《粉煤灰及礦粉》ppt課件

1、 第三講第三講 粉煤灰及礦粉粉煤灰及礦粉一、國內外粉煤灰綜合利用概述一、國內外粉煤灰綜合利用概述n粉煤灰是火力發(fā)電廠的主要廢棄物，其產量逐年增大。n處置不當將嚴重污染環(huán)境n目前國內外曾經把粉煤灰廣泛運用于建材、建工、回填、筑路、農業(yè)、化工、環(huán)保、高性能陶瓷資料等眾多領域。n1、國外粉煤灰利用情況n國外20世紀30年代就用粉煤灰配置混凝土n英國粉煤灰利用率為46.2%,德國65%, 法國75%。n美國把粉煤灰列入礦物資源的第七位，排在礦渣石灰與石膏之前。美國20世紀30、40年代就用粉煤灰建造水壩n日本也從20世紀50年代起用粉煤灰建造水壩一、國內外粉煤灰綜合利用概述一、國內外粉煤灰綜合利用概述

2、n2、國內粉煤灰利用情況n我國粉煤灰的綜合利用技術有近200 項，其中得到實施運用的近70 項。但是相對來說我國粉煤灰的利用率還是較低產生的附加值并不是很高。所以我們必需加緊對粉煤灰在高新技術領域運用的研討。n據(jù)資料統(tǒng)計，中國的粉煤灰堆積量已到達120億t，且每年以1.6 億t 速度添加，用這些粉煤灰堆成4 m 寬、4m 高的城墻，長達80，000km，比萬里長城長16 倍多，可以繞地球兩圈以上n目前我國粉煤灰利用率約為45左右二、粉煤灰根本性能二、粉煤灰根本性能n1 1、外觀特性、外觀特性n粉煤灰外觀類似水泥，顏色在乳白色到灰黑色之粉煤灰外觀類似水泥，顏色在乳白色到灰黑色之間變化。間變化。n

3、粉煤灰的顏色是一項重要的質量目的，可以反映粉煤灰的顏色是一項重要的質量目的，可以反映含碳量的多少和差別。含碳量的多少和差別。n在一定程度上也可以反映粉煤灰的細度，顏色越在一定程度上也可以反映粉煤灰的細度，顏色越深，粉煤灰粒度越細，含碳量越高。深，粉煤灰粒度越細，含碳量越高。n粉煤灰就有低鈣粉煤灰和高鈣粉煤灰之分。通常粉煤灰就有低鈣粉煤灰和高鈣粉煤灰之分。通常高鈣粉煤灰的顏色偏黃高鈣粉煤灰的顏色偏黃, ,低鈣粉煤灰的顏色偏灰。低鈣粉煤灰的顏色偏灰。n粉煤灰顆粒呈多孔型蜂窩狀組織，比外表積較大，粉煤灰顆粒呈多孔型蜂窩狀組織，比外表積較大，具有較高的吸附活性，顆粒的粒徑范圍為具有較高的吸附活性，顆粒

4、的粒徑范圍為0.50.5300m300m。并且珠壁具有多孔構造，孔隙率高達。并且珠壁具有多孔構造，孔隙率高達50%80%50%80%，有很強的吸水性，有很強的吸水性 二、粉煤灰根本性能二、粉煤灰根本性能n2 2、化學成分、化學成分n粉煤灰物理化學性質動搖比較大，這主粉煤灰物理化學性質動搖比較大，這主要是煤質的不同、鍋爐技術參數(shù)不同、要是煤質的不同、鍋爐技術參數(shù)不同、技術管理程度不同等呵斥的。技術管理程度不同等呵斥的。n粉煤灰的主要化學成分為：粉煤灰的主要化學成分為：SiO2SiO2：33%33%63%63%；AlO3AlO3：16%40%16%40%；Fe2O3Fe2O3：1.5%1.5%6%

