循环流化床粉煤灰对水泥性能的影响.pdf

文章编号：1 0 0 9 9 4 4 1 ( 2 0 1 3 ) 0 5 0 0 1 7 0 4 循环流化床粉煤灰对水泥性能的影响 口口郑东锋，宋永隆( 山西国际电力集团国金公司，山西文水0 3 2 1 0 0 ) 捅要：检验了循环流化床粉煤灰和炉渣的技术性能指标。 通过调整复合硅酸盐水泥中钢渣、炉渣和粉煤灰的配比，研 究了循环流化床粉煤灰对水泥强度的影响。 关键词：循环流化床；粉煤灰；炉渣；钢渣；强度 中图分类号：T Q1 7 2 4 ；X7 7 3 文献标识码：A 引言 循环流化床粉煤灰是煤在循环流化床上以8 5 0 9 5 0 燃烧时生成的，与煤粉燃烧锅炉粉煤灰相比， 其玻璃体含量较低，颗粒形状多数不规则，表面粗 糙，且烧失量一般也较高o 。本文检验了山西某电 厂循环流化床粉煤灰和炉渣的烧失量、含水量、三氧 化硫含量等指标，并研究了对复合硅酸盐水泥强度 1 4 粉煤灰 试验所用粉煤灰为循环流化床粉煤灰，取自山 西某电厂3 5 0M W 循环流化床机组。粉煤灰的技术 性能指标见表3 。 表3 粉煤灰的技术性能指标 烧失量含水量三氧化硫 fC a 0 强度活性 项目 指数 技术要求 8 O1 03 51 07 0 0 检测结果 6 7 6O 2 93 51 08 3 0 1 5 标准砂 试验所用标准砂为厦门艾思欧标准砂有限公司 生产，每袋2 0 2 5k g ，内含1 5 个小袋，每小袋的净含 量为13 5 0g 5g 。 的影响，以期更合理地利用其作水泥混合材。 1 原材料 2 试验与分析 1 1 熟料 试验所用熟料取自山西某水泥厂，研磨时掺人 5 的石膏，过8 0 斗m 方孔筛后备用。其化学成分 见表1 。 表1水泥熟料的主要化学成分 l 项目S i 0 2A 1 2 0 3F e a 0 3 C a O 其他 f 含量 2 1 8 04 8 93 0 76 4 9 55 2 9 1 2 钢渣 试验所用钢渣取自山西中阳某钢厂，单独粉磨 后过8 0 斗m 方孔筛后备用。 1 3 炉渣 试验所用炉渣取自山西某循环流化床电厂。其 技术性能指标见表2 。 表2 炉渣的技术性能指标 烧失量三氧化硫强度活性 项目 火山灰活性 指数 技术要求 1 0 03 56 5 O 合格 检测结果 3 3 63 58 4 0 2 1 循环流化床粉煤灰替代部分炉渣对水泥性能 的影响 固定熟料和钢渣的用量，用循环流化床粉煤灰 替代部分炉渣，研究不同龄期水泥强度的变化规律。 ( 1 ) 表4 为熟料用量6 0 的水泥配比。图l 是 胶砂试件在不同龄期的抗折强度和抗压强度。 表4 熟料用量为6 0 的水泥配比 编号 熟料钢渣炉渣粉煤灰 A 16 01 82 2O A 36 0 1 81 75 从图l 可以看出，用循环流化床粉煤灰替代部 分炉渣后，水泥各龄期的抗折强度均有所提高，增幅 明显。3d 和7d 抗压强度也显著增加，3d 抗压强 度1 7 0 3M P a 提高到1 9 4 1M P a ，增幅为1 3 9 5 。 但2 8d 抗压强度由5 6 3 3M P a 降低到4 6 4 9M P a ， 降幅高达1 7 4 7 。说明循环流化床粉煤灰对水泥 的后期抗压强度影响明显。 ( 2 ) 表5 为熟料用量5 5 的水泥配比。图2 是 胶砂试件在不同龄期的抗折强度和抗压强度。 建材技术与应用5 2 0 1 31 7 万方数据 _ A 1 3 d7 d2 8 d 龄期 ( a ) 抗折强度 3 c I7 I ( h ) 抗压强度 图1 熟料用量为6 0 的水泥强度 表5 熟料用为5 5 的水泥配比 编号熟料钢渣炉渣粉煤灰 B l5 51 53 00 B 35 51 52 55 耋5 0 萋4 0 芝 g 3 0 2 ( ) 1 0 0 3L l7 【l 2 8 f j 龄期 ( b ) 抗压强度 图2 熟料用量为5 5 的水泥强度 由图2 可以看出，用循环流化床粉煤灰替代部 分炉渣后，水泥各龄期的抗折强度均有所提高，增幅 明显，其中7d 抗折强度增幅达到1 9 4 4 。