CN111454012A - 水洗生活垃圾焚烧飞灰在水泥稳定碎石混合料中的清洁应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水洗生活垃圾焚烧飞灰在水泥稳定碎石混合料中的清洁应用，属于环境工程与公路工程交叉技术领域。本发明首先将生活垃圾焚烧飞灰进行水洗预处理，然后以辅助性胶凝材料的形式大掺量应用到水泥稳定碎石混合料中，并且该混合料可以在公路路面基层、底基层中使用。本发明能够大量利用生活垃圾焚烧飞灰，达到最大程度消耗处置危险固体废弃物的目的；同时可以利用水洗飞灰潜在的胶凝活性为水泥稳定碎石混合料提供辅助性胶结作用，以及利用水泥结合料的固结作用稳定固化水洗飞灰中含有的重金属成分，从而在两者的协同胶结作用下制备性能良好的水泥水洗飞灰稳定碎石混合料，以达到生活垃圾焚烧飞灰的资源化、无害化处置目标，同时为公路工程节省筑路材料、节约工程造价。

Description

水洗生活垃圾焚烧飞灰在水泥稳定碎石混合料中的清洁应用
技术领域
本发明属于环境工程与公路工程技术交叉领域，具体涉及水洗生活垃圾焚烧飞灰在水泥稳定碎石混合料中的清洁应用。
背景技术
随着社会和经济的高速发展，生活垃圾的产生量和堆积量逐年增加。垃圾焚烧是实现生活垃圾无害化、减量化和资源化的主要方法之一。焚烧飞灰是生活垃圾焚烧厂烟气净化系统的捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰，焚烧飞灰中含有二噁英、可溶出性重金属及高含量可溶盐，属于《国家危险废物名录》中的HW18类危险废物。预计2020年，全国年产生焚烧飞灰量约1000万吨，且同比仍在增长，虽然焚烧飞灰每年的排放量巨大，但是资源化利用率极低，尚处于起步阶段，如此，不仅占用大量土地，浪费土地资源，还通过各种途径造成二次污染，污染水体、土壤和生物环境等，甚至危害人体健康。更为甚者，焚烧飞灰填埋处置费用逐年攀升，如重庆地区焚烧飞灰处置费用2014年为800～1000元/吨、2020年高达1850元/吨，北京地区2014年约为1500元/吨、2020年高达2500元/吨，上海地区2014年约为1800元/吨、2020年更是已超3500元/吨......即便如此高昂的处置费用，处置场所亦临近饱和，甚至一度达到了本地无法消纳的地步，焚烧飞灰资源化利用迫在眉睫。焚烧飞灰的再生利用渴望被给予政策支持，2017年10月1日实施的《固体废物鉴别标准通则》(GB34330-2017)明确赋予生活垃圾焚烧飞灰再利用的法律依据，其法令要点是：只要废弃物再利用同时符合下述三个条件就不再视为废弃物，可以按照相应的产品管理：①只要符合通行的产品质量标准；②溶出符合产品相应的有害物质限值；③有稳定合理的市场需求。自此开启了焚烧飞灰的再利用探索之路。
众所周知，道路工程历来就有承纳、消解废弃物的功能，如曾经对社会、环境、民生造成巨大危害的粉煤灰、高炉矿渣、煤矸石、固硫灰渣、锶盐废渣、铁尾矿砂等固废相继利用在路基路面中，甚至粉煤灰、煤渣、钢渣、煤矸石、矿渣等已作为常用建材编入了公路路基、路面基层、水泥混凝土路面、沥青路面等施工技术及设计规范中。综合国内外焚烧飞灰处置现状可知，大规模的资源化利用途径还处于研究与探索中，焚烧飞灰的综合处置利用主要集中在土木工程领域，如将焚烧飞灰用作填料或细骨料或矿物掺合料用于路基、路面、路堤以及建筑物中......焚烧飞灰的资源化综合利用是可持续发展的必然趋势。
