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铸造旧砂制备免烧砖及经济性分析 杨家宽 王 梅 齐建召 肖 波 华中科技大学环境科学与工程学院, 武汉 430074 摘要 利用东风汽车公司十堰铸造基地排放的铸造旧砂制备了免烧免蒸砖, 水泥加入量控制在 3以下, 自然养护 28 d的抗压强度达到 15 MPa 以上, 符合蒸压灰砂国家标准 GB11945-1999 规定的优等品MU15级的要求。 通过成本核 算, 铸造旧砂免烧砖标砖的生产成本能够控制在 0. 10元 块以下, 具有较好的经济性。 关键词 铸造旧砂 免烧砖 抗压强度 自然养护 1 引言 利用工业废渣生产免烧砖是代替粘土烧结砖的 一项环保技术。目前已有利用粉煤灰 [ 1] 、钢渣 [ 2] 、高 炉渣 [ 3] 、铝业赤泥 [ 4] 等制备免烧砖的报道。本文利用 东风汽车公司的铸造旧砂生产免烧砖, 为铸造旧砂寻 找一条新的出路 。 2 试验部分 2. 1 试验原料 铸造旧砂 取自于东风汽车公司十堰铸造基地 的铸造旧砂。经过磁选将其中的废铁原料进行回收 利用 。堆场的铸造旧砂 95以上是潮模砂, 另外还 有少量的树脂砂和水玻璃砂。潮模砂的溃散性好 ,其 旧砂基本上是分散状的, 可以直接利用 。树脂砂和水 玻璃砂的溃散性差 ,其旧砂为块状, 经过合适的筛分 后,将其破碎成 8mm 以下的颗粒 ,可以充当一部分免 烧砖的骨料。 粉煤灰 取自热电厂排放的粉煤灰 , 可以是干 灰,也可以是湿灰,湿灰还可以节省免烧砖的加水量。 石灰 可以用大量水浸泡后完全消化的石灰浆, 也可以用适量的水将生石灰块部分消化后获得的消 石灰粉,也可以采用将生石灰块完全破碎后获得的生 石灰粉。生石灰粉遇水后很容易发生水化反应导致 体积膨胀 ,在采用生石灰粉时要控制在一定的粒径之 内,否则很容易造成免烧砖在养护的过程中由于生石 灰吸水膨胀而爆裂 。本实验中采用的是石灰浆和消 石灰粉。 石膏 采用工业级α -半水石膏粉 。 水泥 采用 425 普通硅酸盐水泥 。 骨料 采用建筑用砂 ,粒径控制在 8mm 以下 。 外加剂 自制的复合外加剂, 主要目的是提高免 烧砖的综合性能 ,包括激发剂 、 早强剂和减水剂。 2. 2 实验设备 免烧砖的成型设备为 JYE-2000型压力实验机。 免烧 砖 的 成型 模 具 为 自 制 的 标 砖 模具 240 mm 115 mm53 mm 。 原料的混合采用的是 SHQ-30 型 30 kg 的轮碾式 混砂机。 2. 3 免烧砖的制备工艺 免烧砖的制备工艺根据石灰种类的不同 ,分为陈 化工艺和无陈化工艺 。当采用部分消解的消石灰粉 时,由于含有游离 CaO 吸水会发生体积膨胀 , 因此, 在混料后要陈化一段时间 ,等石灰性能稳定后再压砖 成型。当采用石灰浆时, 混料均匀后不需要陈化, 直 接进行压砖成型 。2 种制备工艺的流程见附图。 附图 免烧砖制备工艺流程 石灰浆的无陈化工艺的实验原料配比见表 1。 由于石灰浆中含有较多的水份 , 因此, 在实验过程中 无需外加水 。成型压力为 20 MPa。 为了提高免烧砖的强度, 采用消石灰粉代替石灰 浆,提高游离 CaO 的含量 , 成形压力提高为 40 MPa。 81 环 境 工 程 2005年 6 月第23 卷第3 期 消石灰粉的陈化工艺实验原料配比见表 2。成型过 程中根据混合料的塑性添加适当的水份 。 表 1 石灰浆的无陈化工艺实验的原料配比 序号旧砂粉煤灰骨料石灰浆石膏水泥外加剂 No137223010100 . 001 No237223010150 . 001 表 2 消石灰粉的陈化工艺实验的原料配比 序号旧砂粉煤灰骨料消石灰粉石膏水泥外加剂 No332223015100 . 001 No432223015150 . 001 No537222020130 . 001 No637222020150 . 001 3 实验结果与讨论 根据蒸压灰砂国家标准 GB 11945- 1999 规定的 抗压强度的测定方法 ,测定样品的 7 d 和 28 d 的抗压 强度 。测定的实验结果见表 3。 表 3 免烧砖性能检测结果MPa 序号7 d 抗压强度28 d 抗压强度 No13 . 468 . 95 No27 . 9518 . 56 No37 . 7917 . 39 No410 . 6418 . 33 No57 . 6021 . 41 No69 . 3124 . 51 从 No1 和 No2 两个配方比较可以看出来, 加入 5的水泥后 , 免烧砖的早期强度和后期强度都增加 1 倍左右 。因此 ,水泥的加入对铸造旧砂的性能影响 十分显著 。 在消石灰粉的陈化工艺实验方案中 ,采用了以下 两种措施提高免烧砖的强度 提高石灰加入量 ,增大 成型压力 。从实验结果可以看出 No5 和 No6 两个配 方的 28 d 抗压强度均超过 20MPa 。 4 铸造旧砂生产免烧砖经济可行性分析 从以上6 个配比的实验可以看出,No5 的抗压强 度在 20MPa 以上, 水泥加入量只有 3。因此 ,下面 就以配方 No5 为例进 行标砖 的单位 成本分 析, 见表 4。 生产规模按2 000万块 a 估算 , 整个设备投资 约50万元, 项目总投资约 110万元。 表 4 标砖成本核算表 名称单耗 kg块- 1单价 元kg- 1单位成本 元块- 1 旧砂0. 92500 粉煤灰0 . 550 . 0050 . 002 75 骨料0 . 50 . 0150 . 007 5 石灰0 . 50. 050 . 025 石膏0. 0250. 10 . 002 5 水泥0. 0750. 30 . 022 5 外加剂0. 000 0250. 30 . 000 007 5 电费 0. 034 kWh块- 10. 46 元 kWh - 1 0 . 015 64 水 0 . 25 kg块- 12 . 2 元t- 1 0 . 000 55 注 标砖的重量按 2 . 5 kg 块计算, 设备折旧和维修费按 20 a 寿 命 计 算 为 0 . 