粉煤灰综合利用技术

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第八章 粉煤灰综合利用技术,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81可知，粉煤灰中的主要化学成分时SiO,2,，AL,2,O,3,和Fe2O,3，,其总量超过70。,1.粉煤灰的组成及特性,由表82可知，粉煤灰的矿物组成中5070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5070。,(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87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210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，CO,2,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89,2、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,350440千卡,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,C30粉煤灰陶粒混凝土的导热系数为0.506千卡米小时度，比C30普通混凝土要低。因为粉煤灰陶粒的主要成分为SiO,2,和Al,2,O,3,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880380240mm。,原材料要求,配合比,石灰：在砌块中必须满足1525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 1：15,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l1.5MPa，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的所谓结构用加气混凝土，其容重为400kgm,3,800kgm,3,，等于1316普通混凝土的容重和砖墙重的1214。,粉煤灰在筑路工程中的应用,粉煤灰用于高等级路堤,粉煤灰三渣路面,即由粉煤灰、消石灰和碎石按1：1：3的配合比和水搅拌，作城市道路、高速公路的基层和底基层。,3、粉煤灰利用的前景与途径,粉煤灰在墙体材料的利用,围填造地沿海高密度电力地区,发展高附加值高技术利用,农用及其它用途,随着洁净煤技术的发展，开辟新的灰渣利用技术,