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  粉煤灰综合利用(二)

http://www.fajc.com.cn   发布时间:2008.1.24  访问4007次
 
 
  用于水泥和混凝土中的粉煤灰的质量要求
      将GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》所规定的用于水泥和混凝土中粉煤灰要求列于下表。

用于混凝土中粉煤灰质量指标和分级

   

   

细度(0.045㎜方孔筛筛余)/%  不大于

12

25

45

需水量比/%             不大于

95

105

115

三氧化硫/%             不大于

3

3

3

含水量/%               不大于

1

1

不规定

烧矢量/%               不大于

5

8

15

 

用于水泥混合材料的粉煤灰质量指标和分级

   

级别

烧失量 /%                          不大于

5

8

含水量 /%                          不大于

1

1

三氧化硫 /%                        不大于

3

3

28d抗压强度比 /%                  不大于

75

62

 

粉煤灰配料生产水泥

粉煤灰成分和黏土相似,可代替黏土配料生产水泥。生产工艺和技术装备与生产普通硅酸盐水泥一样,无特殊工艺技术要求。但是需注意配料方案的调整,严格各种原料的掺入量,以保证出磨生料化学成分符合要求。熟料煅烧采用立窑或回转窑均可。

用粉煤灰做原料还可以利用其残余碳,在煅烧水泥熟料时可节约燃料。国内已有不少中小型水泥厂用粉煤灰配料生产硅盐酸水泥、铝酸盐水泥和特种水泥等,取得了较为成熟的生产经验。

 

粉煤灰水泥及其特性

粉煤灰主要由活性SiO2Al2O3等组成,因此它可主要用于粉煤灰水泥的混合材料,同时也可代替黏土组分进行配料,用于水泥生产;另外,普通硅酸盐水泥、矿渣酸盐水泥和复合硅盐酸水泥的混合材也可以掺入部分粉煤灰。粉煤灰水泥是由硅盐酸水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。水泥中粉煤灰的掺加量的质量分数为20%40%。粉煤灰水泥经过几十年的研究和生产应用,已大批量稳定生产,成为我国目前六大水泥品种之一。

  

少熟料粉煤灰水泥 

少熟料粉煤灰水泥是以粉煤灰为主要原料,加入少量熟料与石膏(有时加入部分石灰或部分矿渣)共同磨细而成的水硬性胶凝材料。水泥标号一般可达275325号。由于熟料代替了无熟料水泥中的石灰,水化产物与无熟料水泥不同,凝结硬化规律也不一样,但生产工艺大致相同。该水泥可用来配制25号、50号、75号、100号砂浆及低标号(C20以下)混凝土。

少熟料粉煤灰水泥对粉煤灰、石膏的技术要求与无熟料粉煤灰水泥相同,但要求水泥熟料最好是质量较好的熟料(525625),并希望硅酸钙、铝酸钙含量高一些,因为水泥熟料是少熟料粉煤灰水泥生产强度、提供氢氧化钙与粉煤灰中的活性组分作用生成水硬性胶凝材料的主要原料。水泥的配比要根据原材料的具体情况(特别是熟料标号),通过实验确定。

 

粉煤灰低密度油井水泥

在油井的固井工程中,为了增加水泥浆返高,避免漏失,并使其有效地保护油气层,需要采用低密度油井水泥。

以粉煤灰为主要原料(45%60%),掺入适量熟料(35%50%)和适量石膏(5%),共同磨细至比表面积为400500/㎏,可制成性能良好的低密度油井水泥。当水灰比为0.650.75时,水泥浆密度在1.541.60g/3,流动度大于200㎜,游离水小于1%,在常压、7595℃温度下,初凝(316)~(356),2d抗压强度可达17.518.0Mpa,抗折强度大于2Mpa当温度提高到120200℃时,这种水泥的两天强度明显增加。说明该种水泥具有良好的耐高温性能,适用于井深25003500m气井固井。掺加缓凝剂可用于井深400m以上的深井固井工程。

 

低温合成粉煤灰水泥

将粉煤灰和磨细的生石灰及晶种混合并加水消解后,经轮碾、成型,然后通过蒸汽养护,再进行700850℃低温煅烧,最后加入5%7%石膏,共同粉磨成水泥,强度等级可达32.5。生产这种水泥,从原料、配料直至蒸养成半成品,除原料和配合比不同外,其工艺与粉煤灰常压蒸养砖完全相同,故可利用粉煤灰蒸养砖的设备生产。

    低温合成粉煤灰水泥的烧成温度不易超过850,因为当温度超过900时,蒸养过程中生产的主要水化产物立方晶形的水化铝酸三钙和高碱性的水化硅酸二钙能相互作用生成钙铝黄长石,致使水泥强度下降。

低温合成粉煤灰水泥中粉煤灰含量可达70%,而且干灰,湿灰都能利用,这种水泥的特性是快凝、安定性好、强度发挥快、冬季也能正常施工(5以上)。可用作喷射水泥、型砂水泥、加气粉煤灰砌块用水泥、抗硫酸盐水泥、大坝水泥、抢修水泥等特种水泥,也可用作一般建筑工程水泥。

 

