我校教师在城市生活垃圾焚烧底灰资源转化碱激发建筑材料研究中取得重要进展

         近日，我校土木建筑学院教师黄国栋等人在城市生活垃圾焚烧底灰大规模安全消纳与资源化回收利用研究中取得重要进展，在国际建筑材料领域著名学术期刊《Construction and Building Materials》（2020年影响因子IF = 4.685，JCR一区）上连续发表了题为《Use of pretreatment to prevent expansion and foaming in high performance MSWI bottom ash alkali activated mortars》与《Influence of NaOH content on the alkali conversion mechanism in MSWI bottom ash alkali activated mortars》的学术论文。

图1实验装置设计图

图2自由碱与结合碱转化机理

（图片由黄国栋老师提供）

         该研究以城市生活垃圾焚烧底灰为主要原材料，粒化高炉矿渣与熟石灰粉为矿物掺合料，以液态硅酸钠与氢氧化钠为激发剂，通过碱激发方式制备一种高强度，施工性与耐久性优良的城市生活垃圾焚烧底灰碱激发胶凝材料，逐步实现对传统建筑材料—硅酸盐水泥的替代，缓解硅酸盐水泥大规模生产与使用所带来的高能耗、高污染问题，实现对城市生活垃圾焚烧底灰的大规模安全消纳与资源化回收利用。论文主要以胶凝材料学、化学热力学为基础，深入剖析底灰遇碱发泡膨胀的演化规律，探寻底灰与碱性激发剂的兼容耦合特性，实现两者从不兼容到兼容的过度，剖析兼容程度的时变规律。采用预埋高精度pH探头测定碱激发试件内部pH分布规律，结合ICP-MS检测自由碱扩散与结合碱转化规律，建立底灰碱激发材料自由碱扩散系数模型与结合碱转化机制模型。通过宏观试验数据与微观分析结果，结合大数据分析，构建底灰碱激发材料强度发展定量预测模型与耐久性评价体系。该论文的完成不仅为垃圾焚烧底灰资源化利用提供理论基础与技术支撑，还将为其它固废的资源化利用提供技术参考。

          据悉,该研究工作得到了校人才引进基金的资助。截止目前，黄国栋老师已经在《Construction and Building Materials》期刊上以第一作者累计发表论文8篇。

          论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061820305870?via%3Dihub

            https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061820304761?via%3Dihub

（撰稿、核稿：土木建筑学院 陈峰、黄国栋，庞建勇）