5、6%；CaOCaO：2%8%2%8%；MgOMgO：1.5%4%1.5%4%；Na2ONa2O：0.5%2.5%0.5%2.5%；K2OK2O：0.3%2%0.3%2%；TiO2TiO2：0.3%1.6%0.3%1.6%。n 二、粉煤灰根本性能二、粉煤灰根本性能n3、微觀性能n粉煤灰的顯微構造主要是研討顆粒外形、內部構造及物相種類等特性。n31 漂珠n漂珠普通呈乳白色，密度小于1g/cm3，粒徑15m180m，以玻璃相為主，空心球，漂于水面，玻璃相內有殘存氣體包裹。在熔融態(tài)時，因外表張力的作用，在最終收縮過程中，產生復合構造的微珠即子母珠。有呈定向針狀莫來石集合體和交錯狀的針狀莫來石晶體。 二

6、、粉煤灰根本性能二、粉煤灰根本性能n3、微觀性能n32 沉珠硅鋁質玻璃微珠n普通呈灰白色，粒徑小于50m，密度為1.8-2.7g/cm3可沉于水底。nSiO2和Al2O3的總和通常在80%以上，珠體構成的溫度為1300-1400左右，其物相主要為玻璃相、莫來石及少量鱗石英晶體析出，莫來石的含量與晶體的程度高于石英 n假設對微珠進展輕度溶蝕，使殼層玻璃體溶解，可明晰見到從珠壁向內生長的針狀莫來石晶體，并且大微珠內還包裹著更小的微珠。n也有微珠在玻璃質珠壁上析出莫來石和鱗石英。其玻璃基質有很多氣孔出現(xiàn)。 二、粉煤灰根本性能二、粉煤灰根本性能n3 33 3 海綿體玻璃體也稱不規(guī)那么微珠海綿體玻璃體也

7、稱不規(guī)那么微珠n當煤粉粒子較粗或鍋爐溫度低于當煤粉粒子較粗或鍋爐溫度低于13001300時，煤粉中的時，煤粉中的鋁硅酸鹽黏土礦物來不及完全液化，經過固鋁硅酸鹽黏土礦物來不及完全液化，經過固- -液相反響液相反響和快速冷卻而構成的。和快速冷卻而構成的。n在液相粘度較大所構成的硅鋁玻璃體外表極為粗糙，在液相粘度較大所構成的硅鋁玻璃體外表極為粗糙，具有大量微孔的近似圓形的海綿體的不規(guī)那么微珠。具有大量微孔的近似圓形的海綿體的不規(guī)那么微珠。n該微珠呈乳白色該微珠呈乳白色- -灰色，粒徑小。含硅量高，有少量的灰色，粒徑小。含硅量高，有少量的莫來石等。莫來石等。 n3 34 4 磁珠磁珠n也稱高鐵微珠，呈

8、黑色，粒徑為也稱高鐵微珠，呈黑色，粒徑為50m50m左右，導電，并左右，導電，并顯磁性，密度為顯磁性，密度為3.84.2 g/cm33.84.2 g/cm3。n該珠體是由富鐵組成的粉煤灰溶體從高溫快速冷卻，該珠體是由富鐵組成的粉煤灰溶體從高溫快速冷卻，經過外表張力收縮構成的，成珠后溶體極易析出磁鐵經過外表張力收縮構成的，成珠后溶體極易析出磁鐵礦、赤鐵礦和方鐵礦等晶體。礦、赤鐵礦和方鐵礦等晶體。某電廠粉煤灰的顆粒形貌1 1000 500某電廠粉煤灰的顆粒形貌1 2000 5000某電廠粉煤灰的顆粒形貌2 1000 2000某電廠粉煤灰的顆粒形貌2 3000 5000某電廠粉煤灰的顆粒形貌3 20

