详细介绍: 粉煤灰压球机是各种燃烧固体燃料工业炉的应用, 尽管大多数国家的标准体系中把煤粉粉煤灰叫做粉煤灰, 但本文仅指通过粉煤灰压球机成品的硬质煤而产生的粉煤灰。
煤炭是根据其“煤化”程度分类的, 即从泥炭转化为无烟煤的程度, 当然也包括沥青煤。一般来讲,品质较高的煤和硬质煤具有较高的稳定性, 挥发性较低, 含水量较小; 为了提高燃烧效率, 尤其是在发电当中, 经常将煤炭粉碎磨细后注入1400℃左右的高炉内, 由此而产生了“粉化燃料”的说法。
对煤粉粉煤灰的定义是: 对发电厂高炉烟囱冒出的烟气中的似灰尘的颗粒进行静电除尘或机械除尘后获得的全部材料, 而这种高炉燃烧的是研磨的沥青煤或其他硬质煤。未经加工的煤粉粉煤灰品质由于以下几个原因而不尽相同: 煤的来源、粉化效率、从已燃气中分离煤灰的方法, 还有最重要的一环——高炉燃煤的整个运转情况。
高炉实际上是颗粒的分离器。20%的灰粉颗粒或熔合在一起, 或结合成烧结块和炉渣, 这些东西落到炉底就称为炉底灰, 如经过粉碎和分类便可做轻质集料; 其余的80%~90%叫做“粉煤灰“, 由于它很细, 故而从高炉冒出的已燃气完全可以将其带走。
高炉内的二氧化硅( SiO2) 、矾土( A12O3) 、氧化铁( Fe2O3) 和其它微量成分, 经过高温( 约1400℃) 的灼烧, 主要生成由矿质硅酸铝组成的球型玻璃颗粒。
一、煤粉粉煤灰的性质:
出于对人身健康、安全和环境的考虑, 在将烟囱冒出的烟气放入大气之前必须先除去烟气中的煤粉粉煤灰: 首先通过机械分离将粉煤灰从烟气中分离出来, 然后用静电除尘器除去较细的颗粒, 最后一步是收集最细的粉尘。煤粉粉煤灰的粒径从1mm到0.2Lm不等, 平均粒径为20Lm左右。要想使煤粉粉煤灰具有良好的火山灰性质, 需要满足两个指标: 1其平均粒径应接近10Lm; o内含的残留燃料几乎没有, 即烧失量应低于约10%, 最好不到7%。
二、混凝土中使用煤粉粉煤灰的益处:
将混凝土所用的水泥和煤粉粉煤灰化合有以下几个好处: 减缓水泥生产和发电对环境的影响, 减少土地废弃的数量和大气污染, 降低能源成本, 解决了粉煤灰的处理问题, 降低了由此带来的处理费用。更重要的是, 质量得到保证的粉煤灰还可提高混凝土的质量和耐久性, 其主要优点如下:
1、在易和性不变的前提下降低含水量, 相应地可减少浮浆、干缩和渗透性。掺和了颗粒较细的粉煤灰的混凝土尤其如此。
2、提高混凝土的可浇灌性, 增大密实度、改善表面平整度。平整度的提高是由于增加了粘结料数量( 普通硅酸盐水泥与粉煤灰混合起来的密实度不如单用水泥的强, 因此同等数量的混凝土中粘结料的用量要多一些) 。
3、水化作用产生的热量较少, 温缩裂缝产生的可能性就会降低, 这更有利于现浇混凝土达到规定的强度。
4、提高耐久性。由于水泥水化作用期间石灰的凝固作用降低了粉煤灰的渗透作用, 从而减小了混凝土受酸性物和盐酸盐侵蚀的可能性, 降低了碱与二氧化硅发生反应的几率。
三、可能出现的不足之处:
将煤粉粉煤灰作为复合水泥( “双副制”) 的单独组分时, 生产混凝土的投配设备需要调整, 这包括筒仓容量、过滤池、出口、曝气池和投配操作控制。尽管有一些投入, 但与使用粉煤灰产生的额外效益相比,这点成本并不算高。
