冯文利“固废在预拌砂浆中的应用技术”解析

冯文利“固废在预拌砂浆中的应用技术”解析

方达康砂浆技术研究院

山东方达康工业纤维素有限公司

冯文利教授

2022年10月17日，由于疫情的原因，很多学术交流大会取消、或者延期召开，毕竟在严重的疫情面前，安全是第 一位的，2021年的技术交流会受到很大影响，这也是没办法的事情；没法现场学习，只好加强线上交流，也就是2021年，流行起了网络会议，方达康为客户组 织了几十场网络授课，效果良好，疫情阻挡不了行业技术交流的热情。

方达康人在疫情肆虐的情况下，没有停止前进的脚步，只要客户需要，就会有方达康人的身影。由于天然砂“禁采”，开山取石受限，到处闹砂慌，市场上砂子质量大幅度下降，也导致砂浆质量不稳定，出现各种各样的质量问题，方达康人忙得不亦乐乎，为客户解决砂子级配问题，配方调整问题，可以说，2021年也是方达康遇到问题多，忙的一年。

2021年，国家出台鼓励政策，大力推广固废在预拌砂浆中的应用，所以，国内掀起了开发、利用固废的热潮，石膏热、建筑垃圾热、尾矿热、矿渣热、生活垃圾热、煤矸石热等等，一浪高过一浪，固废学术交流会一个接着一个，行业内人士趋之若鹜，国内固废综合利用产业园如雨后春笋般建立起来，发展形势令人欣喜若狂，又一个热点出现了。

固废的应用肯定利国利民，但是，固废本身可以利用，也存在很多技术难题，作为技术工作者，必须认真研究固废的特点，进行缜密的实验，只有经过大量科学实验，才能大面积的进行推广应用，避免出现质量问题，在这方面，方达康投入巨大的人力、物力、财力，取得了巨大的科研成果，积累了丰富经验，也成功把固废应用在了预拌砂浆领域。

2022年3月，中国散协将在湖南长沙举办“2021年砂浆年会”，届时，高朋云集，又是一个行业盛会；中国散协孙岩秘书长要求老冯写一篇关于固废应用方面的文章，尽量总结全 面、完整。固废应用是一个巨大的课题，涉及面非常广泛，老冯只能把方达康过去已经做过的关于固废方面的经验总结出来，供大家参考、交流，由于固废应用是一项全新的课题，难免有不当之处，希望行业同仁不吝赐教，旨在促进行业的健康发展。

（一）石膏固废的应用

目前，国内应用比较成熟的是脱硫石膏、磷石膏，应用量也比较大，发展速度惊人，形成了规模优势。脱硫石膏的煅烧工艺，经过多年的实践、摸索，工艺基本成熟，现在存在的主要问题是，固废石膏的氯离子含量超标的情况下，通过水洗系统，可以降低到400PPM以下，这样就符合新的国家标准，市场上，这种高氯离子的固废石膏存量很大，水洗技术的发展是行业发展的关键。

石膏成分比较复杂，通过化学、物理的方法可以除去部分杂质，达到可以应用的范围值，另外，磷石膏低温煅烧，有效成分较低，在石膏自流平的应用中，强度达不到设计要求，现在的高温煅烧工艺，形成无水二型石膏粉，强度大大提高，可以满足石膏自流平强度的要求。

轻质抹灰石膏在氯离子较高的情况下，有变黄的现象，导致腻子层出现色块，引起纠纷，随着新标准的实施，氯离子含量控制在400PPM以下，这个问题得到了解决；其它问题基本上都能够从技术角度解决，经过多年的实践，很多砂浆企业已经掌握了石膏砂浆配方技术。

石膏自流平在国内市场发展迅猛，根据老冯多年的实践经验，要做好石膏自流平，必须掌握石膏自流平配方技术，石膏自流平的施工技术，要把二者有 机的结合起来，才能成功，90%的人失败在了施工过程，石膏自流平的施工属于精细化施工，施工队伍要进行严格的培训才能上岗；石膏自流平出现质量问题，开发商搞不清楚是材料的问题，还是施工的问题，一头雾水；石膏自流平必须按照施工规范来施工，才能保证每一个环节不出问题，三分料，七分工，在石膏自流平的施工过程中得到了充分体现。

固废石膏的种类很多，每一种固废，各有其特点，必须进行认真研究，总结规律，才能获得成功，石膏应用的路还有很长，需要大家共同努力。

（二）建筑垃圾在预拌砂浆中的应用

由于环保的原因，国内天然砂禁采，机制砂限制，砂源紧张，砂子价格上涨，质量下降，预拌砂浆的骨料短缺，满足不了市场的需要，这是行业头 痛的问题。国家政策引导固废的应用，建筑垃圾的应用就是在这种大背景下发展起来的，也可以这样说，现在国内建筑垃圾资源已经被瓜分完毕，如果企业现在想上建筑垃圾处理项目，几乎不可能。

