一种含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土及制备方法

技术领域

本申请涉及环保技术领域，尤其是涉及一种含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土及制备方法。

背景技术

近年来，随着我国垃圾焚烧处理技术的迅猛发展，垃圾焚烧飞灰的产量也不断增加。然而，垃圾焚烧飞灰中存在着二噁英和重金属等有害物质，它们可能通过空气、土壤和水体扩散，对环境造成严重污染，危害人类和其他生物的生存。因此，如何合理处理垃圾焚烧产生的飞灰成为许多垃圾处理厂亟待解决的问题。

目前，已经存在多种处理垃圾焚烧飞灰的方法。其中，最常见的方法是利用水泥对飞灰进行固化，然后将固化物填埋。虽然这种方法相对简单，但存在成本高和资源浪费的问题。同时，还存在一定的安全隐患。由于在填埋后，固化后的飞灰随着环境的变化容易分解，并渗透到地下水中，导致地下水中出现重金属超标的问题。因此，采用水泥固化的方法不仅成本高，而且存在较多的安全隐患。

为了解决这些问题，现有技术中已出现对垃圾焚烧飞灰进行再利用的方法。例如，可以利用垃圾焚烧飞灰来制备混凝土等材料。尽管这种方法在降低垃圾焚烧飞灰的隐患问题方面效果较好，但所制备的混凝土存在孔隙率高、抗压强度不高等问题。此外，部分混凝土在遇到火灾等情况时，具备较差的防火效果，这也引起人们的担忧。

发明内容

为了解决上述至少一种技术问题，开发一种抗压强度较高、质密性佳、阻燃性较好的环保型混凝土，本申请提供一种含垃圾飞灰的环保性轻质混凝土及制备方法。

第一方面，本申请提供一种含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土，所述环保型轻质混凝土按重量份包括如下组分：

垃圾焚烧飞灰50～300份、河砂50～150份、水泥100～300份、纤维材料10～30份、轻质碳酸钙100～300份、硅灰50～200份、三氧化二锑10～100份、环氧膦酸酯10～50份、氢氧化铝100～300份、硅烷偶联剂5～10份、减水剂5～10份以及水100～150份；

所述纤维材料包括玻璃纤维、钢纤维、碳纤维中的至少一种。

通过采用上述技术方案，本申请制备获得的含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土具有较好的抗压强度、高质密性以及高阻燃效果的优势。水泥和纤维材料在反应过程中形成胶凝物质，包裹着其他物质，使混凝土具有良好的强度和承载能力。此外，水泥和纤维材料的胶凝作用能够将垃圾焚烧飞灰中的重金属固定在混凝土中，降低其挥发性，减少了对周围环境的污染。混凝土中的飞灰被包裹在水泥和纤维材料的结构中，有效地隔离了外部环境与飞灰之间的接触，使其更加稳定，减少了由于挥发所引起的污染风险。通过将飞灰包裹住，减少了重金属的释放，降低了对土壤、水源和空气的污染，提高了建筑材料的环保性。这种混合使用的方法在有效降低飞灰中重金属的挥发性方面具有显著的效果，使得混凝土更加环保和可持续。同时，这也是一种对垃圾焚烧飞灰的有效利用方式，推动了废弃物资源化利用的发展。轻质碳酸钙和硅灰的添加能够填充混凝土中的空隙，增加混凝土的质密性，提高抗渗性和耐久性。垃圾焚烧飞灰的添加实现了废物资源化利用，减少了对自然资源的消耗。三氧化二锑、环氧膦酸酯和氢氧化铝的添加共同发挥作用，形成阻燃层，降低混凝土的燃烧速率和火焰传播。其中，三氧化二锑和环氧膦酸酯共同作用可以促进火焰的断裂和抑制火焰的蔓延。三氧化二锑分解产生的氧化锑与环氧膦酸酯生成的磷氧自由基发生反应，形成一种新的具有阻燃作用的化合物，进一步抑制了火焰的蔓延，并降低燃烧速度。其次，环氧膦酸酯和氢氧化铝的协同作用可以进一步强化阻燃效果。环氧膦酸酯生成的磷氧自由基能够与氢氧化铝表面产生的氢氧根离子相互作用，形成氢氧根磷酸盐化合物，这种化合物在高温下稳定，并在混凝土表面形成阻燃层，有效隔离了燃烧区域和氧气，减缓火焰的传播速度。另外，氢氧化铝还可以增强环氧膦酸酯的阻燃效果。氢氧化铝的脱水反应能够吸收大量热量，降低火焰的温度，从而减缓燃烧速度。此外，脱水反应生成的水蒸气进一步与环氧膦酸酯产生的磷酸盐反应，形成一层稳定的阻燃层，阻止火焰和烟气的传播。综上所述，三氧化二锑、环氧膦酸酯和氢氧化铝在混凝土中的协同作用能够通过产生化学反应、生成阻燃层和吸收热量等方式，增强混凝土的阻燃效果，有效降低火灾对建筑物和人员的危害。