鉴于焚烧飞灰的主要化学成分中含有CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO等，其中CaO、Al2O3、Fe2O等具有一定的活性，能在路面基层强度形成过程中参与固化反应，为强度形成贡献力量，因此，在焚烧飞灰的无害化处置迫在眉睫与资源化利用大势所趋的情势下，利用焚烧飞灰的胶结充填作用将其作为道路材料回收运用于路面水泥稳定碎石基层中，一方面利用焚烧飞灰的活性组分为水稳碎石混合料提供胶结作用，另一方面利用水泥基材料的固结作用稳定固化焚烧飞灰含有的重金属成分，在两者的协同胶结作用下达到焚烧飞灰的资源化、无害化处置目标，同时为公路工程节省筑路材料、节约工程造价。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供水洗预处理生活垃圾焚烧飞灰在水泥稳定碎石基层中的清洁应用。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、水洗生活垃圾焚烧飞灰在水泥稳定碎石混合料中的清洁应用，所述应用为将含水量不超过40％的水洗预处理的生活垃圾焚烧飞灰即水洗飞灰以辅助性胶凝材料的形式应用于制备水泥水洗飞灰稳定碎石混合料，以大掺量资源化利用水洗飞灰，同时减少水泥稳定碎石中粒径不大于5mm的矿料的使用量。
优选的，所述水泥水洗飞灰稳定碎石混合料按照如下方法制备：首先将水洗飞灰与矿料混合均匀后加水拌料，并密封闷料6～24h，然后依次添加水泥和水拌和均匀，形成水泥水洗飞灰稳定碎石混合料。
优选的，所述水泥水洗飞灰稳定碎石混合料中，水洗飞灰的固体成分占所述水洗飞灰的固体成分和矿料中固体成分的总质量的比例为4％～12％。
优选的，所述胶凝材料包括水泥和水洗飞灰的固体成分，胶凝材料和矿料之间的质量比为15:85～10:90，水泥和水洗飞灰的固体成分的质量比为1:1～1:3。
优选的，所述水洗预处理的具体方法为：将生活垃圾焚烧飞灰与水混合，强力搅拌20～30min、静置30～90min后抽滤掉上清液，重复水洗0～1次，以得到含水量不超过40％的水洗飞灰。
优选的，所述水洗飞灰的保存时间不超过28d。
优选的，所述矿料的级配类型为C-B-3型级配、C-B-2型级配、C-B-1型级配、C-C-2型级配、CF-A-S型级配或CF-A-L型级配。
优选的，所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。
优选的，所述水洗飞灰的强度活性指数为72.2％。
优选的，所述水洗飞灰的固体成分中二噁英含量≤10ng TEQ/kg。
优选的，所述水洗飞灰的固体成分中CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3的总含量为50～78％。
优选的，所述水洗飞灰的固体成分中氯离子含量(由硝酸银滴定法测定)不超过5％。
优选的，所述水洗飞灰的固体成分中重金属的总含量不超过1％，所述重金属中Zn、Pb、Cr、Cd、Cu和Mn的总含量不超过0.88％。
本发明的有益效果在于：
本发明公开了水洗生活垃圾焚烧飞灰在水泥稳定碎石混合料中的清洁应用，主要是将生活垃圾焚烧飞灰进行水洗预处理，然后以辅助性胶凝材料的形式大掺量应用到水泥稳定碎石混合料中，并且该混合料可以在公路路面基层、底基层中使用。本发明技术能够大量利用生活垃圾焚烧飞灰，达到最大程度消耗处置危险固体废弃物的目的；同时可以发挥水洗飞灰潜在的胶凝活性为水泥稳定碎石混合料提供辅助性胶结作用，以及利用水泥结合料的固结作用稳定固化水洗飞灰中含有的重金属成分，从而在两者的协同胶结作用下制备性能良好的水泥水洗飞灰稳定碎石混合料，以达到生活垃圾焚烧飞灰的资源化、无害化处置目标。另外，水洗飞灰大掺量使用的同时需要减少水泥稳定碎石中粒径不大于5mm的矿料的使用量，如此又可为公路工程节省筑路材料、节约工程造价。