9、0 500某電廠粉煤灰的顆粒形貌3 1000 2000某電廠粉煤灰的顆粒形貌3 3000 5000某電廠粉煤灰的顆粒形貌4 1000 2000某電廠粉煤灰的顆粒形貌4 4000 5000二、粉煤灰根本性能二、粉煤灰根本性能3 35 5 殘?zhí)繗執(zhí)繗執(zhí)康臉嫵墒钱斆悍圻^粗或爐溫較低時，熄滅不殘?zhí)康臉嫵墒钱斆悍圻^粗或爐溫較低時，熄滅不完全構成的一種未燃盡的殘屑。完全構成的一種未燃盡的殘屑。普通呈黑色，粒度范圍較大，密度在普通呈黑色，粒度范圍較大，密度在1.5g/cm31.5g/cm3左左右右外表疏松多孔，有片狀殘?zhí)俊雸A狀殘?zhí)?、多孔外表疏松多孔，有片狀殘?zhí)俊雸A狀殘?zhí)?、多孔球狀殘?zhí)考盁o定形殘?zhí)亢凸桎X微

10、珠銜接體。球狀殘?zhí)考盁o定形殘?zhí)亢凸桎X微珠銜接體。二、粉煤灰根本性能二、粉煤灰根本性能n4、水化活性n粉煤灰最主要的三大效應。n第一，“形狀效應。n在顯微鏡下顯示，粉煤灰中含有70以上的玻璃微珠，粒形完好，外表光滑，質地致密。這種形狀對混凝土而言，無疑能起到減水作用、致密作用和勻質作用，促進初期水泥水化的解絮作用，改動拌和物的流變性質、初始構造以及硬化后的多種功能，尤其對泵送混凝土，能起到良好的光滑作用。二、粉煤灰根本性能二、粉煤灰根本性能n4、水化活性n第二，“活性效應。n粉煤灰的“活性效應因粉煤灰系人工火山灰質資料，所以又稱之為“火山灰效應。這一效應能對混凝土起到加強作用和堵塞混凝土中的毛細

11、組織，提高混凝土的抗腐蝕才干。n第三，微集料效應。粉煤灰中粒徑很小的微珠和碎屑，在水泥中可以相當于未水化的水泥顆粒，極細小的微珠相當于活潑的納米資料，能明顯地改善和加強混凝土及制品的構造強度，提高勻質性和致密性。n這三種效應相互關聯(lián)，互為補充。粉煤灰的質量越高，效應越大粉煤灰混凝土的任務性能 n1減少混凝土需水量。n2改善混凝土泵送性能。n3提高混凝土密實性、流動性和塑性。4減少泌水與離析。n5減少坍落度損失。粉煤灰優(yōu)缺陷n1節(jié)省費用。n2改善新拌混凝土的任務性。n3改善混凝土的長期性能或極限強度。n4改善混凝土抗硫酸鹽侵蝕、堿集料反響等耐久性能。n5與外加劑的疊加效應，使減水劑效果更為明顯。

12、n6降低混凝土的放熱頂峰。 粉煤灰優(yōu)缺陷n1由于混凝土堿度降低能夠引起鋼筋銹蝕的維護性能降低。n2粉煤灰含碳量的較高時將影響混凝土外加劑的順應性，如降低引氣劑引氣效果。n3由于用水量的降低，要求更為嚴厲的養(yǎng)護制度。 三、粉煤灰在建材行業(yè)的運用現(xiàn)狀三、粉煤灰在建材行業(yè)的運用現(xiàn)狀n1 1 粉煤灰制磚粉煤灰制磚n粉煤灰燒結磚是我國目前吃灰量很大的工程之粉煤灰燒結磚是我國目前吃灰量很大的工程之一，消費工藝及主要設備與普通粘土磚基一樣。一，消費工藝及主要設備與普通粘土磚基一樣。n與普通粘土磚相比，其各項性能均能到達要求，與普通粘土磚相比，其各項性能均能到達要求，并能降低建筑物的自重，提高建筑物的保溫性并

