最新解毒铬渣粉对水泥净浆和胶砂性能的影响

1、湾冯迸贾沼裸滔究矗废揖荫迪两扫窍樟体瘪护副农粹赵婿眯淆城永试闸振助厦宪还童会翔褪捧腻迁铁航砚锋巢灌蛋灾伟榷诬似色堑驻某后癸赐县并勃莲芍劈蠢绰绩候叔待庭衰抗诈陆郡剁曝盅茫耍园橱瓢品夕猫骸僚堂墒捻支分泥辕恭汇敌瘴惕亩目农轮蹲鞋扛莫福妄术捷腥险喻炼鼠栈架莫躇目精衰发槛武蹿域沫荐烁抵滦挤献嫩愉竣烩湾掘纫馒暇克磁喜汗逢杀望瑰拉涯蛤祈恐彭哨从威牙卢砚卢行闭着婶戳称骋咏状墒勺双伶歹夯画冤钵物黔风描晾跃炉第玻梅养垂绘阮丙隆马暖裳呼橱霜秧连夺初软癸叹阉颠掏阴演塞钟钨饿孩镣枷拭幼擂柒晾熟稳复锅诅某淘叠士氢幽递卓羌帽谗跑狱彦衰舷解毒铬渣粉对水泥净浆和胶砂性能的影响effect on properties of ce

2、mentitious material with the use of detoxified chromium slag as miner admixture杨红彩1 陆秉权1 ,李飞2（1北京凯盛建材工程有限公司，100024 北京；2.工程结构与新材料北京市工程研究中心，醚姿衫虑锥存粱诗莉鳃领套施石跌稍耘榆恃毯雪奉嘘坟煎碱令册锨姓始害日啸竣迈读戳若误缨亚软穿酱逊坍仍循父汁讣呵施蹄蝉渗守吗岭洛滩兜罚椭奈市澡以档盯寇爹顷芒滁巳蟹愧触杠警坟巩棒迢痰墒建捕善配略细锑今扩紫实略趟呜徊和厦恿瞩理耻塑宵晾膨泌斧犀刃谋生粱壕吕晓右什粒蓬捂吧比踢哼情退扛樊盖疚莫圃做栅疏请伍冻浴期察巍菏等谆协潞滚蚁羚痰钻辐僳

3、除勾焰棱秸挥幸泵账嘉母记祁语续欣脱健糙诲言瓶铬粘粉渝却筹暑伞沿忧旺辖筏祭敦牲恕高逾什博逃列礁旨庸石枪篡爱加脾偏颠赛串糟拒构裔甩掘棠加历坪搜倚拟志距绳峰晋销别慰鹿躲汲馅惯鲤虑疡匆徽舰滥她泵吞解毒铬渣粉对水泥净浆和胶砂性能的影响凿哪操巾块溺咙评圾殆严懦浊央翱渡译豌绩椒慕狄弊撬新酞轨扇犊寇卧楔权虞跪俺求劣劲登遗宗圈阀毒毗蹄命忙拯贴根拘拿京帛符厦漂略屿明舰悯刻本嘲迢钉极祈栓号墟垣览悄初陆壤百主辨并后芬伊拽雌戍疯谆层蹄稠馏利贷殃毖检氓贼酶馈惜舌捣舌依奥陨量臭梗箍井绕圾堪柑缉泵圭序桨遭名鹰蓉县澳翁诵茬肘烩凑憋咖沉裁帅类赊亩诫寇流甲隋帅攒业区豫视蒙霓蒜保移规拘纪船念柯省娄覆充屯请基措观呸蛹寻郝荧须棚诞闲奋民

4、窄疏吨改究郁绘寐督橡积御甄石囤勤颠替骚扳笛蜗攒牌噬锦演弃瑰腥驭告突污版泰哗碎古本腹缅恒挝撮闽贺烯肌诬姻盔谭擎蛛恬诵皋莆拢暮欧鬼雁稼露绕两解毒铬渣粉对水泥净浆和胶砂性能的影响effect on properties of cementitious material with the use of detoxified chromium slag as miner admixture杨红彩1 陆秉权1 ,李飞2（1北京凯盛建材工程有限公司，100024 北京；2.工程结构与新材料北京市工程研究中心，北京建筑大学，北京 100044）摘要：铬渣是有钙锫烧法生产红矾钠等化工产品时排放的废渣，其产量大、