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下实施例中采用的水洗飞灰均已经过低温热降解技术处理掉了二噁英，且水洗飞灰的二噁英降解率＞95％。二噁英解毒后的水洗飞灰中二噁英含量≤10ng TEQ/kg，不具有二噁英致毒风险。二噁英解毒后的生活垃圾焚烧飞灰经过水洗预处理后形成水洗飞灰，水洗飞灰的强度活性指数为72.2％，水洗飞灰的固体成分中CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3的总含量为50～78％，氯离子含量(由硝酸银滴定法测定)不超过5％；重金属的总含量不超过1％，且重金属中Zn、Pb、Cr、Cd、Cu和Mn的总含量不超过0.88％。
实施例1
水洗飞灰用于路面基层环境风险评估，具体为：
1、生活垃圾焚烧飞灰水洗预处理：将生活垃圾焚烧飞灰与水以固液比为1:3的比例混合，强力搅拌25min、静置50min后进行抽滤，去掉上清液，重复水洗1次，以得到含水量不超过40％、氯离子含量(硝酸银滴定法)不超过2.89％的水洗飞灰，保存待用；
2、水洗飞灰用于路面基层环境风险评估：
首先将活性指数为72.2％、含水量不超过40％的水洗飞灰与各档矿料混合均匀后加水拌匀并密封闷料16h左右，然后添加水泥，再加水拌制均匀后采用重型击实法进行击实试验，获得最大干密度与最佳含水量，最后在击实试验的基础上按照表1所示的各试件的组成材料用量进行水泥水洗飞灰稳定碎石混合料试件的制备。
表1各试件的组成材料用量
样品名称 水洗飞灰/g 集料/g 水泥/g 组分配比
试块1 0 6000 186 水泥：矿料＝3.1:100
试块2 250 6000 312.5 水泥：水洗飞灰固体成分：矿料＝5:4:96
依据重庆地区生活垃圾焚烧飞灰重金属化合物种类、主要重金属含量及形态，确定水洗飞灰作为路面基层材料七种主要金属污染物：铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、锰(Mn)和铅(Pb)，在水泥水洗飞灰稳定碎石混合料试件进行环境风险评估中将探讨这七种重金属。而Cu元素虽在二噁英解毒后的水洗飞灰中有检出，但在水泥稳定水洗飞灰/碎石基层试块中均未检出。因此，在对掺加水洗飞灰的路基试块的重金属浸出中，主要评估铬(Cr)、镍(Ni)、锌(Zn)、镉(Cd)、锰(Mn)和铅(Pb)这六种金属污染物的环境风险。水泥水洗飞灰稳定碎石基层试块在经雨水淋溶、浸泡后，水洗飞灰重金属可能随雨水溶出并随淋溶液迁移扩散进入地下水，据Texas州立大学水资源研究中心建立的毒性物质稀释迁移模型(Texas州确定废物和污染土壤污染地下水的毒性物质迁移规律采用了此模型，该模型用于确定废物填埋处置和污染土壤/场地受雨水淋漓条件下其中的毒性物质迁移至地下水饮用水井的稀释衰减倍数，并以此制定相关污染控制标准)，实施例1中制备的水泥水洗飞灰稳定碎石基层试块在使用过程中对地下水的污染情况如表2所示。
表2使用过程中各重金属元素在地下水中的暴露浓度Cgw(mg/L)
Figure BDA0002514215270000041
注：Ⅲ类标准以人体健康基准值为依据，主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。
由表2可知，实施例1中制备的水泥水洗飞灰稳定碎石试件中重金属污染物的暴露浓度均低于《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)三类标准限值，表明铺设水洗飞灰路面基层在长期使用过程中各重金属均不会对地下水环境造成不利影响。
对实施例1中制备的水泥水洗飞灰稳定碎石基层试件的应用进行人体健康风险评价，如表3所示。