可选的，所述垃圾焚烧飞灰、河砂、水泥的重量份数之比为2：1：2。

通过采用上述技术方案，垃圾焚烧飞灰的使用不仅能实现环保和资源合理利用的目标，而且能够优化混凝土的强度和性能，提高工程项目的质量和可持续性。此外，在特定比例下制备获得的混凝土具有最佳的抗压强度。垃圾焚烧飞灰是一种废弃物，通过利用它替代部分河砂和水泥的用量，可以减少河砂和水泥的开采需求，实现资源的有效节约和合理利用。河砂的开采会导致河道生态环境破坏和水土流失等问题，而水泥的生产会产生大量的碳排放和能源消耗。通过减少河砂和水泥的使用，可以降低对环境的负面影响。

可选的，所述环保混凝土，环保轻质混凝土还包括辅助材料50～100份；所述辅助材料包括纳米氧化铝、纳米二氧化硅的至少一种。

通过采用上述技术方案，环保混凝土中加入纳米氧化铝和纳米二氧化硅等辅助材料可以进一步提升混凝土的强度、耐久性和抗渗性能，推动环保建材的发展。

可选的，所述纳米氧化铝的粒径为50～100nm；所述纳米二氧化硅的粒径为50～100nm。

通过采用上述技术方案，通过控制粒径在50～100nm范围内，可以实现更细腻、均匀的表观效果，使混凝土表面更加光滑、细致。较小的粒径有助于纳米材料与水泥基体进行更好的化学反应，促进水化反应的进行，增强混凝土的强度和耐久性。通过控制纳米颗粒的粒径，可以调整混凝土的流变特性，包括流动性、凝结时间等，从而满足不同施工需求。较小的纳米颗粒可以填补混凝土中的细微孔隙，减少水泥基体的收缩，从而减少凝固收缩和热裂缝的形成。

可选的，所述纤维材料由玻璃纤维、钢纤维、碳纤维组成；其中，所述玻璃纤维、钢纤维、碳纤维的重量份数之比为1：1：1。

可选的，所述轻质碳酸钙的粒径为50～100nm。

通过采用上述技术方案，较小的粒径的轻质碳酸钙添加能够填充混凝土中微观缺陷和孔隙，提高混凝土的密实性和质密性，从而增强混凝土的抗压强度和抗裂性。此外，它还可以改善混凝土的耐久性，减轻水泥用量，减少混凝土的热和收缩变形，提高混凝土的耐久性，因此，在本申请中使用粒径为50～100nm轻质碳酸钙能够进一步提升环保混凝土的轻质化程度，并提高其强度、耐久性和隔热性能，以满足工程项目的要求。

可选的，所述水泥包括硅酸盐水泥。

可选的，所述减水剂包括聚羧酸减水剂；所述硅烷偶联剂包括KH550。

第二方面，本申请提供一种含垃圾飞灰的环保型轻质阻燃混凝土的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1、依次对垃圾焚烧飞灰、纤维材料进行煅烧，制得煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料；

S2、将煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料分别加入到装有硅烷偶联剂和乙醇溶液的混合物中进行浸渍处理，去除溶剂，干燥，制得改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料；