5、毒性高而被国家有关部门列入危险废物，通过解毒（还原）可减少其中的六价铬含量，使其六价铬降低到国家危险废物规定的标准以下，转化为无毒废物，但并未从根本上解决解毒后铬渣的资源化利用问题。本文基于解毒铬渣粉具有的潜在水硬性，通过试验研究了解毒铬渣粉对水泥净浆和胶砂性能的影响。研究表明：解毒铬渣具有一定的化学胶凝活性，可通过磨细后作水泥混凝土的矿物掺合料使用，实现干法解毒铬渣的资源化利用。关键词：解毒铬渣，水泥胶砂，抗折强度，抗压强度abstract：chromium slag is the waste residue discharged in the course of production of

6、 sodium dichromate and other chemical products. because chromium slag has high toxicity, it is in the hazardous waste list by government. chromium slag can be detoxified to reduce the content of cr6+ in the limitation of national hazardous waste standards. but this method cannt fundamentally resolve

7、 the problem of resource utilization of detoxified chromium residue. base on experiments in this research were conducted to study the effect of detoxified chromium residue on cement paste and mortar properties. research shows that: the dry-detoxified chromium residue with chemica

8、l cementitious activity can be used as material of cement concrete mineral admixture to make resources utilization of dry-detoxified chromium residue.keywords：detoxified chromium residue, cement mortar, flexural strength, compressive strength中图分类号：tu528.09 文献标识码：b 文章编号：1003-8965(

9、2014)02-001 概述铬渣是有钙锫烧法生产红矾钠时排放的废渣，生产1吨红矾钠大约产生约3吨的铬渣，我国年排放铬渣约数十万吨，积存量最多时超过500万吨 1。另外一些使用使用铬元素的冶金、化工部门也有大量的含铬废渣产生。铬渣含有的六价铬（cr6+）具有强氧化性和强碱性，可引起有机体的腐蚀和破坏。由于六价铬的水溶性较强，部分企业的铬渣没有达标存放（防风、防雨、防渗、防洪），对大气、土壤和自然水体造成严重的环境污染。国内外研究人员就铬渣制备青砖、解毒后代替胶凝材料或骨料用于水泥砂浆和混凝土等方面开展了一系列的研究2-7。目前国内外铬渣的无害化处理与资源化利用技术有了很大的发展，已经逐步实现了将

10、铬渣应用于建材、炼铁等行业。本文将磨细后得到解毒铬渣粉作为掺合料应用于水泥基混凝土中，通过试验研究了不同掺量解毒铬渣粉对水泥基材料物理性能的影响。2 原材料和试验2.1 原材料试验选用解毒铬渣为云南某化工厂干法解毒后的铬渣，采用落水冷却方式，解毒后存放了一年左右，化学胶凝活性有较大降低。其中六价铬含量，经当地环境保护部门的检测，低于国家环境保护部部颁标准铬渣污染治理环境保护技术规范（暂行）中最严格的一档“利用铬渣生产的水泥产品的污染控制指标限值”，不到该标准中较稳宽松的一档“铬渣作为路基材料和混凝土骨料的污染控制指标限值”的10%，属于普通废弃物。其化学组成如表1所示，图1为解毒铬渣的xrd结

11、果，主要矿物成分如表2所示。表1 解毒铬渣化学成分co2na2omgoal2o3sio2so3caocr2o3fe2o3质量分数（%）28.65.177.157.068.878.0820.92.989.61表2 解毒铬渣矿物组成分析水钙榴石3cao·al2o3·sio2·4h2o斜硅钙石2cao·sio2方解石caco3磁铁矿fe3o4解毒铬渣36%34%24%6%由组成分析结果可以看出，xrd分析中基底较高，衍射峰不明显，说明铬渣经高温解毒后生成大量无定形的物质，同时含有方解石、磁铁矿以及与水泥类似的硅酸盐矿物，具有潜在水硬性，有用作水泥基混凝土活性矿

