JCT-污泥陶粒驗(yàn)證報(bào)告

《污泥陶?！氛髑笠庖?jiàn)稿材料之二《污泥陶?！稴ludgeCeramsite驗(yàn)證試驗(yàn)報(bào)告《污泥陶粒》標(biāo)準(zhǔn)編制組2019年8月

1前言《污泥陶?！沸袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)起草小組委托建筑材料工業(yè)技術(shù)監(jiān)督研究中心下屬的（國(guó)家）建筑材料工業(yè)干混砂漿產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心、天津城建大學(xué)承擔(dān)了《污泥陶粒》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)證試驗(yàn)工作。根據(jù)《污泥陶?！沸袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制組第一次工作會(huì)議研究結(jié)果，對(duì)污泥陶粒的驗(yàn)證試驗(yàn)內(nèi)容包括：顆粒級(jí)配、密度等級(jí)、筒壓強(qiáng)度、吸水率、軟化系數(shù)、含泥量、泥塊含量、煮沸質(zhì)量損失、燒失量、硫化物和硫酸鹽含量、有機(jī)物含量、氯化物、放射性、可浸出重金屬含量14項(xiàng)指標(biāo)。共收集用于驗(yàn)證試驗(yàn)的國(guó)內(nèi)污泥陶粒樣品12組，分別來(lái)源于下述生產(chǎn)單位：中國(guó)十七冶集團(tuán)有限公司、佛山市景程環(huán)境管理有限公司、濟(jì)寧澤眾環(huán)?？萍加邢薰尽⑻旖虺墙ù髮W(xué)、浙江大東吳集團(tuán)建設(shè)新材料有限公司、鎮(zhèn)江雅盛節(jié)能環(huán)保材料有限公司、中信元鈞環(huán)保(江蘇)有限責(zé)任公司、福建易拓建筑機(jī)械設(shè)備有限公司、鹽城申興實(shí)業(yè)有限公司、浙江方遠(yuǎn)新材料股份有限公司、重慶卓威循環(huán)科技有限公司、江西勝藍(lán)環(huán)保有限公司。2試驗(yàn)方法2.1試驗(yàn)環(huán)境試驗(yàn)室環(huán)境溫度（23±2）℃，相對(duì)濕度（50±10）%，試樣在試驗(yàn)室放置1d后進(jìn)行試驗(yàn)。2.2顆粒級(jí)配按GB/T17431.2-2010的規(guī)定進(jìn)行。2.3密度等級(jí)按GB/T17431.2-2010的規(guī)定進(jìn)行。2.4筒壓強(qiáng)度按GB/T17431.2-2010的規(guī)定進(jìn)行2.5吸水率按GB/T17431.2-2010的規(guī)定進(jìn)行2.6軟化系數(shù)按GB/T17431.2-2010的規(guī)定進(jìn)行2.7含泥量按GB/T17431.2-2010的規(guī)定進(jìn)行2.8泥塊含量按GB/T17431.2-2010的規(guī)定進(jìn)行2.9煮沸質(zhì)量損失按GB/T17431.2-2010的規(guī)定進(jìn)行2.10燒失量按GB/T17431.2-2010的規(guī)定進(jìn)行2.11硫化物和硫酸鹽含量按GB/T17431.2-2010的規(guī)定進(jìn)行2.12有機(jī)物含量按GB/T17431.2-2010的規(guī)定進(jìn)行2.13氯化物按GB/T14684-2001中6.11規(guī)定進(jìn)行2.14放射性按GB6566規(guī)定進(jìn)行2.15可浸出重金屬含量按GB/T30810-2014的規(guī)定進(jìn)行。3試驗(yàn)結(jié)果3.1顆粒級(jí)配生產(chǎn)單位在進(jìn)行污泥陶粒生產(chǎn)時(shí)，一般將燒制后的陶粒篩分成不同粒徑的成品，單獨(dú)存放，再根據(jù)需求，將不同粒徑陶粒搭配成規(guī)定的顆粒級(jí)配。