粉煤灰综合利用技术.ppt

主要内容粉煤灰的组成和特性 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰利用的前景与途径 1 粉煤灰的组成及特性 粉煤灰的定义 煤粉炉燃烧粉煤时 从烟道气体中收集到的灰烬 由表8 1可知 粉煤灰中的主要化学成分时SiO2 AL2O3和Fe2O3 其总量超过70 1 粉煤灰的组成及特性 由表8 2可知 粉煤灰的矿物组成中50 70 属玻璃体 1 粉煤灰的组成及特性 粉煤灰的颗粒组成 按粉煤灰的颗粒大小 形貌等特性又可将其分成下列几类 一 实心微珠 这是粉煤灰中占玻珠最多的微珠 其成分为高钙低铁 故又称低铁微珠 二 高铁玻珠 其成分主要是氧化铁 所以视比重较大 有磁性 成均匀球状体 三 多孔玻璃体 也是主要成分之一 其形貌类似海绵 粒径的差异较大 因其为空心海绵体 所以视比重很小 而比表面则很大 四 漂珠 系球状壁薄的空心微珠 实质即薄壁珠球 其视比重1而沉于水中 在粉煤灰中含量可达50 70 六 碳粒 实际上是含有机质较高的粉煤灰 由碳成分本身未及燃烬而成 有机物已随燃烧而溢出 故所剩碳粒气化发泡 形成连通孔 1 粉煤灰的组成及特性 粉煤灰的颗粒组成 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰混凝土 粉煤灰烧结砖 粉煤灰陶粒及陶粒混凝土 蒸养石灰 粉煤灰砌块 粉煤灰水泥 粉煤灰加气混凝土 粉煤灰在筑路工程中的应用 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰混凝土粉煤灰混凝土的介绍从下表中可以看到 粉煤灰与水泥的化学成分的主要差别是粉煤灰中的CaO含量远低于水泥 粉煤灰的组成是无定形的玻璃态 而水泥则是结晶形 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰混凝土粉煤灰在水泥 混凝土中的3种效应活性效应 即火山灰效应 从上表8 7中还可以进一步看到 水泥与水混合后的水化作用 会有一部分非结合态的游离CaO产生 而这部分CaO正好可以部分补充粉煤灰与水泥的差别 所以当粉煤灰掺入混凝土中 在水化时 可与这部分CaO一起 与水泥一样形成混凝土的胶凝物 使其产生强度 形态效应由于粉煤灰大部分是由玻璃微珠组成 它在水泥 混凝土中还可起 滚珠轴承 的作用 从而使混凝土的减水性 泵送性好 而且由于其为多孔体 又有保水 引水等优点 微集料效应 即致密效应 非常细的粉煤灰 在新拌混凝土阶段 粉煤灰充填于水泥粒于间 使水泥颗粒和粉煤灰颗粒成了一个 连续级配 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰混凝土的性能 1 粉煤灰对新拌混凝土的性能的影响a和易性 如前所述 粉煤灰的形态效应 使粉煤灰混凝土可以减少2 10 的水 所以在混凝土中由于粉煤灰的加入 使和易性可改善 b改善泌水和离析 粉煤灰存在于骨料颗粒间 可以帮助减少泌水 因为粉煤灰使泌水的通道减少 从而使离析也可减少 c改善可泵性 超量的粉煤灰 在混凝土中可以增加混凝土的粘度 而且球状的粉煤灰还有利于减少摩擦力 提高可泵性 d降低水化热 水泥中CaO的水化会产生较大的水化热 而粉煤灰的掺入 正好吸收这一部分CaO 从而减少水化热 使其在大体积混凝土中起良好的降温作用 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰混凝土的性能 2 粉煤灰对混凝土硬化后的性能的影响 a粉煤灰混凝土的强度一般说来 粉煤灰混凝土的早期强度低于普通混凝土 