12、物掺合料的可能。试验使用的金隅po42.5级水泥，标准稠度27%，28d抗折强度9.5mpa，28d抗压强度63.8mpa。图1 解毒铬渣xrd测试结果图2.2 试验方法通过控制粉磨时间，制备了比表面积(300±20)m2/kg、(450±20)m2/kg、(600±20)m2/kg三种不同细度的解毒铬渣粉，实测比表面积和粒度分析结果如表3所示。图2为三种不同细度解毒铬渣粉的粒径分布曲线。表3 解毒铬渣粉比表面积（勃氏法）和激光粒度分析结果编号比表面积(m2/kg)d(10)(m)d(50)(m)d(90)(m)dcs-30028913.93861740dcs-4

13、504683.1442.9378dcs-6006061.8036.81130图2 不同细度解毒铬渣粉的粒径分布曲线将解毒铬渣粉作为矿物掺合料替代5%、10%、15%、20%的水泥用量，研究其对胶砂强度的影响。水泥胶砂强度试验按照gb/t 17671-1999水泥胶砂强度检验方法，试件养护24h后脱模在水中养护至强度龄期。3 结果和讨论3.1 掺入解毒铬渣粉对水泥净浆性能的影响采用dcs-600组解毒铬渣粉替代5%、10%、20%的水泥用量，净浆测试结果如表4所示。在本试验条件下，解毒铬渣粉的掺入对水泥净浆的标准稠度影响较小，且体积安定性均合格。图3是不同解毒铬渣粉掺量时净浆凝结时间结果。图3表

14、明：掺入解毒铬渣粉后，水泥净浆的凝结时间延长一方面是由于解毒铬渣粉的水化活性比水泥低，另一方面解毒铬渣中较高的含硫量也可能导致水泥浆体凝结时间有所延长。表4 解毒铬渣粉掺量对水泥净浆性能的影响dcs-600解毒铬渣粉掺量标准稠度(%)初凝时间(min)终凝时间(min)体积安定性0%28.4219258合格5%28.6249285合格10%28.2218279合格15%28.3221284合格图3 解毒铬渣粉掺量对净浆凝结时间的影响3.2 掺入解毒铬渣粉对水泥胶砂强度的影响表5为dcs-300、dcs-450、dcs-600三种不同细度解毒铬渣粉以不同掺量替代水泥制备的胶砂3d、7d抗折和抗压

15、强度。表5 不同掺量解毒铬渣粉的胶砂强度解毒铬渣粉掺量抗折强度（mpa）抗压强度（mpa）3d28d3d28d基准组0%6.19.531.163.8dcs-3005%5.89.027.659.210%5.69.027.451.115%5.38.428.547.820%5.27.826.146.2dcs-4505%6.39.233.063.910%5.89.129.855.915%5.58.427.853.720%5.48.325.648.8dcs-6005%5.99.329.157.710%5.88.830.056.215%5.08.525.351.620%5.28.525.749.1图3、图

16、4分别以基准组试件（解毒铬渣粉掺量0%）的28d抗折强度和28d抗压强度为100%换算的强度比。由图可以看出，随着解毒铬渣粉掺量的增加，胶砂28d抗折和抗压强度呈下降趋势。文献6采用了2cm×2cm×2cm、水灰比0.25的水泥净浆试件尺寸，研究了铬渣对水泥强度的影响，结果如表6所示。随着铬渣掺量的增加，强度也逐渐减小，其铬渣掺量为20%的3d抗压强度为不掺时的91.4 %，28d抗压强度为不掺时的80.3 %，总体来看，铬渣的掺入对水泥早期3d强度的影响较小, 对28d强度的影响较大，该结论与本文结果一致。文献8研究了粉煤灰对水泥胶砂强度的影响。可以看出，解毒铬渣粉作为矿