建筑垃圾中的混凝土块经过破碎、制砂处理，制成的砂子可以应用于预拌砂浆之中，如果抹灰砂浆可以使用一部分，如果砌筑砂浆、地坪砂浆、干铺砂浆可以全部使用；建筑垃圾砂子和正常的机制砂有很大区别的，容重低、孔隙率高、含土量高、吸水率高，配成砂浆之后，稠度损失率高、砂浆强度低、粘接力差，因此，使用建筑垃圾作为砂浆骨料，必须调整配方，调整添加剂的种类，弥补以上的不足，生产出合格的砂浆产品，否则，砂浆容易空鼓、开裂。

另外，建筑垃圾中含有一定数量的红砖、蓝砖，烧结砖也是胶凝材料，在有水泥的背景下，经过激活，28天的抗压强度可以达到21兆帕，所以，建筑垃圾中有适量的烧结砖可以提高砂浆强度。但是，如果砂浆中有红色的颗粒，可能一些施工单位接受不了，这是传统思想问题，在砂浆配方当中加入炭黑可以解决砂浆颜色问题，老冯为多家砂浆企业提供过这项技术，建立了多家固废应用示范基地，取得了良好的示范效果，推动了建筑垃圾在预拌砂浆中的应用。

2020年4月1日，国家公布建材行业“建筑固废再 生砂粉”标准，从此，使用建筑固废应用于预拌砂浆有法可依，固废使用合法化，常态化；标准的发布打消了使用者的顾虑，促进了建筑垃圾在预拌砂浆的应用。其实，欧美发达地区，对固废研究较早，已经把固废广泛的应用于建材当中，既保护了资源，又解决了环保问题，一举多得，我们不应保守，要积极学习西方先进的固废应用经验。

使用建筑垃圾作为预拌砂浆骨料可以大大降低预拌砂浆生产成本，增加产品的市场竞争力，对于目前深陷恶性竞争状态的砂浆企业来讲，至关重要，大家也认识到了这一点。

（三)尾矿砂在预拌砂浆中的应用

尾矿砂就是选矿厂在特定的经济技术条件下,将矿石磨细,选取有用成分后排放的废弃物。一般由选矿厂排放的尾矿矿浆经自然脱水后形成的固体矿物废料，固体工业废料的主要成分,可视为一种复合的硅酸盐、碳酸盐等矿物材料。尾矿中主要有用组分的含量称为尾矿品位。

一般来讲，市场上常见的尾矿砂包括铁尾矿、黄金尾矿、其它金属尾矿；首先取样，送到有检测资质的检测部门对尾矿砂进行一次全检，特别是放射性和毒性指标，如果这两项超标，这种砂子坚决不能用于预拌砂浆当中，另外对重金属、硫化物、氧化钙、氧化镁、云母等成分进行分析，只有不超标的情况下，可以使用。特别是黄金尾矿，如果这个指标超标，坚决不能使用，老冯在指导黄金尾矿的应用中，已经遇到好多次这种情况，所以，要引起大家的高度注意。

尾矿砂如果含土量高，首先要经过水洗，去除砂中的土，然后，经过烘干去除水分，烘干过程中，也可以通过变频除尘装置进一步降低尾矿中的含土量，如果用于特种砂浆，尾矿砂的含土量要控制在1%以下，如果用于抹灰砂浆，含土量控制在5%以下。如果尾矿砂含土量不高，可以直接过筛，烘干即可。根据客户的要求，烘干之后的尾矿砂，进行分级处理，满足不同砂浆企业的要求。

黄金尾矿砂的强度很高，在调配预拌砂浆时，要注意调整砂浆的柔韧性，而铁尾矿砂的强度比较低，调配砂浆时，要注意调整砂浆的强度，如果遇到尾矿砂质量不稳定，把尾矿砂和天然砂、机制砂混合使用比较科学，这是老冯多年总结出来的经验。因为尾矿砂质量不稳定，要建立砂浆实验室，配备专业技术人员，对尾矿质量进行连续检测，认真分析结果，科学使用，避免风险，小心使得万年船。

这两年，尾矿砂的应用特别火，老冯服务了多家固废处理工厂，为企业提供技术支持，每一个企业的尾矿砂几乎供不应求，尾矿砂处理企业肯定是一个资源型企业，非常有前途，希望大家要重视起来。

