述硅酸钠为速溶粉状硅酸钠；所述硅酸钠的溶解速度在30℃下≤240s；所述硅酸钠在120目下过筛率≥95％；所述硅酸钠的模数≥3.0。

本发明还提供了所述用于路面基层的垃圾焚烧飞灰基地聚合物的制备方法，包括以下步骤：