我国水泥行业产能大、尘源点多，是袋式除尘器的使用大户，每年都将产生大量的废旧除尘布袋.目前这些废旧除尘布袋都没有得到妥善处理，大多数被简单填埋或随处堆放，对生态环境造成严重破坏，制约着水泥行业的可持续发展。焚烧是实现废旧布袋减量化和无害化最有效的方法之一，焚烧后化学纤维布袋变成CO2和H2O，玻璃纤维布袋则变成SiO2。 焚烧后的灰渣属于一般废物，且含有CaO、SiO2、Al2O3 等活性组分，具有较高的回收利用价值。另外，水泥混凝土能够有效固化有害组分，成为公认的处理消纳各种废物的有效途径。本文将废旧除尘布袋焚烧灰渣用作水泥混合材，系统地研究了废旧布袋焚烧灰渣对水泥物理性能、工作性能及结构的影响，探讨了废旧布袋焚烧灰用作水泥混合材的可行性及技术规范，以期为实现水泥厂废旧除尘布袋的无害化、资源化提供切实可行的技术路线。广东工业大学环境与工程学院采用广东省龙门县某水泥厂两种废旧布袋，放入马弗炉中在900℃温度下灼烧1h，然后取其焚烧灰渣。
发现化纤布袋烧失量达75%以上，焚烧后灰渣经球磨机粉磨成灰色粉末，在干燥条件下保存待用。玻纤布袋的烧失量几乎为0，但其焚烧后变成又硬又脆的固体，将其投入球磨机粉磨成白色粉末，并在干燥条件下保存待用。化纤布袋烧灰与水泥熟料的组分比较接近，CaO 的含量略低于水泥熟料，SO3 的含量较高，达3.29%;玻纤布袋灰中含量最多的是SiO2，高达48%，而CaO、Al2O3等组分含量相对较少。按照GB2847-2005，用作水泥混合材使用的材料，其烧失量须低于10%(两种布袋焚烧后灰渣的烧失量远低于10%)，SO3含量低于3.5%，且SiO2、CaO、Al2O3较高. 可见两种布袋焚烧灰渣都适合用作水泥混合材。
见上述烧灰按照不同的实验比例与熟料、灰渣、石膏在球磨机中混合粉磨配制成水泥，水泥的比表面积控制在(300±10)m2˙Kg-1，按标准方法检测水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性以及水泥的胶砂强度。
标准稠度
随着两种布袋焚烧灰的加入，布袋灰水泥的标准稠度用水量呈增加趋势，且添加焚烧灰的量越多，标准稠度越大。化纤布袋焚烧灰对水泥标准稠度的影响较为明显，当灰掺量为30% 和40% 时，标准稠度分别达到32%和34.4%。这是由于化纤布袋焚烧灰中的化学纤维以及部分布袋收集的煤粉经过燃烧后留下了许多疏松多孔的物质，这种物质对水分有较强的吸附能力，从而导致化纤布袋灰水泥标准稠度用水量大幅增加。玻纤布袋焚烧灰中的硅粉粒径较小，可以填充水泥粗颗粒之间的间隙，产生微集料效应。其结果使体系的粒径分布更合理，而且能置换出部分水泥颗粒间填充的水分。这种填充使得拌合物中可利用的自由水增加，有助于降低水泥标准稠度用水量.但另一方面，由于玻纤布袋焚烧灰的粒径小，比表面积大，导致体系的表面吸附水量也增大，此消彼长，最终导致水泥浆体的稠度增大。 但总体上玻纤布袋灰水泥的稠度增加幅度均在合理范围之内。
凝结时间
实验结果表明，掺加两种布袋焚烧灰都会延长水泥的初凝、终凝时间。化纤布袋焚烧灰掺量在10%-20%时水泥的凝结时间延长幅度较小，当其掺量超过30%后水泥的凝结时间大幅延长，这可能与用水量的增加有关.玻纤布袋焚烧灰的掺加明显延长了水泥的凝结时间，其中掺量为30%、40%时水泥凝结时间都延长超过一倍，其作用机制可能与玻纤布袋焚烧灰渣具有较高的SiO2和较低的CaO含量有关。