001 34 元 块; 人 工 费 按 每 年 每 人 的工 资 平 摊 为 0. 014 8 元 块; 总单位成本为 0 . 093 元 块。 5 结论 1 利用铸造旧砂生产的免烧砖, 自然养护 28 d 后抗压强度能达到 20MPa 以上。 2 通过经济性分析 ,铸造旧砂免烧砖成本能够 控制在 0. 10元 块以下, 投资 100 万元左右建造一条 2 000万块 a 标砖的生产线, 正常生产后, 年利润可达 114 万元 ,1 a 就可以收回全部投资 。 3 自从 2003 年 6 月 30 日 , 国家明令禁止生产 实心粘土烧结砖 ,利用工业废渣生产高性能的免烧砖 将成为传统粘土烧结砖的替代产品, 具有广阔的 前景 。 参考文献 1 邢宏伟. 高掺量粉煤灰免烧砖的研究. 新型建筑材料, 1998. 9 39～ 40. 2 郝荣. 钢渣粉煤灰免烧砖的研制. 环境工程, 1999. 3 37～ 40. 3 S. K. Malhotra , S . P . Tehri. Development of bricks from granulated blast furnace slag. Construction and Building Material, 1996. 10 3 191～ 193. 4 焦占忠. 利用工业废渣生产新型墙材工艺研究. 世界有色金属, 1999. 10 9～ 11. 作者通讯处 杨家宽 430074 武汉市华中科技大学 东校区 环境 科学与工程学院 电话 027 87557464 E -mail yjiakuah 126. com 2004- 05-19 收稿 82 环 境 工 程 2005年 6 月第23 卷第3 期 STUDY ONP-RECOVERY AS GUANO FROM WASTEATER TREATMENT PLANT Wang Shaogui et al 78 Abstract Phosphorus is a non -renewable and limited resource, and is also the key element that causes eutrophication of waters. In recent years, with the decrease of world s phosphorus resource, many phosphate recovery processes have appeared inwastewater treatment plants. While in China, the stuy of this area is still in the beginning. So , the authors have done some work in order to analyze the parameters of the phosphate recovery. And based on the parameters, further research will be done. Keywords guano, phosphate recovery and wastewater treatment plant PREPARATION OF BRICK FROM USED SAND IN CASTING PROCESS AND ITS ECONOMIC ANALYSISYang Jiakuan et al 81 Abstract Investigations have been carried out into development of bricks from used casting sand in Shiyan Casting Base of Dongfeng Automoblie Company . The study revealsthat the good quality bricks canbe producedwith the addition of cement lessthan 3wt. The compressive strength over 15 MPa have been obtained after 28 days curing at ambient conditions. The bricks reach the standard of MU15 high quality products GB11945 -1999. According to the cost -benefit analysis, the cost of a brick of 240 mm 115 mm53 mm can be controlled under RMB 0. 1 yuan. The results show that the bricks from used sand have good economic benefits. Keywords used casting sand, non -fired bricks, compressive strength and curing at ambient conditions ASTUDYONDISPOSALOFSLUDGEOFTHEA OPROCESSOFMICROBIAL DENITROGENATIONENHANCEDBYZEOLITEANDSYNCHRONOUSCHEMICAL PHOSPHORUS REMOVAL IN THE TREATMENT OF MUNICIPAL WASTEWATER Cheng Guanwen et al 83 Abstract The pilot test result showed that, after addition of suitable content zeolite to the A O tank, the sludge contained zeolite had a low resistance and a high membrane flux . And the