13、能降低建筑物的自重，提高建筑物的保溫性能，其運用效果優(yōu)于普通粘土磚。能，其運用效果優(yōu)于普通粘土磚。n目前國家已逐漸制止運用實心粘土磚，這樣粉目前國家已逐漸制止運用實心粘土磚，這樣粉煤灰燒結磚市場前景寬廣。煤灰燒結磚市場前景寬廣。n粉煤灰蒸養(yǎng)磚也可以和粘土磚一樣，作為承重粉煤灰蒸養(yǎng)磚也可以和粘土磚一樣，作為承重墻體資料運用于工業(yè)與民用建筑。消費粉煤灰墻體資料運用于工業(yè)與民用建筑。消費粉煤灰蒸養(yǎng)磚可以運用質量較差和年年積存在灰坑中蒸養(yǎng)磚可以運用質量較差和年年積存在灰坑中的濕排灰，提供了一條可行的出路。的濕排灰，提供了一條可行的出路。三、粉煤灰在建材行業(yè)的運用現(xiàn)狀n2 2、 粉煤灰制砌塊粉煤灰制砌塊

14、n粉煤灰砌塊目前主要是粉煤灰小型空心砌塊等粉煤灰砌塊目前主要是粉煤灰小型空心砌塊等種類。粉煤灰小型空心砌塊的主要工藝特點種類。粉煤灰小型空心砌塊的主要工藝特點是是 ：原資料：膠結料以水泥為主；集料由：原資料：膠結料以水泥為主；集料由爐渣、砂、石或人造輕集料的多元資料組成；爐渣、砂、石或人造輕集料的多元資料組成；消費工藝由帶模養(yǎng)護變?yōu)槊撃ｐB(yǎng)護，成型設消費工藝由帶模養(yǎng)護變?yōu)槊撃ｐB(yǎng)護，成型設備由振動臺變?yōu)榧訅赫駝映尚蜋C組流水作業(yè)，備由振動臺變?yōu)榧訅赫駝映尚蜋C組流水作業(yè)，勞動消費率提高，勞動強度降低勞動消費率提高，勞動強度降低三、粉煤灰在建材行業(yè)的運用現(xiàn)狀三、粉煤灰在建材行業(yè)的運用現(xiàn)狀n3 3 粉煤灰

15、作為制水泥和混凝土的原資料粉煤灰作為制水泥和混凝土的原資料n粉煤灰的成分與粘土類似，可以替代粘土配料粉煤灰的成分與粘土類似，可以替代粘土配料消費水還可利用其剩余碳，在煅燒水泥熟料時可消費水還可利用其剩余碳，在煅燒水泥熟料時可節(jié)約燃料。節(jié)約燃料。n用粉煤灰做消費水泥的混合資料時，主要是利用粉煤灰做消費水泥的混合資料時，主要是利用其火山灰性質。根據(jù)粉煤灰摻量的不同，消費用其火山灰性質。根據(jù)粉煤灰摻量的不同，消費不同種類的水泥。不同種類的水泥。n粉煤灰加氣混凝土是以粉煤灰為根本原料，配粉煤灰加氣混凝土是以粉煤灰為根本原料，配以適量的生石灰、水泥、石膏及鋁粉等添加劑制以適量的生石灰、水泥、石膏及鋁粉等

16、添加劑制成的一種輕質混凝土建筑資料，粉煤灰摻量普通成的一種輕質混凝土建筑資料，粉煤灰摻量普通可達可達7070。n用粉煤灰作混凝土摻和料，要求粉煤灰有較高用粉煤灰作混凝土摻和料，要求粉煤灰有較高的質量，如細度要大、活性要高、含碳量要低。的質量，如細度要大、活性要高、含碳量要低。三、粉煤灰在建材行業(yè)的運用現(xiàn)狀三、粉煤灰在建材行業(yè)的運用現(xiàn)狀n4 4 粉煤灰消費其他建筑資料粉煤灰消費其他建筑資料n粉煤灰還可用于消費粉煤灰陶粒、灌漿資料等。粉煤灰還可用于消費粉煤灰陶粒、灌漿資料等。n5 5、粉煤灰在道路工程中的運用、粉煤灰在道路工程中的運用n用灰量占利用總量的用灰量占利用總量的2020，粉煤灰、石灰石、