表3使用过程中各重金属元素对人体健康的风险值
金属元素 试块1 试块2
Cr 8.57×10<sup>-5</sup> 9.85×10<sup>-5</sup>
Ni 3.30×10<sup>-5</sup> 3.17×10-<sup>5</sup>
Zn 3.00×10<sup>-6</sup> 2.26×10-<sup>5</sup>
Cd 4.28×10<sup>-5</sup> 1.29×10<sup>-4</sup>
危害商(Q)合计 1.65×10<sup>-4</sup> 2.82×10<sup>-4</sup>
Cr 1.29×10<sup>-7</sup> 1.48×10<sup>-7</sup>
致癌风险值(R)合计 1.29×10<sup>-7</sup> 1.48×10<sup>-7</sup>
美国EPA规定在人体健康风险评价中，对致癌物质可接受的风险水平数量级在10-6～10-4范围，小于10-6表示风险不显著，10-6～10-4表示存在一定风险，大于10-4表示有较显著的风险；非致癌物质的可接受风险指数应小于1.0，若大于1.0表示风险不可接受。由表3知，水洗飞灰作为路面基层材料中六种重金属的非致癌物风险值(Q)以及危害商(Q)合计都远小于1，非致癌风险处于可接受范围；特征污染物单一和累积致癌风险值(R)都小于10-6，致癌风险不明显，表明掺加比为4％的水洗飞灰制备的路面基层材料是可行的，对人体不具有危害性，水洗飞灰路面基层材料用于铺路时，环境风险可接受。
对实施例1中制备的水泥水洗飞灰稳定碎石基层试块废弃后进入一般工业废物填埋场填埋产生的环境风险进行评估，如表4～表5所示。
表4废弃后各重金属元素在地下水中的暴露浓度Cgw(mg/L)
样品名称 Cr Ni Zn Cd Mn Pb
试块1 — 0.002 0.0003 — 0.003 —
试块2 0.002 0.0023 0.0067 0.0013 0.0023 —
《地下水质量标准》III类标准 0.05 0.02 1.0 0.005 0.1 0.01
由表4可知，所有金属污染物的暴露浓度均低于《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)三类标准限值，由此可知，从路面基层试块废弃后处置角度考虑，实施例1中制备的水洗飞灰路面基层试块各重金属均不会对地下水质量造成不利影响。
表5废弃后各重金属元素对人体健康的风险值
金属元素 试块1 试块2
Cr 0 1.32×10<sup>-2</sup>
Ni 1.98×10<sup>-3</sup> 2.27×10<sup>-3</sup>
Zn 1.98×10<sup>-5</sup> 4.41×10<sup>-4</sup>
Cd 0 2.57×10<sup>-2</sup>
危害商(Q)合计 0.002 0.042
可接受的风险指为社会公认、公众可以接受的不良健康效应的风险概率。对于非致癌物质，风险指数小于1.0时表示风险可接受；若大于1，则表示风险不可接受。由表5知，水洗飞灰作为路面基层材料中，通过饮用地下水途径导致的非致癌风险中重金属的非致癌风险值都小于1，处于可接受范围，累计危害商(Q)小于1，处于可接受范围。
实施例2
将生活垃圾焚烧飞灰作为稳定材料使用，制备水泥水洗飞灰稳定碎石混合料，按照如下方法进行：
1、生活垃圾焚烧飞灰水洗预处理：将生活垃圾焚烧飞灰与水以固液比为1:5的比例混合，强力搅拌20min，静置40min后进行抽滤，去掉上清液，以得到含水量不超过40％、氯离子含量(由硝酸银滴定法测定)不超过3.45％的水洗飞灰，保存待用；
2、制备水泥水洗飞灰稳定碎石混合料：
