燒結粉煤灰陶粒是一種性能很好的輕骨料,它可用于橋梁、建筑承重構件、框架結構用混凝土等,在有條件的地方應大力發(fā)展,這項技術和產(chǎn)品在國內外都已成熟。我國天津硅酸鹽制品廠的燒結粉煤灰陶粒,英國與荷蘭的“萊泰克”燒結粉煤灰陶粒皆屬此類。因“萊泰克”技術對所用粉煤灰性能要求比較高,其粉煤灰中小于45 μ的顆粒含量要求高于55 %,此時在造粒成球過程中不需加入任何粘結劑,如粘土。只是在粉煤灰中含碳不足時,添加不超過5 %的煤粉。我國的粉煤灰極少能滿足這些要求,若經(jīng)過分選也有可能滿足。一般在生產(chǎn)時需加入一定數(shù)量的粘土(或膨潤土)做粘結劑。但增加一種原料,就要增加一個系統(tǒng),并相應增加投資。目前在工藝上用燒結機焙燒比較成功。因為通過成球盤成型的粉煤灰顆粒,靜置于燒結機上,在整個過程中成型的顆粒不滾動隨燒結機履帶移動而經(jīng)過預熱燒成、冷卻最終燒成有相當強度的輕骨料。現(xiàn)在用回轉窯燒成的不多,因回轉窯燒成其料粒要在轉動的窯體內滾動,如料粒沒有足夠的粘結強度,在滾動中將破碎并產(chǎn)生大量粉塵。不過國內一些研究者,正在探索用回轉窯燒制粉煤灰陶粒的工藝。
超細粉煤灰對水泥和高效減水劑的相容性有明顯的改善作用;粉煤灰細度越小效果越好,但過度細化會對相容性產(chǎn)生負面效應。不同細度的粉煤灰在去離子水中的Zeta電位值不同,粉煤灰所帶電荷的絕對值越大,分散均化能力越強。粉煤灰生產(chǎn)價格粉煤灰是火力發(fā)電廠排放的固體廢物,也是一種活性礦物資源,具有特殊的活性效應、形態(tài)效應和微集料效應[1-3],高品質的粉煤灰已成為混凝土必不可少的成分。目前研究較多的是I、II級粉煤灰在混凝土中的應用,由于我國電廠排放的找粉煤灰生產(chǎn)優(yōu)質灰較少,95%以上的為III級灰或等外灰,活性較低,不能直接用作水泥混合材和高性能混凝土活性摻合料,因此,高效低成本的研究開發(fā)低等級粉煤灰粉磨技術具有較大的經(jīng)濟效益和社會效益。如能使生產(chǎn)的超細粉煤灰在混凝土的制備中得到廣泛應用,既可改善水泥與高效減水劑的相容性、提高混凝土的抗侵蝕能力及耐久性[5-8],節(jié)約水泥用量,還可解決粉煤灰對環(huán)境的污染。但在混凝土制備過程中經(jīng)常遇到水泥與減水劑相容性問題,有時盡管高效減水劑摻量很大,而混凝土仍顯得干硬或坍落度經(jīng)時損失很大,這些相容性問題會影響混凝土的正常工作。所以在混凝土中引入粉煤灰,需先了解超細粉煤灰對水泥與高效減水劑相容性的影響。
80年代初,為了推動節(jié)能,國家計委聯(lián)合國家建材局曾組織過非燒結粘土磚的研究開發(fā)。當時的非燒結粘土磚是特指用風化的山土、砂土或其他劣質雜土加上10 %以內的普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥經(jīng)攪拌混合、機械壓制成型、堆放在場地上經(jīng)自然養(yǎng)護硬化而得的產(chǎn)品。為了開拓粉煤灰的利用途徑,擴大粉煤灰利用,曾將這一工藝方法引入非燒結粉煤灰磚生產(chǎn),經(jīng)蘇州水泥混凝土研究設計院在望亭電廠試驗和生產(chǎn)證明當水泥加到10 %左右時,磚的抗壓強度可以達到100 kg/cm2,但用這些磚建造的2~5層磚混結構建筑(包括圍墻)像普通蒸汽養(yǎng)護、壓制粉煤灰磚建筑一樣,建成一段時間后在山墻及窗臺下出現(xiàn)裂縫。