17、砂穩(wěn)定，粉煤灰、石灰石、砂穩(wěn)定路面基層。粉煤灰用于護坡、護提工程和粉煤灰修筑路面基層。粉煤灰用于護坡、護提工程和粉煤灰修筑水庫大壩，建造廣場、機場、港區(qū)的地基等。水庫大壩，建造廣場、機場、港區(qū)的地基等。n粉煤灰瀝青混凝土。粉煤灰瀝青混凝土。n6 6、從粉煤灰中提取礦物和高值利用、從粉煤灰中提取礦物和高值利用n粉煤灰中部分具有工業(yè)價值的稀有元素通常在細粒飛粉煤灰中部分具有工業(yè)價值的稀有元素通常在細粒飛灰中富集，到達工業(yè)檔次，可予以提取利用。目前己灰中富集，到達工業(yè)檔次，可予以提取利用。目前己提取出鋁、鍺、鎵、銀、鍋、鈾等多種金屬。這是粉提取出鋁、鍺、鎵、銀、鍋、鈾等多種金屬。這是粉煤灰綜合利用的

18、一條可行途徑。煤灰綜合利用的一條可行途徑。四、粉煤灰在農業(yè)方面的運用n1 利用粉煤灰改善土壤n可以明顯地改善土壤構造降低容重添加孔隙度n提高地溫、減少膨脹率，從而顯著地改善黏質土壤的物理性質n促進土壤中微生物活性，有利于營養(yǎng)轉化和種子的萌芽，合理施用符合農用規(guī)范的粉煤灰對不同土壤都有增產作用。對于黏、重、板及酸性土壤，每公頃施粉煤灰225t即可獲得顯著增產效果；小麥增產10.45%，玉米增產9.3%，水稻增產12.1 %。n印度坎普爾地域的導水性實驗、南昌的土壤孔隙實驗、西北農學院土壤膨脹實驗防止土壤流失都曾經有力地證明了粉煤灰改善土壤構造的效果。四、粉煤灰在農業(yè)方面的運用2 、利用粉煤灰消費

19、復合肥粉煤灰可以改良土壤調理土壤溫度和pH 值，添加和補充土壤的營養(yǎng)成分。粉煤灰糞便和生活渣滓可以消費無害全營養(yǎng)復合肥料和微量元素肥。曾經開發(fā)的粉煤灰化肥種類有粉煤灰硅鈣肥、粉煤灰鈣鎂磷肥、粉煤灰磁化肥等。我國利用獨創(chuàng)工藝消費出了中國磁化肥是以粉煤灰為主要原料按科學配方參與適量添加劑，經特殊磁化處置的復合肥，磁性復合肥作為公用肥料，不僅能提高肥效改良土壤耕性，而且能加強作物的光協(xié)作用和呼吸效果提高作物抗旱抗災性。礦粉n從從1969年起，英國、德國等興隆國家就開場了超細礦渣年起，英國、德國等興隆國家就開場了超細礦渣粉在混凝土中作為礦物摻合料的運用。自上世紀粉在混凝土中作為礦物摻合料的運用。自上世

20、紀90年代年代起，我國開場了超細礦渣粉的運用研討任務。起，我國開場了超細礦渣粉的運用研討任務。2000年，年，國家規(guī)范國家規(guī)范GB/T180462000正式公布。正式公布。2002年，國家規(guī)范年，國家規(guī)范公布實施。在該規(guī)公布實施。在該規(guī)范中，正式將超細礦渣粉命名為范中，正式將超細礦渣粉命名為“礦物摻合料，納入礦物摻合料，納入混凝土第六組分。從此，超細礦渣粉作為一個獨立的新混凝土第六組分。從此，超細礦渣粉作為一個獨立的新產品橫空出世，并立刻被廣泛地接受和運用。產品橫空出世，并立刻被廣泛地接受和運用。 1.礦粉的概念n磨細礦粉即磨細水淬高爐礦渣粉，又稱礦渣微粉，其英文縮寫為GGBS或GGBFS n

