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【技术知识贴】蒸压加气混凝土用粉煤灰
来源:安徽科达机电有限公司 发布时间:2018-3-15 浏览量:248次

鉴于中国多煤少油缺气的资源特点,煤的利用会产生大量的灰渣,其中火力发电厂燃烧产生的粉煤灰占绝对地位,粉煤灰的循环利用迫在眉睫;下面对粉煤灰进行简要的介绍并对蒸压加气混凝土用粉煤灰提出相应的要求。


1、粉煤灰的形成

煤的化学成分复杂,包括有机质和无机质两大类,其中有机质占大多数;有机质充分燃烧以后完全变成气体;煤中主要的无机矿物有高岭石、伊利石、碳酸盐、硫化物、氧化物等;煤燃烧时,其中发生的主要反应如下:

a、高岭石
Al2O3·2SiO2·2H2O→A12O3·2SiO2 + 2H2O;
Al2O3·2SiO2→A12O3·SiO2 + SiO2;
3[A12O3·SiO2]→3Al2O3·2SiO2 + SiO2;

b、伊利石
K{A12[AlSi3O10] (OH)2}→K{A12[AlSi3O10]O}+H2O;
4K{A12[AlSi3O10]O}→2K2O+3[SiAl4O8·2SiO2]+3SiO2;
煤燃烧脱硫加入石灰后发生如下反应:

SiAl4O8·2SiO2+CaO→Ca[Al2Si2O8]+ A12O3·2SiO2;
Ca[Al2Si2O8]+2 Al2O3→3Al2O3·2SiO2+CaO;
c、碳酸盐
CaCO3→CaO+CO2↑;
CaMg(CO3)2→MgO+CaO+CO2↑;

d、硫铁矿
FeS2+O2→Fe2O3+Fe3O4+SO2 ↑;


2、粉煤灰的分类

由于不同粉煤灰差异很大,有必要对粉煤灰进行分类。目前,粉煤灰的分类方法比较多,下面仅选取其中几个较常用的方法进行分类。

a、根据CaO的含量

根据粉煤灰中CaO的含量分为高钙粉煤灰和低钙粉煤灰(C类);国内外对于高钙和低钙粉煤灰的划分界限不统一,我国标准中高钙粉煤灰指氧化钙含量大于10%的粉煤灰,低钙粉煤灰中氧化钙含量不大于10%。

b、根据燃煤品种

根据燃煤品种分为F类粉煤灰和C类粉煤灰;F类粉煤灰由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰,C类粉煤灰由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰,氧化钙含量一般大于等于10%,其分类方法与第一种方法类似。

c、根据燃烧条件

根据燃烧条件不同,可以将粉煤灰分为煤粉炉粉煤灰和循环流化床粉煤灰。

煤粉炉粉煤灰由煤粉炉燃烧产生,煤粉炉燃用细度低于100μm的高热值煤,炉温高(一般在1400℃以上),产出的粉煤灰是经高温熔融化合后淬冷的产物。


循环流化床燃烧技术是近二十年来迅速发展起来的新一代高效低污染清洁燃煤技术。循环流化床锅炉燃烧的是颗粒状煤,造渣的温度较低,一般为850℃~950℃,在这种温度下SO2和NOx的排放量大大减少;该炉型主要针对劣质煤 (灰分含量≥30%)和煤矸石等燃料而设计,是近期发展的主要炉型。


煤粉炉粉煤灰和循环流化床粉煤灰在矿物组成、微观形貌和烧失量等方面存在较大的区别,这些特性不仅直接影响粉煤灰活性,而且影响粉煤灰蒸压加气混凝土制品的质量。


标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596-2017中已明确指出粉煤灰不包含以下情形:(1)和粉煤灰一起煅烧城市垃圾或其他废弃物时;(2)在焚烧炉中煅烧工业或城市垃圾时;(3)循环流化床锅炉燃烧收集的粉末。 虽然此标准与标准《硅酸盐建筑制品用粉煤灰》 JC/T 409-2016中的粉煤灰利用方式有所不同,仍有一定的借鉴意义,循环流化床粉煤灰应引起足够的关注,使用时要与煤粉炉粉煤灰区别对待。