heavy metals were inactivated in municipal wastewater and non degradable organic matters were adsorbedby the sludge contained zeolite, aswell as the sludge compressibility was decreased. Besides, it also changed the chemical composition of the sludge and added the inorganic substances such as silicon, aluminium, potassium and sodium, and evidently influenced the way to reuse the sludge. Keywords disposal of sludge, zeolite, nitrogen and phosphorus removal and municipal sewage ACTIVE CONTROL OF DYNAMIC WIND SPEED IN ENVIRONMENTAL WIND TUNNEL Zhang Hongyan et al 86 Abstract This paper presents a for active control of dynamic wind speed in environmental wind tunnel based on Kingivew 6. 0. It setsup the communication between Kingiview and transducer of ACS400 using Modbus Protocol. The computer and transducer were connected through the RS232 to RS485 converter, and then the power system was driven to obtain the sinusoidalwind sequence in wind tunnel. It provides a basis and effective means for further research on simulation of all sorts of typical gusts. Keywords gust, environmental wind tunnel test, Kingiview 6. 0, control system and ACS400 transducer THE APPLICATION OFFUZZY MULTIPLE ATTRIBUTE DECISION MAKING FOR SITE SELECTION OF LANDFILLShao Guoxia et al 88 Abstract According to the fuzzy characteristics of the effect factors and its weight of site selectionof solid a landfill, it isproposed adopting the of fuzzy multiple attribute decisionmaking to solve the problem of site selection of landfill. On the basisof analyzing the importanteffect factors of site slection of the landfill, it is set forth thinking, principle and of the landfill site optimization by adopting fuzzy multiple attribute decision making. An actual example is used to demonstrate feasibility and rationalization of the for site selection of solid waste landfill. Keywords landfill, site slection, multiple attribute and muzzy decision making Manager Central Research Institute of Building and Construction of MCC Group Publisher Industrial Construction Magazine Agency Editor The Editorial Department of Environmental Engineering 33, Xitucheng Road, Haidian District , Beijing 100088, China Telephone 01082227637、82227638 Fax 01082227637 Chief EditorWeng Zhongying Domestic All Local Posts DistributorChina International Book Trading Corporation P . O. Box 399, Beijing China Journalistic Code ISSN1000-8942 CN11-2097 X E-mail Addresshjgc hjgc. com. cn hjgc mail . yj. cn. net WWW Addresshttp www. hjgc. com. cn 6 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 23,No. 3, Jun. , 2005