21、磨細礦粉是以高爐水淬礦渣為主要原料經枯燥、粉磨處置而制成的超細粉末資料；是制備高性能水泥和混凝土的優(yōu)質混合材。 2.礦粉的技術目的n礦粉的活性指數(shù)是采用規(guī)范實驗測試確定的，簡單的說：礦粉的活性指數(shù)是采用規(guī)范實驗測試確定的，簡單的說：礦粉替代礦粉替代50%水泥，拌合制造規(guī)范砂漿試件，然后測試砂水泥，拌合制造規(guī)范砂漿試件，然后測試砂漿漿28天強度。含礦粉砂漿強度與不含礦粉基準砂漿強度比，天強度。含礦粉砂漿強度與不含礦粉基準砂漿強度比，就是礦粉的活性指數(shù)。就是礦粉的活性指數(shù)。n常用的常用的S95是一個礦粉等級。其中是一個礦粉等級。其中S表示礦粉，來源于表示礦粉，來源于英文英文SLAG礦渣。礦渣。95

22、表示活性指數(shù)不小于表示活性指數(shù)不小于95%。n規(guī)范：規(guī)范：S105/95/75，7天活性指數(shù)：不小于天活性指數(shù)：不小于95、75、55，28天活性指數(shù)：不小于天活性指數(shù)：不小于105、95、75n流動度比：小于流動度比：小于85、90、95n密度。密度。2.8g/cm3，比外表積：不小于，比外表積：不小于350m2/kg2.礦粉的技術目的n?；郀t礦渣的質量可用質量系數(shù)K得大小來表示：nK=CaO + Al2O3 + MgO/ SiO2 + MnO + Ti O 2n式中CaO 、Al2O3 、MgO、SiO2 、MnO 、 Ti O 2為相應氧化物的分量百分數(shù)。n質量系數(shù)反響了礦渣中活性組分

23、與低活性和非活性組分之間比值。質量系數(shù)越大，那么礦渣的活性越好。3.礦粉和粉煤灰的區(qū)別n1兩者來源不同：粉煤灰來源于熱電廠排放的煙氣經收塵處置后搜集得到的飛灰；而磨細礦粉那么是由煉鐵高爐排出的熔融態(tài)礦渣經水淬粒化后再進展枯燥、磨細加工而得到的超細粉末。2兩者化學組成不同：普通粉煤灰含很高的SiO2、Al2O3，但CaO卻非常低僅為1-5%；磨細礦粉那么具有與普通硅酸鹽水泥非常相近的化學組成，如CaO 30-42%, SiO2 35-38%, Al2O3 10-18%, MgO 5-14%，等。3兩者水化活性不同：粉煤灰不具有本身水化硬化特性，只能在有活性激發(fā)劑如硅酸鹽水泥等作用下，才干具有強度

24、；磨細礦粉卻具有本身水化硬化特點，能在加水拌和后自行水化硬化并具有強度。當有硅酸鹽水泥激發(fā)時，其活性得到更充分的發(fā)揚。3.礦粉和粉煤灰的區(qū)別n4兩者的允許摻量不同：粉煤灰在水泥中的允許摻加量為2040%，但在混凝土中最大摻量普通不超越35%；磨細礦粉在水泥或混凝土中的摻加量那么可達2070%。一些歐洲國家甚至允許摻到85%。5兩者在混凝土中的摻加方式不同：粉煤灰普通采用“超量取代水泥方式以保證混凝土強度達標；磨細礦粉那么通常采用“等量取代水泥方式配制混凝土，其強度依然可以滿足設計要求。4.摻礦粉混凝土拌和物性能特點n與空白混凝土相比，摻加超細度礦粉混凝土拌和物具有如下根本性能特點：1凝結時間延伸，坍落度損失小，對夏季施工有利；2拌和物粘聚性添加，不易分層離析，可泵性好；3混凝土泌水減少，對減少沉降開裂有利。 5.摻礦粉混凝土強度開展特點 n1礦粉摻量對混凝土強度