采用C-B-3型级配，压碎值为23.4％的矿料：
首先将28d内按照步骤(1)中制备的水洗飞灰与矿料混合，混合均匀后加水拌料，并密封闷料12h，然后依次添加水泥和水，拌制均匀后形成水泥水洗飞灰稳定碎石混合料。其中，水泥中的固体成分和水洗飞灰中的固体成分按照1:1.14的质量比组成胶凝材料，胶凝材料(包括水泥和水洗飞灰)中的固体成分与矿料的质量比为15:85，且矿料中的粒径不大于5mm的碎石含量为15.5％，粒径大于5mm的碎石含量为84.5％(即矿料中粒径不大于5mm的碎石与粒径大于5mm的碎石的质量比为71.825:13.175)。
实施例3
将生活垃圾焚烧飞灰作为稳定材料使用，制备水泥水洗飞灰稳定碎石混合料，按照如下方法进行：
1、生活垃圾焚烧飞灰水洗预处理：将生活垃圾焚烧飞灰与水以固液比为1:3.5的比例混合，强力搅拌25min，静置60min后进行抽滤，去掉上清液，重复水洗1次，以得到含水量不超过40％、氯离子含量(由硝酸银滴定法测定)不超过2.56％的水洗飞灰，保存待用；
2、制备水泥水洗飞灰稳定碎石混合料：
首先将28d内按照步骤(1)中制备的水洗飞灰与矿料(C-B-1型级配、碎石压碎值为19.6％)混合，混合均匀后加水拌料，并密封闷料16h，然后依次添加水泥和水，拌制均匀后形成水泥水洗飞灰稳定碎石混合料。其中，胶凝材料中水泥的固体成分和水洗飞灰中的固体成分按照1:1.6的质量比制备成胶凝材料，胶凝材料(包括水泥和水洗飞灰)中的固体成分与矿料的质量比为13:88.5，且矿料中粒径不大于5mm的碎石含量为32.2％，粒径大于5mm的碎石含量为67.8％(即矿料中粒径不大于5mm的碎石与粒径大于5mm的碎石的质量比为60:28.5)。
实施例4
将生活垃圾焚烧飞灰作为稳定材料使用，制备水泥水洗飞灰稳定碎石混合料，按照如下方法进行：
1、生活垃圾焚烧飞灰水洗预处理：将生活垃圾焚烧飞灰与水以固液比为1:4的比例混合，强力搅拌30min，静置90min后进行抽滤，去掉上清液，重复水洗1次，以得到含水量不超过40％、氯离子含量(由硝酸银滴定法测定)不超过1.68％的水洗飞灰，保存待用；
2、制备水泥水洗飞灰稳定碎石混合料：
首先将28d内按照步骤(1)中制备的水洗飞灰与矿料(C-B-3型级配、碎石压碎值为23.4％)混合，拌和均匀后加水拌料，并密封闷料20h，然后依次添加水泥和水，拌制均匀后形成水泥水洗飞灰稳定碎石混合料。其中，胶凝材料中水泥的固体成分和水洗飞灰中的固体成分按照1:2的质量比制备形成胶凝材料，胶凝材料(包括水泥和水洗飞灰)中的固体成分与矿料的质量比为15:85，且矿料中的粒径不大于5mm的碎石含量为14％，粒径大于5mm的碎石含量为86％(即矿料中粒径不大于5mm的碎石与粒径大于5mm的碎石的质量比为73.1:11.9)。
首先将28d内按照步骤(1)中制备的水洗飞灰与矿料(C-B-1型级配、碎石压碎值为19.6％)混合，拌和均匀后加水拌料，并密封闷料20h，然后依次添加水泥和水，拌制均匀后形成水泥水洗飞灰稳定碎石混合料。其中，水泥的固体成分和水洗飞灰中的固体成分按照1:2的质量比制备形成胶凝材料，胶凝材料(包括水泥和水洗飞灰)中的固体成分与矿料的质量比为15:85，且矿料中的粒径不大于5mm的碎石含量为29.4％，粒径大于5mm的碎石含量为70.6％(即矿料中粒径不大于5mm的碎石与粒径大于5mm的碎石的质量比为60:25)。
将上述实施例2～4中制备的水泥水洗飞灰稳定碎石混合料进行性能检测，其结果如下表6所示。
表6实施例2～4中制备的水泥水洗飞灰稳定碎石混合料的性能检测结果
Figure BDA0002514215270000081
