隨著城市化進(jìn)程的加快，城市生活垃圾的產(chǎn)量大幅增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2010年我國城市生活垃圾年產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到3.52億t[1]，垃圾堆存量達(dá)70多億t，全國有2／3的城市陷入垃圾的包圍之中[2]。垃圾焚燒技術(shù)可以使生活垃圾減容90％以上，質(zhì)量減少70％左右，在垃圾焚燒減量的同時(shí)還可以獲得電能，因此，焚燒法被認(rèn)為是一種可以有效處理生活垃圾的方法。然而，垃圾焚燒會(huì)產(chǎn)生約30％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的焚燒渣（爐渣和飛灰），其中爐渣占80％[3]。
根據(jù)我國《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485—2001），爐渣可按“一般固體廢物”進(jìn)行處理，因此，目前大多數(shù)爐渣采用填埋處理，不僅占用大量的土地資源而且填埋費(fèi)用巨大。另一方面，我國當(dāng)前的混凝土年生產(chǎn)量超過35億m3，需要消耗天然集料（砂石）60億t[4]，集料生產(chǎn)使用過程中所帶來的礦石資源、能源的消耗，以及對大氣和環(huán)境的污染問題已經(jīng)引起了全球范圍的普遍關(guān)注，為此，很多科研人員嘗試在混凝土中利用城市固體廢物焚燒爐渣（以下簡稱MSWI爐渣），分析MSWI爐渣回收利用的可行性以及探索提高M(jìn)SWI爐渣替代率的措施等。
以往一些文獻(xiàn)中已有關(guān)于在混凝土中利用MSWI爐渣的研究報(bào)道。目前，這些研究主要包括MSWI爐渣的安全處理，MSWI爐渣混凝土的物理特性、化學(xué)分析、力學(xué)特性、工作性能以及滲濾特性研究等[5－12]。研究表明，MSWI爐渣具有火山灰活性，可以用作混凝土中的聚合材料?；炷恋乃磻?yīng)產(chǎn)物MSWI（OH）2具有水溶性以及較低的強(qiáng)度，這對混凝土的質(zhì)量會(huì)有一定負(fù)面影響，添加MSWI爐渣后，由于MSWI爐渣的火山灰活性可以將水化反應(yīng)產(chǎn)物MSWI（OH）2轉(zhuǎn)化為次級水化硅酸鈣（C—S—H）和水化鋁酸鈣（C—A—H）凝膠，使混凝土中一些較大的有害毛細(xì)孔變?yōu)槟z孔，讓混凝土變得更加密實(shí)。另一方面，由于MSWI爐渣作為堿集料會(huì)引發(fā)一系列有害反應(yīng)，可能誘發(fā)混凝土膨脹進(jìn)而最終引起混凝土開裂，這種情況在MSWI爐渣替代率較大時(shí)尤其嚴(yán)重[13－14]。除此之外，添加大量的MSWI爐渣還會(huì)使混凝土中的熟料礦物3MSWIO?SiO2、2MSWIO?SiO2和3MSWIO?Al2O3的濃度相對減少，這些熟料礦物是發(fā)生水化反應(yīng)的主要原料，因此，大量添加MSWI爐渣將直接導(dǎo)致混凝土水化程度降低[15]。
目前的文獻(xiàn)和正在進(jìn)行的研究很少有關(guān)于混凝土MSWI爐渣最佳替代率問題的研究，即通過分析混凝土中集料和水泥漿體之間發(fā)生的反應(yīng)（混凝土中的這些反應(yīng)會(huì)影響混凝土的性能和耐久性）來研究混凝土中MSWI爐渣的利用潛力。因此，本研究將MSWI爐渣等質(zhì)量替代30％、50％、70％的混凝土粗集料，配制得到不同的MSWI爐渣混凝土。研究了MSWI爐渣混凝土的抗壓強(qiáng)度和彈性模量等力學(xué)性能；通過毒性特征瀝濾方法（TCLP）測試評估了MSWI爐渣與MSWI爐渣混凝土的重金屬離子浸出情況。通過與普通混凝土進(jìn)行比較，分析了利用MSWI爐渣的可行性及其最佳替代率。