粉煤灰喷射水泥  

喷射水泥主要用于各种坑道、隧道、地下防空工程,水利、水电地下工程等喷锚支护方面,采用喷射水泥可以加快施工速度,节省工程投资,提高效率,便于机械化操作。一般采用500号以上的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥掺速凝剂代作喷射水泥使用。普通水泥掺入少量速凝剂后(3%4%)能使混凝土的早期强度提高很快,但是其后期强度则损失较大。粉煤灰喷射水泥与其他粉煤灰水泥相似,即其后期强度有所增长,弥补了这一不足。

粉煤灰喷射水泥是以低温混合成粉煤灰水泥为主要成分,外掺入30%硅酸盐水泥熟料和适量煅烧石膏共同粉磨制成的,粉煤灰喷射水泥生产工艺简单,粉煤灰用量大,产品性能良好,是粉煤灰资源开发利用的最有效途径之一。

 

粉煤灰早强水泥  

粉煤灰早强型水泥用于工程中可加快施工进度,提高工程质量,降低工程造价,用于构件制作中可加快模具周转,用蒸汽养护时可降低蒸汽消耗。

粉煤灰早强型水泥的生产工艺过程同生产普通水泥一样,只是改变配料和部分工艺参数。立窑烧成中低火稳定,易于操作,易于控制,有较好的适应性。

河北某建材厂使用石膏、萤石复合矿化剂,以本地某电厂的湿排粉煤灰代黏土烧制出早期强度高的熟料,并用脱碳后的粉煤灰作混合材生产早强型的粉煤灰硅酸盐水泥,产品各项性能均达到和超过了国家425R型水泥标准。

 

优质高强水泥

汤从心、苏锡华研究的“高铝粉煤灰煅烧优质铝氧、高强水泥等特种水泥并余热发电自给新工艺”的科技成果,是利用三氧化二铝含量在30%以上的高铝粉煤灰配以70%的石灰石,采用窑外预热、预分解煅烧技术,烧成铝酸钙熟料,以5%的碳酸钠溶液浸取其中的三氧化二铝,浸出的铝酸钠通入二氧化碳气体制成各种非冶金级氢氧化铝。余下的部分硅钙渣,其80%的成分可用于烧制水泥,而且自粉率高达97%,将此渣配以10%15%的石灰石,可烧成625号水泥熟料,掺粉煤灰和石膏又可制成525号水泥。用这种渣烧制水泥不仅可降低原料消耗,还可降低能源消耗。据报道,该成果经国务院科技领导小组和国家计委、经委有关部门及陕西省论证,由华阴市与秦岭电厂先实施10万吨及项目,然后扩建85万吨级项目。最终用尽秦岭电厂的年全部排灰。像这种根据粉煤灰的具体化学成分,把粉煤灰精细化深加工和简单整体利用的生产方法进行有机结合,对我国粉煤灰资源由低、中科技水平利用状况向高利用率、高科技转化,具有重要的示范意义。

 

粉煤灰彩色水泥

粉煤灰彩色水泥是以低温合成粉煤灰水泥为基料,以掺加颜料而制成。这种水泥是以75%左右的粉煤灰掺入少量激发剂,以水热合成、低温煅烧成熟料加入适量石膏,共同粉磨而成的新品种水泥。由于采用了一定的制作工艺,低温合成粉煤灰水泥具有一定的白度,所以,掺加颜料后可制成彩色水泥。

彩色粉煤灰水泥是物美价廉的中、低档墙面装饰材料,它吃灰量大,是综合利用粉煤灰的有效途径。

目前,有的单位正在利用经过处理后的粉煤灰配料和有色金属氧化物及工业下脚料配料,直接烧制成粉煤灰彩色熟料,细磨或在粉磨中进一步处理后成为彩色水泥,用这种方法生产的水泥颜色美观,不因外界因素影响而发生颜色等化学变化,是一种较好的装饰材料。

除上面介绍的几种特种水泥外,人们根据工程的具体要求和粉煤灰本身的组成,性质,研制开发了其他一些专用特种水泥,如我国研制出用于灌(注)浆法处理地基的粉煤灰超细水泥,具有较高3d强度和高抗折性能的少熟料粉煤灰早强水泥等。限于篇幅,在此不做一一叙述。

 

 

参考文献:

1、  《生态水泥与废弃物资源化利用技术》  施惠生主编  化学工业出版社

2、  《蒸制粉煤灰砖》   中国建筑工业出版社  1975年出版

3、  粉煤灰免烧免蒸砖生产技术  吕梁 《粉煤灰综合利用》杂志95年第2

4、  《粉煤灰陶粒》   中国建筑工业出版社   1974年出版

5、  《新型砖生产与应用》    何劲波等主编    金盾出版社

6、  《灰砂砖》 建筑工程部水泥研究院编  19588月出版

7、  《工业废渣生产建筑材料实用技术》  闫振甲等编著  化学工业出版社   

 

相关资料:

 

        粉煤灰综合利用(一)

 

        粉煤灰综合利用(三)

 

        用于水泥和混凝土中的粉煤灰 GB/T1596-2005

 

        粉煤灰新型建材耐久性能的研究历程和实践成果(二)

 
 
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