在生产中,循环流化床粉煤灰不能作为全部硅质材料制备蒸压加气混凝土,一般是部分掺加,同时粉煤灰多为露天存放,导致里面有较多的结块和其它杂质,在生产中最好过球磨机,从而去除其中杂质,并且获得较好的级配。


3、蒸压加气混凝土用粉煤灰的要求

 

指标名称

指标要求%

细度(80μm方孔筛筛余量)

25

烧失量

8.0

二氧化硅

40

三氧化硫

2.0

氯离子

0.06

IRa

1.0

Ir

1.0

仅对配筋制品有氯离子要求

   

蒸压加气混凝土用石灰要求参考标准:JC/T 409-2016 硅酸盐建筑制品用粉煤灰,如上表所示。


细度:180目筛筛余不大于25%,一般情况下,粉煤灰的细度均能达到生产的要求,但是生产中最好可以配置球磨机,一来可以去除粉煤灰中的杂草之类的杂质;二来可以将其中的大颗粒的磨碎,使颗粒级配更好。


烧失量:要求低于8%,没有确定的界限,烧失量主要是由粉煤灰中碳含量多少决定的,碳酸盐等可以分解的矿物贡献部分;烧失量高,即粉煤灰中的含碳量高。碳是一种疏松多孔物质,有很强的吸水性,导致粉煤灰需水量大,为满足生产过程中所需的一定流动度,需要较高的水料比,在蒸压养护过程中绝大部分以自由水而非离子水的形式存在,蒸压养护完成后,留下较多的毛细孔,密实度减小,制品质量降低;另外,含碳量高,会导致在水化反应过程中,水会在碳的表面形成一层憎水性薄膜,不利于水分向粉煤灰内部的渗透,影响水化产物的生成,进而影响AAC制品的强度。


二氧化硅:要求40%以上,由于煤中夹杂的矿物较多,导致粉煤灰中的SiO2含量一般不会太高,但是高温燃烧后淬冷的粉煤灰含有较多的硅铝玻璃体,具有较高的活性,虽然其SiO2含量与砂等硅质材料相比低许多,依然可以做出合格的产品。


三氧化硫:要求2%以内,SO3会中和部分的氢氧化钙,降低料浆的碱度,形成的可溶性无机盐会产生泛霜现象,其中的有些硫化物会发生水解,使坯体的体积膨胀,产生不利影响。


循环流化床粉煤灰特别是锅炉内脱硫的固硫灰,多属于高钙灰,其中的SO3含量远高于煤粉炉粉煤灰,多在5%以上,有的甚至高达15%,此类粉煤灰的利用比较困难,需要留意。


氯离子:要求0.06%以内,此指标为最新标准新增指标,其指标高于硅酸盐建筑制品用砂中对于氯离子含量的要求,与通用硅酸盐水泥中要求相同。


当原料中的氯离子超过一定量时,会对板材的钢筋产生电化学腐蚀,而且腐蚀是持续性的,危害巨大。对于加气混凝土砌块也需要控制氯离子的含量,虽然其中没有钢筋,但是在砌筑过程中,氯离子的渗透会腐蚀预埋的钢筋。


IRa和Ir:内照射指数和外照射指数均不大于1.0,最新标准对放射性的相关指标作出了明确要求,而不是仅借鉴其它标准。


除标准中要求的指标以外,借鉴发达国家的标准,可以考虑增加对于以下参数的控制:标准稠度需水量(JC/T 409-91中有要求,后期标准修订已取消)、Al2O3、CaO、Fe2O3、SiO2+ Al2O3、Na2O+K2O等。


4、蒸压加气混凝土用炉渣的要求

蒸压加气混凝土用炉渣没有相应的标准,炉渣的技术指标参考粉煤灰,但是需要注意以下几点:

a、与粉煤灰类似,炉渣的品质和性能与煤种和锅炉有关,当采用不同的炉渣时需要根据炉渣的检测结果适时地调整生产工艺;

b、炉渣浆的物理性能较差,较易沉降,影响浇注稳定性,一般使用炉渣时可以考虑与粉煤灰掺加使用,调节料浆的稳定性;

c、炉渣的易磨性较差,注意控制其细度,这样才能更好地发挥炉渣的活性。

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