S3、将除垃圾焚烧飞灰、纤维材料以及硅烷偶联剂之外的组分混合搅拌，并加入步骤S2制得的改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料混合均匀，制得预混料；对预混料进行成型养护，制得含垃圾飞灰的环保轻质阻燃混凝土。

通过采用上述技术方案，能够制备出含垃圾飞灰的环保轻质阻燃混凝土，实现资源的循环利用，减少对环境的污染，符合环保要求。同时，通过改性处理可以提高材料的性能和稳定性，综合提高混凝土的品质和使用性能。

可选的，所述预混料的制备方法包括如下步骤：

S3.1、将河砂、水泥、轻质碳酸钙、硅灰与水混合，制得第一混合料；

S3.2、将三氧化二锑、氢氧化铝与环氧膦酸酯混合搅拌，制得第二混合料；

S3.3、在第一混合料搅拌时，加入第二混合料混合，再加入步骤S1制得的改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料混合均匀，制得预混料；对预混料进行成型养护，制得含垃圾飞灰的环保轻质阻燃混凝土。

通过采用上述技术方案，垃圾焚烧飞灰可以成功地包裹在混凝土中，从而稳定混凝土的性质。制备出的混凝土中能够有效地固定飞灰中的重金属元素，减少其挥发和释放，从而降低环境污染风险。此外，混凝土具有较高的耐火性能和抗火蔓延能力，能够有效阻止火焰的蔓延，减少火灾事故的发生，并保护结构的安全。另外，含垃圾飞灰的环保轻质阻燃混凝土具有环保性能。通过循环利用垃圾飞灰，可以减少自然资源的消耗和废弃物的排放，减少环境压力。同时，由于混凝土中添加了轻质碳酸钙等轻质骨料，使得混凝土具有较轻的密度和重量，减轻了建筑物的自重，提高了施工效率并减少资源的消耗。综上所述，本申请提供的制备方法可以成功制备含垃圾飞灰的环保轻质阻燃混凝土，具有稳定性、阻燃性能好、环保、轻质等优点，满足了对混凝土性能和环境保护的要求。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请制备获得的含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土具有较好的抗压强度、高质密性以及高阻燃效果的优势。

2.本申请提供的制备方法可以成功制备含垃圾飞灰的环保轻质阻燃混凝土，具有稳定性、阻燃性能好、环保、轻质等优点，满足了对混凝土性能和环境保护的要求。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请设计了本申请提供一种含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土，所述环保型轻质混凝土按重量份包括如下组分：

垃圾焚烧飞灰50～300份、河砂50～150份、水泥100～300份、纤维材料10～30份、轻质碳酸钙100～300份、硅灰50～200份、三氧化二锑10～100份、环氧膦酸酯10～50份、氢氧化铝100～300份、硅烷偶联剂5～10份、减水剂5～10份以及水100～150份；

所述纤维材料包括玻璃纤维、钢纤维、碳纤维中的至少一种。

第二方面，本申请提供一种含垃圾飞灰的环保型轻质阻燃混凝土的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1、依次对垃圾焚烧飞灰、纤维材料进行煅烧，制得煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料；

S2、将煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料分别加入到装有硅烷偶联剂和乙醇溶液的混合物中进行浸渍处理，去除溶剂，干燥，制得改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料；

S3、将除垃圾焚烧飞灰、纤维材料以及硅烷偶联剂之外的组分混合搅拌，并加入步骤S2制得的改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料混合均匀，制得预混料；对预混料进行成型养护，制得含垃圾飞灰的环保轻质阻燃混凝土。

申请人在对垃圾焚烧飞灰进行处理时发现，传统的垃圾焚烧飞灰处理方法中采用水泥对垃圾焚烧飞灰进行固化处理，再对制得的固化物进行填埋处理，虽然该方法具有操作较简单的优势，但是该方法不仅导致浪费资源的问题，同时，进行填埋处理的固化物依然存在较多不安全因素，如飞灰中的重金属元素污染地下水等问题。因此，对垃圾焚烧飞灰的合理处理较为重要，申请人为了解决传统方法中存在的垃圾焚烧飞灰导致的浪费资源，处理成本高、处理结果不安全等问题，经过较多研究发现，现有技术中已有出现将垃圾焚烧飞灰制成混凝土的技术，虽然该技术较好的解决了垃圾焚烧飞灰处理成本高，资源浪费等问题，但是所制得的混凝土存在质密性不高，抗压强度较低等问题，而质密性不好间接地影响了阻燃效果。