活性及水泥性能指标
判断混合材为活性混合材还是非活性混合材的主要指标是水泥胶砂28d抗压强度比R28，按GB2847-2005规定，R28大于65%为活性混合材，R28小于65%为非活性混合材。
实验发现化纤布袋灰水泥和玻纤布袋灰水泥在掺量为30%时，活性试验的R28分别为91.0%和80.6%，远高于65%。由此可认为两种布袋焚烧灰都具有相当高的活性，可以单独用作水泥混合材。
化纤布袋灰水泥在掺量10%-20%时，其强度满足52.5R强度等级水泥要求。当掺量为30%-40%时，其强度满足42.5R强度等级水泥要求。玻纤布袋灰水泥在掺量10%、20%、40%时，其强度满足42.5R强度等级水泥要求，而掺量30%的玻纤布袋灰水泥强度只能满足32.5R强度等级要求。表明化纤布袋焚烧灰的活性高于玻纤布袋焚烧灰。
水泥强度(抗折强度和抗压强度)
化纤布袋焚烧灰掺量在10%-20%时，化纤布袋灰水泥3d和28d的抗折、抗压强度达到甚至超过了同龄期S号参照水泥的强度。掺量大于20%时，水泥强度开始下降，掺量在20%-30%时，化纤布袋灰水泥3d和28d的强度递减幅度较大，掺量为30%-40%时，其强度递减幅度变小，H4号水泥的28d抗折强度甚至大幅超过H3号水泥;玻纤布袋灰水泥3d和28d抗折强度分别在掺量10%-30%和10%-20%时呈下降趋势，而分别在30%-40%和20%-40%时呈上升趋势。而玻纤布袋灰水泥3d和28d的抗压强度随着掺量的增加总体上呈递减趋势，但B4水泥的28d抗压强度较B3号水泥有所升高。可见，玻纤布袋灰水泥的抗折和抗压强度曲线都呈现U型变化规律。随着掺量的增加，玻纤布袋灰水泥3d抗压强度递减幅度较大，最大递减幅度达到37.3%，而28d抗压强度递减幅度较小，最大递减幅度为19.4%。
两种废旧布袋焚烧灰不同掺配比水泥所表现出的强度变化规律，可总体上表述为：化纤布袋灰水泥在掺量小于20%时，其抗折抗压强度都达到甚至超过同龄期S号参照水泥。 当化纤布袋焚烧灰掺量大于30%时，化纤布袋灰水泥强度大幅下降;玻纤布袋灰水泥随着掺量的递增，其强度在总体上呈递减趋势，抗折和抗压强度曲线呈现U型变化规律. 玻纤布袋灰水泥28d强度递减幅度小于3d强度递减幅度。
结论
(1)两种布袋焚烧灰都具有较高的水化活性，且其烧失量、SO3含量等指标均符合GB2847-2005标准，可单独用作水泥混合材。
(2)化纤布袋焚烧灰掺量小于20%范围内，水泥各龄期的抗折抗压强度均达到甚至超过同龄期S号参照水泥.掺量超过30%时，水泥强度大幅下降;玻纤布袋焚烧灰在掺量小于10%范围内，水泥的强度相对于同龄期S号参照水泥几乎无变化.当掺量超过20%时，3d强度递减幅度较大，而28d强度递减幅度较小。
(3)两种布袋焚烧灰在掺量小于40%的范围内，除B3号样品外，其余试样的水泥安定性、凝结时间和水泥强度等性能指标均满足GB175-2007中42.5R强度等级水泥要求，其中H1号、H2号水泥满足52.5R等级水泥强度要求。
(4)两种废旧布袋焚烧灰用作水泥混合材，不但扩大了水泥混合材的来源，而且实现了水泥厂废旧除尘布袋的无害化和资源化，具有较好的经济效益和环境效益。