有人认为煤粉粉煤灰混凝土达到规定强度的速度比水泥混凝土的慢, 并且会增加施工成本, 其实这是个人们过去思考的问题。当初煤粉粉煤灰混凝土的设计宗旨并不是要达到水泥混凝土28天的强度的。经验证明, 要达到混凝土的同等强度, 在其它条件相同的情况下, 煤粉粉煤灰混凝土获得强度的速度虽然稍慢一些, 特别是在3~10天内, 但这对施工并不起至关重要的作用。影响混凝土凝固及硬化速度的实际上还有其它因素( 构件尺寸、模板类型、周围环境等) , 而拆模时更是如此。煤粉粉煤灰迄今为止已被成功地应用于各类混凝土施工中, 非但没有降低生产率反而常常提高效率, 例如: 它可用于瞬时脱模或使用滑动模壳的混凝土中, 可用于浇灌14小时后释放预应力的先张法的各类预应力混凝土的施工中, 还可用于各种素混凝土和结构混凝土中。据估算, 掺入煤粉粉煤灰后, 泵送混凝土的浇筑速度可加快20%。虽然低温天气会减慢其达到规定强度的速度( 对于混凝土板尤其如此) , 但水泥混凝土也会出现同样的情况。
四、煤粉粉煤灰的生产:
煤粉粉煤灰属废弃的副产品, 成份不稳定; 要想将其有效地应用于混凝土中, 需规范并控制其四个特性。
1、颜色;
如果粉煤灰的颜色均匀, 就会使混凝土表面美观。
2、具备主要化学活性氧化物;
烧失量低就意味着氧化物比例较高, 可与石灰发生反应。
3、粒径( 细度措施);
筛孔为45Lm的小筛子的筛余量可降低平均粒径, 从而减少新浇混凝土对水的需求量, 提高粉煤灰与石灰的反应能力。
4、不含有害物质;
如果含有微量三氧化硫, 则可降低混凝土凝固和硬化速度减慢的可能性。
其实人们对煤粉粉煤灰用于混凝土中所产生的不甚清楚的概念也有其它原因: 如果用等量的粉煤灰( 即使是具有较好的火山灰性质) 直接代替, 并不能达到水泥混凝土28天的粘结度, 所产生的水化物的特性也完全不同。要想使混凝土龄期初期的强度保持在一定水平, 所用的粘结料的数量必须多于单用水泥制成的混凝土中粘结料的数量。把煤粉粉煤灰中的用水量降到最低只会使水泥成份稍有增加,反过来, 用水量的减少会抵消多用水泥的必要性。
衡量混凝土强度的龄期通常为28天, 因而有必要在此龄期内做一比较。对于煤粉粉煤灰混凝土而言, 即使在28天的强度与水泥混凝土的相同, 但由于其在28天后强度仍有增大的潜力, 故在56天时其强度肯定还会大些。
如果不能保证提供与水泥混凝土相类似的养生条件, 则会造成对两种混凝土的错误比较, 对于水泥含量低于275km/ m2的混凝土尤其如此。试验表明水泥混凝土通过产生浮浆来增大28天的强度, 增量为3N/ mm2或更高, 这对于设计强度为28N/ mm2的混凝土是个不小的增幅。粉煤灰混凝土需水量较小,产生浮浆的数量亦不如水泥混凝土的多。
为了对相应的水泥做出规范, 就必须要知道所需煤粉粉煤灰的比例限度, 比如, 如果用粉煤灰制成的混凝土是抗硫酸盐类的, 或是为了最大限度地减弱与二氧化硅的反应, 那么最低比例应为质量的。目前的水泥规范中把原子核成份与掺入的石膏( 硫酸钙) 区分开来。如果有明确的选择限制, 混凝土拌合厂可准备以上三种复合水泥中的一种, 也可准备两种材料: 硅酸盐水泥和煤粉粉煤灰。其中后一种选择为多种混合方法提供了条件, 能够实现一种复合水泥所达不到的多样性, 但需调换投配设备。一旦确定了混凝土中煤粉粉煤灰的质量标准和数量要求, 监理工程师和承包商可以相信, 所拌合的混凝土在技术指标上并不比单用普通硅酸盐水泥拌合的逊色。
煤粉粉煤灰具有多方面的优势, 可以用于几乎所有使用混凝土的施工当中, 但必须对每种类型加以定义, 必须评估与施工方法相关的混凝土性质的变化情况。现在已经有了根据化学掺料和不同环境条件下选用不同用途的配合比指导意见, 也有了煤粉粉煤灰在储存、运输、投配以及混凝土拌合时的推荐标准, 这在大力倡导节约型社会和减少污染的今天有着更加重要的现实意义。
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