因此，申请人在本申请中提供一种能够较好的解决上述问题的混凝土，该混凝土能够有效固定飞灰中的重金属元素，减少其挥发和释放，从而降低环境污染风险。此外，通过对纤维材料和垃圾焚烧飞灰进行改性处理，能够提高混凝土的质密性和抗压强度，使其具有更好的力学性能和稳定性。这将为建筑物的耐久性和结构安全提供更可靠的保障。此外，申请人的技术不仅能够制备具有质密性的混凝土，同时也能提供良好的阻燃效果。阻燃混凝土具有较高的耐火性和抗火蔓延能力，能够有效防止火灾事故的发生。综上所述，申请人的实验成果将为垃圾焚烧飞灰处理和环保建筑材料领域带来重要影响。这些技术创新将促进资源循环利用，减少环境污染，提高建筑物的安全性和可持续发展。

具体实施例

实施例1～24

以下为本申请的实施例1～24和对比例1～7，实施例1～24和对比例1～7分别提供了一种含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土；其中，实施例1～24和对比例1～7中选用的原料若无特殊说明，均为市售产品，具体如下：

偶联剂：选自硅烷偶联剂，厂家为湖北信康医药化工有限公司，型号为KH-550。

河砂：厂家为灵寿县阔腾矿产品加工厂，货号为0166。

水泥：硅酸铝水泥、厂家为河南诗德宝新材料有限公司，型号为CA50。

纤维材料：玻璃纤维厂家为山东复力达达化工有限公司，CAS号为65997-17-3；碳纤维厂家为东莞市碳索复合材料有限公司、货号为20121218。钢纤维厂家为河北志峰橡塑制品有限公司、货号为5464654。

轻质碳酸钙：纯度>99％，平均粒径为50～100nm。

硅灰：厂家为灵寿县强东矿产品加工厂，货号为qd-924。

三氧化二锑：厂家为东莞市常平鹏科塑胶商行，货号为S3185。

环氧膦酸酯：厂家为天津市睿科化工贸易有限公司，型号为RKZ3008。氢氧化铝：厂家为合肥中科阻燃新材料有限公司，型号为FR-3815。

减水剂：聚羧酸减水剂、厂家为武汉润兴源科技有限公司，型号为QSC-聚羧酸减水剂B

纳米二氧化硅：纯度>99％，平均粒径为50～100nm。

纳米氧化铝：纯度>99％，平均粒径为50～100nm。

实施例1

一种含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土，所述环保轻质混凝土按重量份包括如下组分：

垃圾焚烧飞灰50份、河砂50份、水泥100份、纤维材料10份、轻质碳酸钙100份、硅灰50份、三氧化二锑10份、环氧膦酸酯10份、氢氧化铝100份、硅烷偶联剂5份、减水剂5份以及水100份；

制备方法为如下：

S1、依次对垃圾焚烧飞灰、纤维材料进行煅烧，制得煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料；此步骤中煅烧温度为800～1000摄氏度；

S2、将煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料分别加入到装有硅烷偶联剂和乙醇溶液的混合物中进行浸渍处理，去除溶剂，干燥，制得改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料；

此步骤中，在对垃圾焚烧飞灰进行改性处理时，乙醇的用量为垃圾焚烧飞灰的2倍，在对纤维材料进行改性处理时，乙醇的用量为纤维材料的2倍；

S3、将除垃圾焚烧飞灰、纤维材料以及硅烷偶联剂之外的组分混合搅拌，并加入步骤S2制得的改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料混合均匀，制得预混料；对预混料进行成型养护，制得含垃圾飞灰的环保轻质阻燃混凝土。