一般情況，將不同粒徑陶粒按一定比例搭配，均可滿(mǎn)足本規(guī)范中的要求。3.2粗集料粒型系數(shù)表1污泥陶粒粒型系數(shù)序號(hào)123456粒型系數(shù)2.01.61.41.41.71.9序號(hào)789101112粒型系數(shù)1.91.81.31.52.21.2粒型系數(shù)是評(píng)定集料粒型合理程度的一個(gè)指標(biāo)。參考GB/T17431.1-2010《輕集料及其試驗(yàn)方法第1部分輕集料》中對(duì)人造輕集料部分的有關(guān)規(guī)定，一般情況下認(rèn)為粒型較好的集料平均粒型系數(shù)≤2.0，通過(guò)本次試驗(yàn)驗(yàn)證，12組樣品中只有一組數(shù)值超過(guò)2.0，多數(shù)樣品指標(biāo)符合要求，因此本規(guī)范將污泥陶粒粒型系數(shù)定為2.0。3.3密度等級(jí)、筒壓強(qiáng)度本次驗(yàn)證試驗(yàn)，共選取了200kg/m3、300kg/m3、400kg/m3、500kg/m3的4個(gè)密度等級(jí)的普通污泥陶粒共計(jì)12組；選取了900kg/m3、1000kg/m3的2個(gè)密度等級(jí)的高強(qiáng)污泥陶粒共計(jì)6組，相關(guān)測(cè)試結(jié)果如下表1所示。表2普通污泥陶粒堆積密度、筒壓強(qiáng)度結(jié)果序號(hào)123456堆積密度（kg/m3）171182183232281300筒壓強(qiáng)度0.20.20.30.40.60.7序號(hào)789101112堆積密度（kg/m3）326363378421455476筒壓強(qiáng)度1.01.10.91.51.11.8表3高強(qiáng)污泥陶粒堆積密度、筒壓強(qiáng)度結(jié)果序號(hào)123456堆積密度（kg/m3）835869877919936988筒壓強(qiáng)度6.66.47.76.77.28.3由上表1、2數(shù)據(jù)可知，本批次普通污泥陶粒堆積密度的范圍為171kg/m3~476kg/m3，高強(qiáng)污泥陶粒堆積密度的范圍為835kg/m3~988kg/m3。不同密度等級(jí)對(duì)應(yīng)的最小筒壓強(qiáng)度要求不同，從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，12組普通污泥陶粒中，300密度等級(jí)有一組不合格，400密度等級(jí)有一組不合格，500密度等級(jí)有一組不合格，按本標(biāo)準(zhǔn)所劃定的指標(biāo)，75%的產(chǎn)品筒壓強(qiáng)度滿(mǎn)足要求；6組高強(qiáng)污泥陶粒中，有2組筒壓強(qiáng)度不合格，合格率約為67%。基于目前驗(yàn)證結(jié)果可知，本規(guī)范中的限定指標(biāo)合理。3.4吸水率和軟化系數(shù)對(duì)18組樣品進(jìn)行了吸水率及軟化系數(shù)測(cè)試，檢測(cè)結(jié)果如下表所示。表4污泥陶粒粗骨料吸水率、軟化系數(shù)密度等級(jí)1h吸水率/%軟化系數(shù)20023.081.323.489.226.190.430022.283.820.777.121.480.440016.520.778.119.694.350011.390.314.294.523.097.09006.679.810.391.65.496.710004.398.25.193.46.090.8吸水率及軟化系數(shù)是衡量污泥陶粒性能的兩個(gè)重要指標(biāo)，高吸水率陶粒對(duì)混凝土的有效水膠比影響較大，為使混凝土達(dá)到相同工作狀態(tài)，需加入更多的水，高水膠比造成混凝土強(qiáng)度偏低，同時(shí)高吸水率陶粒，也會(huì)吸附一定量的減水劑，引起混凝土的質(zhì)量波動(dòng)，軟化系數(shù)低的污泥陶粒，遇水后強(qiáng)度損失大，易對(duì)混凝土的強(qiáng)度造成不利影響。