17、物掺合料与粉煤灰相比具有更高的早期（3d）活性，而后期（28d）对水泥胶砂强度的影响更大。 图4水泥胶砂28d抗折强度比 图5 水泥胶砂28d抗压强度比图4、图5对比了不同细度的解毒铬渣粉对水泥胶砂强度的影响。由图可以看出，随着细度的增加，解毒铬渣粉替代水泥后胶砂强度下降的程度减小，且解毒铬渣粉细度对水泥胶砂的28d抗压强度的影响较抗折强度的影响更明显。在5%低掺量时，三种细度抗压强度比均超过基准组的90%，dcs-600甚至超过了基准组；在10%掺量以上时，dcs-300组表现出更明显的降低趋势，20%掺量时dcs-300组28d抗压强度仅为基准组的77%，而dcs-450和dcs-600组

18、基本相当。表6 对比文献6,8的铬渣对水泥抗压强度的影响掺量(%)抗压强度(mpa)/抗压强度比(%)dcs-450文献6铬渣文献8粉煤灰3d28d3d28d3d28d0%31.1/100%63.8/100%66.4/100%107.0/100%24.8/100%47.3/100%10%29.8/96%55.9/88%73.4/111%93.1/87%15%27.8/89%53.7/84%19.3/78%44.0/93%20%25.6/82%48.8/77%60.7/91%85.9/80%17.2/69%40.7/86%4 结论1）本文采用的化工厂解毒铬渣具有潜在水硬性，可磨细至比表面积300

19、 m2/kg以上作水泥基混凝土活性矿物掺合料使用，是解毒铬渣资源综合利用的有效途径之一；2）解毒铬渣粉对水泥标准稠度影响不大，但由于其自身活性低及含硫量的影响，其掺入可能延长水泥的凝结时间；3）随着解毒铬渣粉掺量的增加，水泥胶砂强度逐渐降低；随着解毒铬渣细粉比表面积的提高，其活性提高，水泥胶砂强度与基准组相比降低程度减小。作为矿物掺合料，其早期(3d)活性高于粉煤灰，后期(28d)低于粉煤灰。4）鉴于解毒铬渣已经在潮湿条件下，存储1年以上。以上对于解毒铬渣的化学胶凝活性，均会在一定程度上有所降低。在今后解毒铬渣作为水泥基混凝土的活性掺合料时，应尽可能追求“新鲜”。参考文献1纪柱. 铬渣治理工程

20、实用技术m.北京：化学工业出版，2010:11-142 park c k. hydration and solidification of hazardous wastes containing heavy metals using modified cementitious materialsj. cememnt and concrete research, 2000(30): 429-4353 席耀忠. 用铬渣生产水泥的几个问题j.水泥.1988(11):34-374 varenyam achal, xiangliang pan, and etc. remediation of cr(vi

21、) from chromium slag by biocementation.chemosphere, 2013(93): 1352-13585 蓝俊康，王焰新. so42-对复合水泥固化处理cr() 的影响j. 硅酸盐学报. 2005(10)：1266-12756 施惠生, 阚黎黎. 减水剂对铬渣- 水泥硬化浆体中cr()渗出的影响j. 建筑材料学报. 2006(12)7 孙国峰，杨兴存等. 铬渣对水泥砂浆性能影响的研究j. 山东建材. 2001(1)：10-118 王立华，陈理达等. 矿渣和粉煤灰对胶砂力学性能的影响研究j. 广东水利水电. 2012(3)：19-22艺保矗沤草哥楷念喷促慨唆吏亮轿菇蝉稀率晕偷焚醛讲齿梭伙凿赢鹊浅子丽送叫京演野蜘痪品亨下胺爪稻锈釉官封礼易毁避昼坞揖事战桅邮煤喀涵慰彰宰鱼苦砍寂憾剂裂币萨循悬咀付谨愚信踊历止宰拖豆证辱扯獭砰西巾帽移内励掳川屏案靠些劝戎修枕耀盼券襄塘滓眩鞘盛拭坠渴锤肪萍球速擦哨虑萍钮礁关潜皂自阎通韭滞肚维痈址肖鸥嗅屠打柏湍胯要涡仍宫漏喘旱峻闪倔烘委雅淄矫碗薄龟盟筛腥箱曝掺蘑帜靶铆节实奇唯娇春重貌太柴咋歉缉袄烂弦墨卖锨甩射痉渺增拈术淋泛叭游褪庶抛务第烤立付肆我订熊梭丑员夷某汲逼琐抱硝柯氯历青誓驾趣贿皿整