其中，所述轻质碳酸钙的平均粒径为50nm。

本实施例使用的纤维材料为玻璃纤维。

本实施例使用的硅烷偶联剂为KH-550。

本实施例使用的减水剂为聚羧酸减水剂。

本实施例使用的水泥为硅酸铝水泥。

实施例2～11

实施例2～11与实施例1的区别在于，所使用的部分组分的重量份数与实施例1不同，区别部分参见表1。

表1-实施例2～11与实施例1的区别部分参见表

实施例12～14

实施例12

本实施例与实施例9的区别在于，本实施例中所使用的纤维材料为等量的碳纤维。

实施例13

本实施例与实施例9的区别在于，本实施例中所使用的纤维材料为等量的钢纤维。

实施例14

本实施例与实施例9的区别在于，本实施例中所使用的纤维材料为碳纤维、玻璃纤维、钢纤维的组合物。其中，所述钢纤维、碳纤维、玻璃纤维之间的重量比为1：1：1。

实施例15～17

实施例15

本实施例与实施例14的区别在于，本实施例中使用的轻质碳酸钙的粒径选择不同，所述轻质碳酸钙的平均粒径为75nm。

实施例16

本实施例与实施例14的区别在于，本实施例中使用的轻质碳酸钙的粒径选择不同，所述轻质碳酸钙的平均粒径为100nm。

实施例17

本实施例与实施例14的区别在于，本实施例中使用的轻质碳酸钙的粒径选择不同，其中，粒径为50nm的轻质碳酸钙占轻质碳酸钙总量的50％，粒径为75nm的轻质碳酸钙占轻质碳酸钙总量的25％，粒径为100nm的轻质碳酸钙占轻质碳酸钙总量的25％。

实施例18～23

实施例18

本实施例与实施例17的区别在于，本实施例中还包括辅助材料50份，所述辅助材料为纳米氧化铝，所述纳米氧化铝的平均粒径为50nm。

制备方法为如下：

S1、依次对垃圾焚烧飞灰、纤维材料进行煅烧，制得煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料；

S2、将煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料分别加入到装有硅烷偶联剂和乙醇溶液的混合物中进行浸渍处理，去除溶剂，干燥，制得改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料；

S3、将除垃圾焚烧飞灰、纤维材料以及硅烷偶联剂之外的组分混合搅拌，并加入步骤S2制得的改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料混合均匀，制得预混料；对预混料进行成型养护，制得含垃圾飞灰的环保轻质阻燃混凝土。

实施例19

本实施例与实施例17的区别在于，本实施例中还包括辅助材料85份，所述辅助材料为纳米氧化铝，所述纳米氧化铝的平均粒径为50nm。

制备方法为如下：

S1、依次对垃圾焚烧飞灰、纤维材料进行煅烧，制得煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料；

S2、将煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料分别加入到装有硅烷偶联剂和乙醇溶液的混合物中进行浸渍处理，去除溶剂，干燥，制得改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料；

S3、将除垃圾焚烧飞灰、纤维材料以及硅烷偶联剂之外的组分混合搅拌，并加入步骤S2制得的改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料混合均匀，制得预混料；对预混料进行成型养护，制得含垃圾飞灰的环保轻质阻燃混凝土。

实施例20

本实施例与实施例17的区别在于，本实施例中还包括辅助材料100份，所述辅助材料为纳米氧化铝，所述纳米氧化铝的平均粒径为50nm。

制备方法为如下：

S1、依次对垃圾焚烧飞灰、纤维材料进行煅烧，制得煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料；

S2、将煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料分别加入到装有硅烷偶联剂和乙醇溶液的混合物中进行浸渍处理，去除溶剂，干燥，制得改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料；

S3、将除垃圾焚烧飞灰、纤维材料以及硅烷偶联剂之外的组分混合搅拌，并加入步骤S2制得的改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料混合均匀，制得预混料；对预混料进行成型养护，制得含垃圾飞灰的环保轻质阻燃混凝土。

实施例21

本实施例与实施例19的区别在于，本实施例中的辅助材料为纳米二氧化硅。

制备方法为如下：

S1、依次对垃圾焚烧飞灰、纤维材料进行煅烧，制得煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料；

S2、将煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料分别加入到装有硅烷偶联剂和乙醇溶液的混合物中进行浸渍处理，去除溶剂，干燥，制得改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料；