但如果有合适的混凝土外加剂相佐 则早期强度也是可以达到普通混凝土的水平 粉煤灰混凝土的后期强度则是较普通混凝土为高 这都是由于粉煤灰的火山灰效应所决定 b提高抗硫酸盐性能由于粉煤灰混凝土的密实度提高 外部的硫酸盐也较难进入混凝土 因此粉煤灰混凝土的抗硫酸盐性能 优于普通混凝土 C提高抗渗性粉煤灰混凝土不仅可以抑制氢氧化钙的泄出 而且由于其微集料效应和形态效应 使水灰比减小 提高密实度 从而使混凝土的抗渗性提高 d粉煤灰混凝土的收缩与徐变粉煤灰对混凝土的收缩有双重作用 作为增加胶凝物质的总量 会使收缩增加 但是作为微集和减少水灰比 则可以减少收缩 因此在一般情况下 粉煤灰混凝土的收缩与普通混凝土相近 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰混凝土的性能 2 粉煤灰对混凝土硬化后的性能的影响 e弹性模量与混凝土强度密切相关的弹性模量 它在掺粉煤灰混凝土的变化规律 也与强度变化规律相似 即粉煤灰混凝土早期弹性模量低于普通混凝土 而后期则高于普通混凝土 但一般说来 在同标号下 粉煤灰混凝土的弹性模量略高于普通混凝土 f抗冻性掺不掺粉煤灰混凝土的抗冻性 在同标号下几乎相同 但是由于粉煤灰混凝土早期强度较低 这对于早期抗冻不利 应加以注意 g碱骨料反应粉煤灰从抑制普通混凝土中某些活性集料与水泥中碱性物质的反应 从而缓解碱骨料反应 避免体积膨胀 h粉煤灰在混凝土中对钢筋透蚀的影响粉煤灰混凝土的碱度稍低于普通混凝土 较易碳化 这是它对防锈的不利因素 但是粉煤灰混凝土的密实度提高 CO2较难进入混凝土的内部进行碳化 这是有利条件 如果严格按照我国规范规定去掺加粉煤灰 而搅拌时又严格按我国规范规定办 那么其钢筋耐蚀性不会有问题 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰在混凝土掺用的质量指标和掺量的限度粉煤灰掺于混凝土有如上所述的许多优点 但并不是所有粉煤灰均可用于混凝土中 而且其在混凝土中的掺量也必须有所限制 否则不仅不能起好作用 相反会起负作用 按国家标准GBJ146 90 粉煤灰混握土应用技术规范 规定 用于混凝土中的粉煤灰质量的指标划分成三个等级 其指标如表8 9 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰在混凝土掺用的质量指标和掺量的限度 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰烧结砖概念粉煤灰烧结祷与普通粘土砖 所谓红砖 一样 是烧结而成 其差别是红砖的原材料 仅为粘土 而粉煤灰烧结祷 粉煤灰砖 则以粉煤灰和粘土为原材料 我国自60年代初就开始研制 而其它国家如美国 波兰和前苏联均有研制或生产 我国生产上最高粉煤灰掺量为50 重量比 生产规模最大的也是最早的是吉林市砖瓦厂 其它国家掺量高的达70 粉煤灰砖的性能与优点节约土地 如果我们以50 掺量为其基本量 那么每生产10万块砖 可节约42亩地 而且可以利用 大于 10万吨粉煤灰 所以从稳定利用粉煤灰 节约土地和粉煤灰利用的经济效益这三者综合考虑 粉煤灰制砖和粉煤灰利用作墙体材料 应该是粉煤灰利用的最主要途径 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰烧结砖粉煤灰砖的性能与优点节约能源因为粉煤灰中含有一定的炭分 即所谓烧失量 它对于粉煤灰混凝土而言 是一个不利的因素 但对于烧结粉煤灰砖 却是一个有利条件 因为它可节约部分烧结时用的燃料 一般说来 50 掺量的粉煤灰烧结砖 每块砖中 