由表3可知，密度等級(jí)越高，污泥陶粒的吸水率越低，這是由于高密度的污泥陶粒越致密，浸水后對(duì)水的吸附越少，因此規(guī)范中針對(duì)不同密度等級(jí)的陶粒吸水率作了限定，并保證80%樣品指標(biāo)滿(mǎn)足規(guī)范要求，將軟化系數(shù)定位0.8，保證80%樣品復(fù)合要求。3.5含泥量、泥塊含量如下表4為污泥陶粒含泥量及泥塊含量。表5泥陶粒含泥量及泥塊含量序號(hào)123456含泥量（%）00.20.20.30.10泥塊含量（%）00.100.100序號(hào)789101112含泥量（%）0.20.50.20.400.3泥塊含量（%）0.10.300.100.1泥的顆粒極細(xì)，其附著在骨料表面，影響膠材與陶粒的粘結(jié)，泥塊作為混凝土中的有害物質(zhì)，會(huì)在混凝土中形成薄弱區(qū)，對(duì)混凝土的質(zhì)量影響很大，由上表4可知，所檢樣品含泥量、泥塊含量均較小，本規(guī)范中參數(shù)指標(biāo)及實(shí)驗(yàn)方法主要參考了GB/T17431.1-2010，其中對(duì)含泥量及泥塊含量（非結(jié)構(gòu)用混凝土）規(guī)定分別別為3.0%、1.0%，結(jié)合樣品驗(yàn)證情況及嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量角度考慮，將含泥量及泥塊含量均定為1.0%。3.6煮沸質(zhì)量損失該指標(biāo)用于檢驗(yàn)污泥陶粒的安定性，陶粒中可能含有生石灰等及其他易分解的物質(zhì)，影響產(chǎn)品的安定性。如下表5為匯總的測(cè)試結(jié)果。表6污泥陶粒煮沸質(zhì)量損失序號(hào)123456煮沸質(zhì)量損失（%）3.71.02.66.34.15.1序號(hào)789101112煮沸質(zhì)量損失（%）1.90.95.24.00.83.6如上表5的數(shù)據(jù)可知，約75%的樣品沸煮質(zhì)量損失率≤5.0%，結(jié)合現(xiàn)有相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定污泥陶粒沸煮質(zhì)量損失率≤5.0%，保證75%樣品符合要求。3.7燒失量試樣在高溫中灼燒，去除碳和水分，同時(shí)將存在的易氧化的元素氧化，燒失量越高，其對(duì)混凝土的影響越大。如下表7為匯總的測(cè)試結(jié)果。表7污泥陶粒燒失量序號(hào)123456煮沸質(zhì)量損失（%）0.821.3410.2216.763.441.88序號(hào)789101112煮沸質(zhì)量損失（%）20.222.500.541.124.807.26如上表可知，不同廠家生產(chǎn)的污泥陶粒燒失量數(shù)據(jù)波動(dòng)性較大，最小的為0.54%，數(shù)值較大的可達(dá)20.22%，結(jié)合GB/T17431.1-2010對(duì)燒失量的規(guī)定及嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量角度考慮，將燒失量定為≤5.0%，67%產(chǎn)品可滿(mǎn)足要求。3.8硫化物和硫酸鹽含量表8污泥陶粒硫化物和硫酸鹽含量序號(hào)12345硫化物和硫酸鹽含量（%）0.490.771.211.330.89序號(hào)678910硫化物和硫酸鹽含量（%）0.560.900.380.440.57GB/T17431.1-2010《輕集料及其試驗(yàn)方法第1部分輕集料》中對(duì)普通輕集料硫化物和硫酸鹽含量限定為≤1.0%，煤矸石類(lèi)≤1.5%，如上表可知，本次測(cè)試的10組樣品，只有兩組超出1.0%，80%產(chǎn)品可滿(mǎn)足該要求，因此本標(biāo)準(zhǔn)限定硫化物和硫酸鹽含量≤1.0%。