3d 和 7d 抗压强度增加，但2 8d 抗压强度却明显降低。 ( 3 ) 表6 为熟料用量5 0 的水泥配比。图3 是 胶砂试件在不同龄期的抗折强度和抗压强度。 表6 熟料用量为5 0 的水泥配比 编号熟料钢渣炉渣粉煤灰 C 15 01 04 0 0 C 35 01 03 55 姜5 0 萋4 0 兰 g 3 0 2 0 l O 0 龄期 一一 1 8 R e s e a r c h A p p l i c a t i o no fB u i l d i n gM a t e r i a l s _ | | | | | | | | | | | | | | | | 1 万方数据 性较炉渣的活性低，使得后期抗压强度增长乏力，导 致水泥的2 8d 抗压强度降低。 2 2 循环流化床粉煤灰替代部分钢渣对水泥性能 的影响 固定熟料和炉渣的用量，用循环流化床粉煤灰 替代部分钢渣，研究不同龄期水泥强度的变化规律。 ( 1 ) 表7 为熟料用量6 0 的水泥配比。图4 是 胶砂试件在不同龄期的抗折强度和抗压强度。 表7 熟料用量为6 0 的水泥配比 编号 熟料钢渣炉渣粉煤灰 A 26 0 2 31 70 A 3 6 01 81 75 图4 熟料用量为6 0 的水泥强度 由图4 可以看出，用循环流化床粉煤灰替代部 分钢渣后，水泥各龄期的抗折强度和抗压强度均得 表8 熟料用量为5 5 的水泥配比 编号熟料钢渣炉渣粉煤灰 1 3 25 52 02 5O B 35 51 52 5 5 B 3 图5 熟料用量为5 5 的水泥强度 增长；各龄期抗压强度也呈现出增长趋势，其中2 8d 抗压强度从5 1 5 6M P a 增加到5 3 9 1M P a ，增加了 2 3 5M P a 。 ( 3 ) 表9 为熟料用量5 0 的水泥配比。图6 是 胶砂试件在不同龄期的抗折强度和抗压强度。 到提高。其中，3d 抗折强度由4 1 5M P a 增加到 由图6 可以看出，用循环流化床粉煤灰替代部 4 2 8M P a ，2 8d 抗折强度由7 4 2M P a 增加到 分钢渣后，水泥各龄期的抗折强度和抗压强度均随 7 4 8M P a ；3d 抗压强度由1 7 7 8M P a 增加到 之增加。 1 9 4 1M P a ，2 8d 抗麟由5 1 7M P a 坳罔J 5 2 5M P a 。 由以上试验可以看出，用循环流化床粉煤灰替 ( 2 ) 表8 为熟料用量5 5 的水泥配比。图5 是 代部分钢渣后，水泥各龄期的强度均有所提高。其 胶砂试件在不同龄期的抗折强度和抗压强度。 原因分析如下： 由图5 可以看出，水泥的3d 抗折强度由 ( 1 ) 循环流化床粉煤灰的活性较钢渣的活性 3 2 5M P a 增加到4 5 8M P a ，增幅为4 0 9 2 ，增幅异 高，水化生成的C S H 凝胶和水化铝酸钙等较 常明显，7 d 和2 8 d 抗折强度也呈现出不同程度的 多；同时粉煤灰能激发钢渣和炉渣的活性，促使其水 建材技术与应用5 2 0 13 1 9 8 7 6 5 4 3 2 0 量毛毯蝮辖翠 m 0 己要莓髫芒塔 万方数据 图6 熟料用量为5 0 的水泥强度 化，从而提高了水泥的强度。 ( 2 ) 粉煤灰和钢渣、炉渣复掺，相互填充，使密 实度增加。生成的水化产物也相互交织填充在浆体 的孔隙中，使水泥强度得到提高。 ( 3 ) 李永鑫等旧1 认为钢渣和炉渣复掺在水泥 中，浆体界面处C a ( O H ) ：取向减小，但界面区厚度 变化不太明显；钢渣、炉渣和粉煤灰同时复掺在水泥 中时，浆体界面处C a ( O H ) ：取向及界面区厚度均减 小，界面性能已与纯水泥浆体界面的性能相近，所以 能显著提高水泥的物理力学性能。 ( 4 ) 粉煤灰微细颗粒均匀地分布于水泥浆体的 基相之中，就像微细的集料一样，这样的硬化浆体也 可以看作“微混凝土”，从而显著提高了水泥的强 度3 | 。 3 结论 3 1 掺入5 的循环流化床粉煤灰，水泥各龄期的 强度均能达到4 2 5 等级的要求。 3 2 在钢渣掺量不变的情况下，掺加循环流化床粉 煤灰可以使水泥的早期强度提高，但2 8d 抗压强度 明显下降。 3 3 在炉渣掺量一定时，掺加循环流化床粉煤灰可 以使水泥的早期强度提高，但后期强度增幅不大。 3 4 各配比下制得的水泥其凝结时间、安定性等性 能均符合标准的要求。 参考文献： 1 李萃斌，苏达根循环流化床粉煤灰的组成形貌与性能 研究 J 水泥技术，2 0 l o ( 3 ) ：2 9 3 0 2 李永鑫，陈益民，贺行洋，等粉煤灰一水泥浆体的孔 体积分形维数及其与孔结构和强度的关系 J 硅酸盐 学报，2 0 0 3 ，3 1 ( 8 ) ：7 7 4 7 7 9 3 董文辰，康德君，王立久粉煤灰混凝土中粉煤灰的火 山灰效应综述 J 国外建材科技，2 0 0 4 ，2 5 ( 3 ) ：2 8 3 】 T h eI n f l u e n c eo fC i r c u l a t i n gF l u i d i z e dB e d F l yA s ho nC o n c r e t eP e r f o r m a n c e Z H E N G D o n g f e n g ，S O N GY o n g l o n g ( S h a n x iI n t e r n a t i o n a l E l e c t r i c i t yG r o u p L i m i t e d C o m p a n y ，G u o j i nC o r p o r a t i o n ，W e n s h u i ，S h a n x i ， 0 3 2 1 0 0 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：T h ep r e s e n tr e s e a r c ht e s t st h et e c h n i c a l p e r f o r m a n c ei n d e xo fc i r c u l a t i n gf l u i d i z e db e df l ya s h a n ds l a g B ya d j u s t i n gt h er a t i oo fs t e e ls l a ga n df l ya s h i n c o m p o s i t ep o r t l a n dc e m e n t ，t h ea u t h o rs t u d i e st h e i n f l u e n c eo fc i r c u l a t i n gf l u i d i z e db e df l ya s ho nc e m e n t s t r e n g t h K e yw o r d s ：c i r c u l a t i n gf l u i d i z e db e d ；f l ya s h ；s l a g ； s t e e ls l a g ；s t r e n g t h 作者简介：郑东锋( 1 9 6 9 一) ，男，山西石棱人，工程师，1 9 9 0 年 7 月毕业于山东建筑材料工业学院水泥专业，从事水泥：r - F 建设和生产运营工作。 收稿日期：2 0 1 3 0 8 0 6 ( 编辑盛晋生) 水泥实验室工作手册邮购信息 由中国建筑材料检验认证中心、国家水泥