粉煤灰的热值大概为350 440千卡 而烧结一块砖所需的热量大概为1092千卡 由此我们可以认为每生产一万块砖 大约可节省0 6吨标准煤 而每一万块粘土砖所需的燃料 大约为1 56吨 也就是利用粉煤灰制砖 可节约35 一40 的燃料 减轻墙体重量和提高隔热性由于粉煤灰的粉散容重小于粘土 因此一般说来每块粉煤灰砖比粘土砖要轻o 6kg 就导热性而盲 粘土砖的导热系数为0 80千卡 米 小时 度 而粉煤灰砖则为0 4千卡 米 小时 度 说明粉煤灰砖的隔热保温性能比普通粘土砖要好 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰陶粒及陶粒混凝土概念所谓粉煤灰陶粒 实际上就是同粉煤灰作为主要原材料 再加一定量的粘结剂如粘土 页岩 经过混合 成球和烧结而成的球状或块状物 它的直径与混凝土中的石于相仿 故人们用其来代替石子作混挺土中用的轻骨料 它与石子不同之处不仅是轻而且表面还有细孔 也就是它具有低容重 高强度 低导热性和高耐火性等特点 一般在高层建筑和大跨度桥梁中应用 在国外也用于花卉的无土培植中代替粘土 陶粒也可以是粘土陶粒 但与粘土砖一样 粉煤灰陶粒则可利用废料而且可节约燃料 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰陶粒及陶粒混凝土粉煤灰陶粒的性能a物理 化学性能b热性能C 30粉煤灰陶粒混凝土的导热系数为0 5 0 6千卡 米 小时 度 比C 30普通混凝土要低 因为粉煤灰陶粒的主要成分为SiO2和Al2O3而且系烧结制吊 所以它又可以作为耐1000 以下的混凝土的骨料 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 蒸养石灰 粉煤灰砌块概念石灰 粉煤灰砌块主要由粉煤灰与石灰和少量石膏混合作胶结料 而采用普通锅炉中的煤渣作骨料制成的砌块 主要产品尺寸为880 380 240mm 原材料要求配合比石灰 在砌块中必须满足15 25 有效氧化钙含量的要求 石膏 是胶凝物质量的2 5 骨料 煤渣 合理的骨料用量为胶结料 骨科 1 1 1 1 5这个原材料的重量确定后 粉煤灰的用量也自然可以确定了 一般大概是30 35 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 蒸养石灰 粉煤灰砌块粉煤灰砌块生成工艺流程 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰水泥粉煤灰水泥简介将粉煤灰与水泥一起混磨 成为硅酸盐水泥的掺合料或者一个组分 成为一种水泥品种 粉煤灰水泥可以将粉煤灰与熟料 石膏一起混磨而成 或者将熟料与石膏一起磨 而粉煤灰则与其分开磨 然后再进行混合的分磨工艺 混磨的好处是生产线简单 投资少 但是由于热料与粉煤灰的易磨性不一样 因此技术上不太容易保证其质量 而且经济上不合理 所以最好的办法是将熟料与石膏共磨 而再在第二个磨中与粉煤灰混磨 以克服易磨性差别的缺陷 粉煤灰水泥与其它两种水泥成分比较 2 我国粉煤灰利用的几个主要途径 粉煤灰加气混凝土粉煤灰作为硅质材料与水泥 石灰和少量石膏和以微量铝粉为加气剂 使其发泡成孔而成的一种轻质墙体材料 它的工艺主要是经过蹭细 成浆 配制 浇灌 发气 切割和蒸压养护而成 其蒸压压力一般为l 1 5MPa 加气混凝土的优点主要是大幅度减轻墙体重量 从而使基础荷载也减小很大 而且保温性能也相应提高很大 对节能有很大好处 特别是在我国北方 好处更大 粉煤灰加气混凝土又可分为结构用与保温用两种 而且目前主要是兼做结构承重和保温之用