（四）生活垃圾在预拌砂浆中的应用技术。

随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，生活垃圾的产生量越来越大，带来严重的环保问题。生活垃圾的处理是政 府非常头 痛的问题，也是重要的民生问题，老百姓的环保意识在不断增加，生活垃圾随便掩埋处理，受到当地居民的抵制，处理好生活垃圾是当务之急。

目前，各地生活垃圾的处理方法是通过高温焚烧，剩余残渣掩埋，这样也存在一个垃圾掩埋的问题，不但污染了环境，也引起当地居民的不满，客观上需要我们技术工作者找出一个合理的处理方法，来解决这个棘手的问题。

方达康对焚烧以后的生活垃圾残渣进行了系统的研究，残渣通过水洗，留下固体物，烘干、过筛之后，通过调整，测定各项指标，级配合理、压碎值合格、不含有害成分，符合国家建筑用砂标准。然后，作为预拌砂浆的骨料进行配方实验，砂浆质量指标可以达到国家砂浆质量标准，这样就为生活垃圾的处理找到一条可行之路。

生活垃圾通过处理，作为预拌砂浆骨料使用，必须对其进行连续性的指标检测，利用冯氏砂子级配分析法对其进行级配调整，达到砂浆用砂的质量标准，希望更多的企业到方达康研究院学习这项技术，不但解决了政 府垃圾处理问题，还降低了砂浆生产成本。

这项工作刚刚开始，要做企业标准，逐步制定团体标准，行业标准，上升到国家标准，前途是光明的，道路是曲折的，任重而道远，大家需要共同努力，去完成这个艰巨的任务。

（五）水渣的高 效利用技术

水渣，又称高炉水淬矿渣，是高炉炼铁产生的副产品，在水泥行业又叫矿粉。水渣作为生产水泥的主要混合料之一，有很长的应用历史。水渣作建材用于生产水泥和混凝土，由于水渣具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料石灰石膏等激发剂作用下，可以作为优质的水泥原料，可制成矿渣硅酸盐水泥、石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥、矿渣砖、矿渣混凝土等。传统的水泥生产工艺是将水泥熟料和某些混合材料包含水渣等一同混入球磨机粉磨。

水渣是一种钢铁冶炼过程中产生的附属品。在生产加工技术较为落后的以前，水渣的利用率非常低，有时甚至会被当做废弃物进行处理。而现代先进的加工工艺可将水渣进行超微粉碎研磨，使水渣更具有广阔的利用空间。水渣在水泥产业上的应用拥有悠久的历史。水渣是水泥生产过程中的重要添加剂，通过水渣的添加使水泥的水溶性、密实性、凝胶性等多种性能都有很大的提升。在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下，可以作为优质的水泥原料，可制成矿渣硅酸盐水泥、石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥、矿渣砖、矿渣混凝土等。用于水渣制粉的有很多，但超细磨粉机相比更加的实用。超细磨粉机研磨水渣有很理想的效果，可将水渣研磨至目的超细粉，这种超细粉掺加到水泥当中使水泥性能更加优越。新型磨粉技术使矿渣回收利用前景更加的广阔。

今天我们所探讨的是水渣作为预拌砂浆的骨料使用，一般情况下，水渣经过烘干、过筛处理，可以作为中砂在抹灰砂浆中使用，虽然表面看起来和天然砂砂子外形相差不大，但是，级配不合理，孔隙率高，保水性差，砂浆容易泌水，强度低，粘接性差，需要和天然砂、机制砂配合起来应用比较好，能够调整出效果，方达康在这方面做了大量工作，为多家使用水渣的砂浆企业提供技术支持，降低了生产成本，处理了固废，企业得到快速发展。

水渣也可以研磨到40-120目，作为特种砂浆的骨料，这种砂子的强度高，特种砂浆需要调整砂浆的柔韧度和粘接力；如果没有实战经验，好不要使用，这里面还有调整配方，调整砂浆添加剂的要求，盲目乱干，会出质量问题。

（六）钢渣在预拌砂浆中的应用技术

把钢渣磨成超细粉，用于水泥生产当中，这个技术比较成熟，已经成为常规的应用技术，很多水泥厂家在大量使用。

另外一个，钢渣的粒径类似于机制砂，经过热闷处理后，除去其中的铁元素，把氧化钙、氧化镁的含量降低到安全指标，这种钢渣可以用于抹灰砂浆的骨料，代替机制砂或者天然砂。

如果没有经过特殊处理的钢渣，不能作为抹灰砂浆的骨料使用，里面的超量氧化钙、氧化镁吸潮，会发生体积膨胀，出现爆灰现象，这种质量事故已经在国内发生多起，造成了巨大的经济损失，所以，很多混凝土、砂浆技术人员提到钢渣，唯恐避之不及，根本不敢使用。

