墙体材料作为国民经济发展中不可或缺的重要基础原材料,为我国的经济社会发展作出了巨大贡献。目前,墙体材料行业已成为我国最大的固体废弃物综合利用行业
快速有效利用工业固废
工业固体废弃物大部分为含硅酸盐、铝酸盐、碳酸盐、硫酸盐类的物质,而墙体材料正是由硅、铝、碳、硫酸盐物质制成的矿物材料。作为“放错了地方的资源”,它们大部分可以通过科学的方法和途径生产出性能各异的新型墙体材料。现阶段由于技术、资本和市场的快速发展,工业固体废弃物正在快速有效利用在新型墙体材料工业中。
尾矿在新型墙材领域的应用是它的一个重要利用模式,受制于墙体材料发展技术及地方性,目前尾矿在墙体材料工业中的利用率并不高。
尾矿。我国尾矿综合利用工作从20世纪80年代就已开始,矿山选矿产生的尾矿固废堆存量巨大,多以自然堆积的形式堆存于尾矿库中。尾矿在新型墙材领域的应用是它的一个重要利用模式,受制于墙体材料发展技术及地方性,目前尾矿在墙体材料工业中的利用率并不高。若能有效利用这部分固废,不仅可以控制环境恶化、节约耕地,而且还可以制造环保利废的新型工业产品,实现社会和环境的双赢。
尾矿在新型墙材领域的应用主要包括尾矿免烧砖、砌块,主要以细粒尾矿为主,配以少量的骨料、钙质胶凝材料及外加剂,再加水均匀搅拌后在压力机上模压成型,脱模标准养护后即成免烧砖制品;全尾矿烧结砖是有效利用堆存的大量尾矿烧结原材料、先进的烧结砖机械和生产工艺,挤压成型、焙烧生产全尾矿烧结砖;轻质节能材料是利用尾矿制作免蒸养型轻质节能材料,其产品具有轻质高强、保温绝热、防火隔声等优异性能;水泥熟料组分是利用金属矿山选矿尾矿替代水泥熟料中铁质矿物组分烧制出很好的水泥熟料,有效地替代这部分铁矿的来源,从而进一步作为墙体材料胶凝组分。
目前国内对粉煤灰的综合利用进行了大量实验研究和工程实践,均取得了良好效果。
粉煤灰。粉煤灰是火力发电厂煤燃烧的烟气中捕集下来的微细飞灰,其主要组成是各类氧化物,包含有SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。由于它具有非常好的火山灰活性,与含钙的物质经过适当配合后,在一定的温度和湿度的养护条件下,相互之间会发生水化反应,进而获得一定强度和性能优异的硅酸盐制品。目前国内对粉煤灰的综合利用进行了大量实验研究和工程实践,均取得了良好效果。
粉煤灰应用在墙体材料中的应用主要包括烧结墙体材料,如粉煤灰空心砖、实心砖和多孔砖;粉煤灰烧结砌块、陶粒和微晶玻璃等;非烧结墙体材料包括蒸养和蒸压实心砖、空心砖、混凝土多孔砖和砌块、粉煤灰建筑板材等。粉煤灰陶粒作为砌块和板材的粗、细骨料,也是废渣墙体材料发展的重要方向。
消纳城市污泥和矿化垃圾
2020年我国污泥产生量达7288.3万吨,预计2025年我国污泥年产量将突破9000万吨。大量积累的污泥如得不到妥善处理,将对环境造成二次污染,成为影响城市环境卫生的一大公害,污泥的处理处置已引起国家和行业的重视。
另外,我国有几百座卫生和准卫生城市生活垃圾填埋场和一般堆场,已填入或堆放垃圾几千万吨。填埋场中的垃圾经若干年降解后,基本上达到了稳定化状态,因而称为矿化垃圾。随着城市的发展,几乎每个城市的垃圾产生量都在增加,所需的填埋场面积越来越大,要不断地提供新的填埋场以满足需要是非常困难的,甚至是不可能的。长期埋藏在地下的垃圾经腐熟降解稳定后形成的矿化垃圾可以看作一种资源,它是新鲜生活垃圾在填埋过程中经过长期的物理、化学及生物作用后,形成的一种稳定化的类土壤物质。矿化垃圾在物理结构和水力传导性能方面与砂土相似,而在有机物和微生物含量方面具有肥沃土壤的特点。将其开采利用不仅回收了资源和能源,可以缓解当今的能源危机,而且腾出的场地可以重新用于填埋垃圾,延长填埋厂使用寿命。
利用城市污泥复合矿化垃圾制备绿色墙体材料是目前发展较快的一个污泥处置和资源化利用方案,是将污泥与矿化垃圾作为制作建材部分原料的处置方式,目前主要是应用于制砖、陶粒、保温板材等。
农业废弃物转化应用
农业固体废弃物主要指的是稻或者是谷类的茎秆,经草砖机打压成型为绿色墙体材料。将草砖与传统的黏土砖进行对比分析,草砖具有保温、隔热、造价低廉和透气性较好的特点,其应用范围也在不断扩大。
稻壳板以稻壳为主要原料,将稻壳用粉碎机粉碎并碾磨后,与胶粘剂在搅拌机中搅拌均匀,经混合热压成板状,晾干制成的一种板材,其制造工艺简单,设备投资少。稻壳板具有可锯、钻、钉等加工性能,广泛用作墙板、天花板、门板和地板等。除此之外,稻壳还可以制作耐火砖,将稻壳放入球磨机内研磨后,用耐火黏土、有机溶剂混合搅拌、成型、干燥后制成耐火砖,可用于建造易燃、易爆品仓库。用麦秸和稻草为原料制造的秸秆人造板和稻草板,具有质轻、坚固耐用、无毒和良好的隔声保温性能等特点。