表7《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20-2015)中对于水泥稳定材料、水泥粉煤灰稳定材料的7d龄期无侧限抗压强度标准(MPa)
Figure BDA0002514215270000082
从表6中检测到的水泥水洗飞灰稳定碎石混合料的结果以及表7中行业规范关于水泥稳定材料、水泥粉煤灰稳定材料的7d龄期无侧限抗压强度标准的规定可知，本发明采用水洗生活垃圾焚烧飞灰制备的水泥水洗飞灰稳定碎石混合料的性能与常用的水泥稳定碎石性能或水泥粉煤灰稳定材料相似，可以在各等级公路路面基层、底基层中使用。
同样的，采用水洗飞灰与其它级配碎石的矿料(C-B-3型级配、C-B-2型级配、C-B-1型级配、C-C-2型级配、CF-A-S型级配或CF-A-L型级配)按照实施例2～4的方法同样能够得到与实施例2～4中的产物性质类似的水泥水洗飞灰稳定碎石混合料，具有相同的使用范围与优点。
由于本发明制备的水泥水洗飞灰稳定碎石混合料首先将生活垃圾焚烧飞灰进行水洗预处理，然后以辅助性胶凝材料的形式大掺量应用到水泥稳定碎石混合料中，并且该混合料可以在公路路面基层、底基层中使用。本发明技术能够大量利用生活垃圾焚烧飞灰，达到最大程度消耗处置危险固体废弃物的目的；同时可以利用水洗飞灰潜在的胶凝活性为水泥稳定碎石混合料提供辅助性胶结作用，以及利用水泥结合料的固结作用稳定固化水洗飞灰中含有的重金属成分，从而在两者的协同胶结作用下制备性能良好的水泥水洗飞灰稳定碎石混合料，以达到生活垃圾焚烧飞灰的资源化、无害化处置目标，同时为公路工程节省筑路材料、节约工程造价。具体原因在于：生活垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧厂烟气净化系统的捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰，其主要化学成分属SiO2-CaO-Al2O3-Fe2O3胶凝体系，与目前常用的粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰等辅助性胶凝材料非常接近。生活垃圾焚烧飞灰经水洗预处理后仍具有胶凝特性，将水洗飞灰掺入到水泥基材料中，将会发生系列的物理化学反应，如水洗飞灰中的玻璃态氧化铝与水泥水化产物Ca(OH)2反应生成水化铝酸盐，水洗飞灰中的活性氧化铝与水洗飞灰或水泥中的CaSO4反应生成钙矾石等各类化学反应；除此之外，水泥水化产物微孔数量多，晶体颗粒极小，表面积巨大，能够将水洗飞灰紧紧的吸附在微孔壁上，可使水洗飞灰以物理方式固化在水泥基材料的结构体中；C-S-H凝胶亦会由于巨大的比表面积，可以通过胶粒表面所带“负”动电荷产生的扩散双电层对水洗飞灰氯盐中的正负离子产生强吸附固化作用等；另外，水泥水化生成的Ca(OH)2使水泥浆体具有较高的pH值，因此水洗飞灰中含有的重金属成分有可能同OH-或硅酸盐矿物发生复分解沉淀反应形成低溶解度的氢氧化物沉淀或含钙的盐类，或通过物理吸附与包胶作用吸收在高比表面积的C-S-H中，或通过同形替代作用以点阵结合形式进入晶体相中(如在硬化水泥浆体的C-S-H结构中，Pb通常以吸附(C-S-H+Pb→Pb-C-S-H)、同晶替代(C-S-H+Pb→Pb-S-H+Ca)、沉淀反应(Pb+OH+Ca+SO4 2-→复盐)等形式固化在水泥中；Zn置换C-S-H中的Ca或与C-S-H表面Ca发生反应生成含Ca和Zn的氧化物或氢氧化物，如CaZn2(OH)6·2H2O；Cu能够在水泥颗粒表面形成不溶性的沉积物，如CuO与C2S通过物理作用结合，形成含Cu-Ca-Si的化合物；Cr即可通过物理吸附吸收进水化产物如C-S-H中，又可通过同晶替代方式进入钙矾石晶格中，如CrO4 2-替代钙矾石中的SO4 2-；Cd通过沉淀反应结合进Ca(OH)2中)。