氧化钙、氧化镁爆灰的时间可能几年之后，也可能十年之后，大家对待这个问题要有充分的认识，如果技术不到位，没有专业技术支持，不要打钢渣的主意，避免引起不必要的经济损失。

（七）煤矸石在预拌砂浆中的应用技术

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。

煤矸石其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素。

煤矸石弃置不用，占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自 然发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。为了消除污染，自60年代起，很多国家开始重视煤矸石的处理和利用。

一般产煤的地方，伴随着产生大量的煤矸石，一些矿区的煤矸石堆积如山，令人感到头 痛，找不到合理的处理办法，随着国家对固废利用的政策支持，对煤矸石应用研究也如火如荼的开展起来，这是令人欣喜的事情。

目前比较成熟的利用煤矸石技术，是利用煤矸石制砖，消化了大量的煤矸石；另外，煤矸石的超细粉可以加到水泥当中，或者，可以当做粉煤灰使用，掺合料使用；煤矸石粉碎后，可以配制成回填砂浆用于矿井回填，成本低，用量大。

其实，为关键的是煤矸石作为预拌砂浆的骨料技术，方达康经过多年摸索、总结，设计出了利用煤矸石作为预拌砂浆骨料的处理技术，首先把煤矸石在水中浸泡两个小时，如果这个时候煤矸石的压碎值在20以下，就可以破碎制砂，应用于预拌砂浆当中，在普通砂浆中可以使用一部分，如果实验室健全，配有专业技术人员，有完整的质量控制体系，这样的砂浆厂可以完全使用煤矸石。大家要注意，煤矸石不同正常的石灰岩、花岗岩、鹅卵石，制成砂之后，要注意调整煤矸石砂的级配，控制含粉量，注意砂浆强度、粘接力、施工性等指标，要通过级配技术，配方技术，添加剂技术来弥补煤矸石砂浆的质量缺陷。

把煤矸石当做预拌砂浆的骨料来用，对企业的实验室要求很高，除了必 备的检测器材之外，要配备专业技术人员，对煤矸石的质量要连续检测，认真记录分析，根据煤矸石的变化情况，调整煤矸石的使用量，来保证抹灰砂浆的质量稳定性。

（八）利用好固废材料注意事项

固废来源各异，不确定因素很多，要安全、科学的使用固废材料，首先要委托有资质的检测单位对固废材料进行各方 位的检测，要注意固废的毒性、放射性指标，超标不能使用；注意有害物质的含量是否超标，特别是重金属、硫化物、云母含量；活性物质是否超标，确定使用量，避免后期出现问题。

固废材料的稳定性差，所以，要建立完整的实验室，配备专业技术人员，对固废材料进行连续侧定，对于超标的固废坚决不能使用，有害物质不能进入建材领域；根据固废质量变化情况，科学使用固废，既解决了固废处理问题，又解决了建材原材料紧张的问题，做到一举多得。

由于固废的特殊性，从事这方面的技术人员，要进行专业培训，经常参加学术会议，或者邀请有实战经验的专 家做技术支持，提高固废的应用水平，不走弯路，避免不必要的质量事故，希望大家重视起来。

固废利用在国内属于新的课题，技术人员要积极做应用实验，积累经验，不断改善工艺条件，配方技术，处理工艺，把固废处理技术水平推到一个新的高度。

方达康研究固废应用多年，积累了丰富的实战经验，也了解风险所在，希望砂浆企业在上固废项目之前，到方达康研究院学习固废应用技术，提前掌握应用理论，实战技术，避免出现问题后，造成经济损失，再来学习。

（九）关于固废利用的国家标准

由于固废应用发展迅猛，属于新生事物，国家对固废的应用标准制定滞后，据老冯了解，很多建材机构、科研部门、大专院校、相关企业等单位积极组 织人员制定企业标准、团标、行业标准、国家标准，只要大家重视起来，标准很快就会制定、发布，企业在应用固废过程中有法可以，做到使用固废标准化、安全化、常态化，推动固废应用的健康发展。

（十）利用国家固废鼓励政策发展绿色建材行业

由于环保的原因，各地机制砂生产线、砂子烘干线、风化砂水洗线都很难批准，如果利用固废处理项目，国家给予政策支持，这些项目可能批下来；老冯参与过多个固废产业园的设计，大家尽量把建材项目打包设计进去，这是目前的主流思路，供大家参考。

2022年就要来到，新的一年，充满了未知与挑战，迎接我们的是大变局的一年，世界局势不平稳，国内经济大调整，疫情照样肆虐，人们没有方向感，处于焦虑之中；新的一年总是给人们带来希望，重要的是我们要树立信心，坚定信念，团结一致，砥砺前行。