3.9有機(jī)物含量表9污泥陶粒有機(jī)物含量序號(hào)12345有機(jī)物含量淺于標(biāo)準(zhǔn)色淺于標(biāo)準(zhǔn)色淺于標(biāo)準(zhǔn)色淺于標(biāo)準(zhǔn)色淺于標(biāo)準(zhǔn)色序號(hào)678910有機(jī)物含量淺于標(biāo)準(zhǔn)色淺于標(biāo)準(zhǔn)色淺于標(biāo)準(zhǔn)色淺于標(biāo)準(zhǔn)色淺于標(biāo)準(zhǔn)色與集料相關(guān)的各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中提到的有機(jī)物含量限定及測(cè)試方法基本都一致，因此本規(guī)范中繼續(xù)沿用GB/T17431.1-2010《輕集料及其試驗(yàn)方法第1部分輕集料》中的相關(guān)規(guī)定。污泥陶粒制備中，一般會(huì)經(jīng)過(guò)上千度的高溫煅燒處理，一般情況下，其有機(jī)物含量較低，由上表可知，測(cè)試的10組樣品測(cè)試結(jié)果均達(dá)標(biāo)。3.10氯化物表10污泥陶粒氯化物序號(hào)12345氯化物含量（%）0.0110.0080.0130.0090.006序號(hào)678910有機(jī)物含量（%）0.0150.0080.0210.0130.004氯離子的主要危害是對(duì)鋼筋產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，引起鋼筋銹蝕，GB/T17431.1-2010中規(guī)定輕集料的氯離子含量≤0.02%，GB14684-2011中要求二類(lèi)砂氯離子含量也是≤0.02%，一般認(rèn)為滿(mǎn)足這個(gè)指標(biāo)的集料可正常使用，因此本規(guī)范將氯離子含量限定為≤0.02%，由上表測(cè)試結(jié)果可知，10組樣品中，有一組出現(xiàn)了不合格，多數(shù)產(chǎn)品滿(mǎn)足要求。3.11放射性表11污泥陶粒放射性序號(hào)12345放射性IRa=0.32，Iγ=0.31IRa=0.24，Iγ=0.46IRa=0.19，Iγ=0.27IRa=0.75，Iγ=0.83IRa=0.41，Iγ=0.29序號(hào)678910放射性IRa=0.22，Iγ=0.18IRa=0.34，Iγ=0.27IRa=0.59，Iγ=0.46IRa=0.16，Iγ=0.26IRa=0.15，Iγ=0.19放射性的檢測(cè)方法及判定指標(biāo)參考GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》。如上表數(shù)據(jù)可知，10個(gè)樣品放射性檢測(cè)結(jié)果均滿(mǎn)足IRa≤1.0、Iγ≤1.0的要求，為鼓勵(lì)污泥在陶粒中的應(yīng)用，本規(guī)范中不劃定更為嚴(yán)格的放射性指標(biāo)，以滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)中要求最嚴(yán)格的對(duì)建筑主體材料類(lèi)的放射性限定指標(biāo)，IRa≤1.0、Iγ≤1.0。3.12可浸出重金屬含量表12污泥陶?？山鰳悠沸蛱?hào)砷（As）mg/L鉛（Pb）mg/L鎘（Cd）mg/L鉻（Cr）mg/L銅（Cu）mg/L鎳（Ni）mg/L鋅（Zn）mg/L錳（Mn）mg/L10.0350.0800.0350.020.6450.070.80.120.0300.0950.0050.070.1800.090.60.230.0700.1850.0090.010.4500.03/0.640.0200.0900.0060.100.7650.070.20.750.0250.0300.0110.130.2300.080.40.360.0700.1650.0070.080.2750.120.20.670.1150.0200.0140.060.3300.110.60.480.0100.0800.0310.050.3450.090.20.390.0650.1050.0140.111.0500.050.40.3100.0800.0750.0190.070.4050.070.10.5污泥陶粒中至少含有30%以上的污