S3、将除垃圾焚烧飞灰、纤维材料以及硅烷偶联剂之外的组分混合搅拌，并加入步骤S2制得的改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料混合均匀，制得预混料；对预混料进行成型养护，制得含垃圾飞灰的环保轻质阻燃混凝土。

实施例22

本实施例与实施例19的区别在于，本实施例中的辅助材料为纳米氧化铝和纳米二氧化硅的组合物；其中，纳米氧化铝和纳米二氧化硅的重量比为1:1。

制备方法为如下：

S1、依次对垃圾焚烧飞灰、纤维材料进行煅烧，制得煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料；

S2、将煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料分别加入到装有硅烷偶联剂和乙醇溶液的混合物中进行浸渍处理，去除溶剂，干燥，制得改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料；

S3、将除垃圾焚烧飞灰、纤维材料以及硅烷偶联剂之外的组分混合搅拌，并加入步骤S2制得的改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料混合均匀，制得预混料；对预混料进行成型养护，制得含垃圾飞灰的环保轻质阻燃混凝土。

实施例23

本实施例与实施22的区别在于，本实施例中平均粒径为50nm的纳米氧化铝占中纳米氧化铝的50％；平均粒径为75nm的氧化铝占总纳米氧化铝的25％；平均粒径为100nm的纳米氧化铝占总纳米氧化铝的25％；

本实施例中平均粒径为50nm的纳米二氧化硅占中总纳米二氧化硅的50％；平均粒径为75nm的纳米二氧化硅占总纳米二氧化硅的25％；平均粒径为100nm的纳米氧化铝占总纳米二氧化硅的25％。

实施例24

本实施例与实施例23的区别在于，本实施例中的制备方法与实施例23不同。

制备方法为如下：

S1、依次对垃圾焚烧飞灰、纤维材料进行煅烧，制得煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料；

S2、将煅烧后的垃圾焚烧飞灰、纤维材料分别加入到装有硅烷偶联剂和乙醇溶液的混合物中进行浸渍处理，去除溶剂，干燥，制得改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料；

S3.1、将河砂、水泥、轻质碳酸钙、硅灰与水混合，制得第一混合料；

S3.2、将三氧化二锑、氢氧化铝与环氧膦酸酯混合搅拌，制得第二混合料；

S3.3、在第一混合料搅拌时，加入第二混合料混合，再加入纳米氧化铝和纳米二氧化硅以及步骤S1制得的改性垃圾焚烧飞灰和改性纤维材料混合均匀，制得预混料；对预混料进行成型养护，制得含垃圾飞灰的环保轻质阻燃混凝土。

对比例1～7

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于，本对比例使用公开号为CN1304518C的申请的方法对垃圾焚烧飞灰进行固化处理。

对比例2

本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中轻质碳酸钙的平均粒径为120nm。

对比例3

本对比例与实施例1的区别在于，本对比例未添加纤维材料。

对比例4

本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中的用等量的三氧化二锑替代环氧膦酸酯。

对比例5

本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中，用等量的三氧化二锑替代氢氧化铝。

对比例6

本对比例与实施例1的区别在于，用等量的三氧化二锑替代氢氧化铝，并用等量的三氧化二锑替代环氧膦酸酯。

对比例7

本对比例与实施例1的区别在于，用等量的环氧膦酸酯替代三氧化二锑。

试验检测

混凝土实验参照GB/T500802016《普通混凝土拌合物性能试验方法》进行，强度设计等级C30，试验温度为25℃，试验湿度80％；混凝土养护条件：温度为20℃±2℃，湿度≥95％。

混凝土抗压强度按照GB/T500812019《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行测试。

重金属浸出试验参照《固体废弃物浸出毒性浸出方法》(GB5086997)的规定，测定无水养护28d后的混凝土破碎物浸出毒性。将养护到期的混凝土试块在压力试验机上压碎，再将碎块碾磨至粒径<5mm后，烘干至恒重，称取100g，置于容积为2L的广口瓶中，加去离子水0.8L，放置振荡器上，振荡频率110次/分钟，振幅40mm，室温下振荡8h，静置16h，最后用原子吸收分光光度计测定浸出液中重金属Cr、Cu、Pb、Zn和Cd的浓度。