由此可见，水洗飞灰与水泥基材料之间存在化学组分间的化学键合、凝胶产物的微孔壁吸附、凝胶胶粒表面扩散双电层吸附等固化或吸附方式，使水洗飞灰组分稳固在水泥基材料中，并且可以通过各组成材料间的优化组合得到活性优良的水洗飞灰/水泥复合胶凝体系，使其不仅具有优良的物理力学性能，而且在使用环境中可确保其稳定性与长期安全性，不会对环境造成二次污染，最终实现水洗飞灰的清洁化利用；另外水泥稳定碎石混合料常使用于路面面层以下部位，不会发生因车轮磨耗或冷热环境作用下而引起的表层材料(含水洗飞灰)剥落与飞散。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.水洗生活垃圾焚烧飞灰在水泥稳定碎石混合料中的清洁应用，其特征在于，所述应用为将含水量不超过40％的水洗预处理的生活垃圾焚烧飞灰即水洗飞灰以辅助性胶凝材料的形式应用于水泥水洗飞灰稳定碎石混合料中，以大掺量资源化利用水洗飞灰，同时减少水泥稳定碎石中粒径不大于5mm的矿料的使用量。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述水泥水洗飞灰稳定碎石混合料按照如下方法制备：首先将水洗飞灰与矿料混合均匀后加水拌料，并密封闷料6～24h，然后依次添加水泥和水拌和均匀，形成水泥水洗飞灰稳定碎石混合料。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述水泥水洗飞灰稳定碎石混合料中，水洗飞灰的固体成分占所述水洗飞灰的固体成分和矿料中固体成分的总质量的比例为4～12％。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述胶凝材料包括水泥和水洗飞灰的固体成分，胶凝材料和矿料之间的质量比为15:85～10:90，水泥和水洗飞灰的固体成分的质量比为1:1～1:3。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述水洗预处理的具体方法为：将生活垃圾焚烧飞灰与水混合，强力搅拌20～30min、静置30～90min后抽滤掉上清液，重复水洗0～1次，以得到含水量不超过40％的水洗飞灰。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述水洗飞灰的保存时间不超过28d。
7.根据权利要求1～6任一项所述的应用，其特征在于，所述矿料的级配类型为C-B-3型级配、C-B-2型级配、C-B-1型级配、C-C-2型级配、CF-A-S型级配或CF-A-L型级配。
8.根据权利要求1～6任一项所述的应用，其特征在于，所述水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。
9.根据权利要求1～6任一项所述的应用，其特征在于，所述水洗飞灰的强度活性指数为72.2％。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述水洗飞灰的固体成分中二噁英含量≤10ng TEQ/kg，CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3的总含量为50～78％，氯离子含量不超过5％，所述水洗飞灰的固体成分中重金属的总含量不超过1％，所述重金属中Zn、Pb、Cr、Cd、Cu和Mn的总含量不超过0.88％。
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