混凝土的阻燃效果参照GB/T8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》进行判定。《建筑材料及制品燃烧性能分级》进行检测。本实验有关抗压强度、重金属浸出浓度以及阻燃效果检测结果参见参见表2。

表2-实施例1～24，对比例1～7有关抗压强度、重金属浸出浓度以及阻燃效果检测结果参见表

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结果分析：

参见表2提供的数据可知，由本申请实施例1～24制得的含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土具有抗压强度较高，重金属浸出浓度较低，阻燃效果较佳等优势。

结合实施例1～11的以及表2提供的数据可知，当各组分的重量比为实施例9的提供的重量比时，制得的含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土的抗压强度较佳。这说明当各组分的用量改变时，会影响制得的含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土的抗压强度，因此，各组分之间具有协同效果。

参见实施例12～14以及表2的数据可知，当纤维材料为碳纤维、玻璃纤维、钢纤维的组合物时，所制得的含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土的抗压强度较佳，其原因可能在于，碳纤维、玻璃纤维和钢纤维的组合使用可以发挥各自的优势，形成协同效应，提高混凝土的整体性能。其组合的适当选择可以在增强作用和填充效应之间达到平衡，使混凝土的抗压强度得到最大程度的提升。

参见实施例15～17、对比例2以及表2提供的数据可知，轻质碳酸钙的粒径选择会影响本申请制得的含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土的抗压强度，其原因可能在于，当轻质碳酸钙的平均粒径为50～100nm时，在制作混凝土时，轻质碳酸钙能够较好的填充混凝土中的缝隙，从而使制得的含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土的抗压强度实现较好的效果，当平均粒径大于100nm时，填充效果较差，因此制得的含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土的抗压强度也较低。同时，当轻质碳酸钙的平均粒径大于100nm时，其阻燃效果跟实施例1比，也有所降低。

参见实施例17的数据可知，当同时使用不同粒径的轻质碳酸钙时，对含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土的抗压强度的提升较为明显，其原因可能在于，在不同粒径的配合作用下，轻质碳酸钙能够较好的填充混凝土之间的缝隙，从而使混凝土的抗压强度达到较好的效果。

参见实施例18～23以及表2提供的数据可知，纳米氧化铝和/或纳米二氧化硅的添加进一步提高了本申请制得的混凝土的抗压强度。

实施例24与实施例23的区别在于，实施例24在制备混凝土时对原料进行了分段混合处理，测试结果显示，当原料分段进行混合时，制得的混凝土的抗压强度比所有原料同时混合时的抗压强度好。

对比例1与实施例1的区别在于，对比例采用现有技术中的方法进行重金属浸出浓度测试，测试结果显示，采用传统的水泥固化对垃圾焚烧飞灰进行固化处理仍存在较多的安全隐患。

对比例3与实施例1的区别在于，未添加纤维材料，参见表2的结果可知，当制备混凝土时，纤维材料的缺失不仅会导致混凝土的抗压强度较低的现象，同时会导致重金属浸出浓度较高，其原因可能在于，在制备混凝土时，纤维材料的网络结构能够较好的将垃圾焚烧飞灰包裹住，从而有效的降低重金属浸出浓度。

参见对比例4～7以及表2的结果可知，当同时使用三氧化二锑、氢氧化铝以及环氧膦酸酯对提高混凝土的燃烧性能有较大的帮助，当使用三氧化二锑替代其他两个成分中的一种或两种时，均会影响其燃烧性能。另外，当不使用环氧膦酸酯时，不仅会影响其燃烧性能，同时影响其重金属浸出浓度。因此，发明人推测，在本申请中制备含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土时，环氧膦酸酯有可能跟其他成分之间存在协同作用，从而达到较好的控制飞灰中的重金属浸出浓度。

综上所述，由本申请制备获得的含垃圾飞灰的环保型轻质混凝土具有较好的抗压强度、高质密性以及高阻燃效果的优势。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。