近兩年來,北京東方化工廠自備電廠用其新建的蒸壓粉煤灰磚廠的粉煤灰磚所建四層辦公樓也產(chǎn)生了較嚴重的裂縫。因此,在沒有新的重大有效改進措施之前,不宜盲目發(fā)展。另外,在一些研究者的宣傳中提出要加入各種“固化劑”,并將“固化劑”搞得很“玄”,故弄玄虛,其實所謂“固化劑”就是水泥,即使加入一些其他摻加劑,也是調節(jié)水泥水化、硬化的外加劑。杭州粉煤灰生產(chǎn)
在蒸制粉煤灰磚發(fā)展過程中,由于國內采購不到蒸壓釜以及后來為了降低投資而采用養(yǎng)護窯(不用蒸壓釜)用普通蒸汽養(yǎng)護生產(chǎn)粉煤灰磚坯,該工藝曾一度普遍發(fā)展。由于反應溫度低、水化硅酸鹽產(chǎn)物少、結晶度不夠,雖然抗壓強度勉強可以滿足承重墻體要求,但其干燥收縮值大,用該磚建造的建筑,建成后一段時間(一般在半年至1年內),在山墻、內承重墻及窗臺下產(chǎn)生不同程度裂紋。最嚴重的發(fā)生在60、70年代的湖南株洲市粉煤灰磚混建筑的內外墻體涉及建筑物安全而拆除。因此,使整個普通蒸汽養(yǎng)護粉煤灰磚發(fā)展受挫,一部分企業(yè)不得不因此被迫停產(chǎn)。為了解決這一問題,研究決定停止發(fā)展普通蒸汽養(yǎng)護粉煤灰磚,改變工藝路線,在技術政策上決定大力發(fā)展高壓蒸汽養(yǎng)護粉煤灰磚,磚的收縮大大改善,用該類磚建筑的建筑墻體及窗臺下裂縫大大減少,程度大大減輕。但通過對大量建筑物調查裂縫并未從根本消除,特別是在窗臺下仍生產(chǎn)輕微的裂縫,這說明該磚雖經(jīng)蒸壓,但收縮值仍未達到要求,為了比較徹底地解決粉煤灰磚墻體裂縫問題,必須通過改進配方,正確選擇原材料,調整混合料級配,采用輪碾攪拌混合,加強混合料消化,提高磚坯成型壓力,最好雙面加壓,以提高磚坯的密實度,提高蒸壓養(yǎng)護的溫度(相應飽和蒸汽壓力應在10~12大氣壓以上),以增加水化硅酸鹽產(chǎn)物數(shù)量和改善結晶狀況,產(chǎn)生更多的托勃莫來石晶體,改善結晶度和晶型,使磚的抗壓強度達到200 kg/cm2以上。采取上述綜合措施可以進一步減少粉煤灰磚的收縮,可以比較好地解決粉煤灰墻體的裂縫問題。若采用粉煤灰、石灰與一定級配的中砂配料,經(jīng)高壓力壓制成型和更高壓力蒸汽養(yǎng)護也可獲得較高磚強度和較低收縮值。
在混凝土的配制過程中,摻加粉煤灰可以節(jié)省水泥,具有一定的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。本文在研究混凝土、粉煤灰、水泥等物質基本性質的基礎上,用控制變量法的思想,設計了幾組實驗,對比分析了不同粉煤灰摻量和細度對配制的混凝土性能的影響。(1)在找粉煤灰生產(chǎn)摻量對混凝土性能的影響實驗中,在其他條件都相同的情況下,取5 種摻量百分比:40%、30%、20%、10%、0%,并對它們配制的混凝土的抗壓強度作對比分析,實驗結果表明:粉煤灰混凝土的前期強度增長慢,后期強度提升大;適量粉煤灰的摻入會提高混凝土強度,摻量取20%為宜。找粉煤灰生產(chǎn)(2)在粉煤灰細度對混凝土性能的影響實驗中,在其他條件都相同的情況下,用細度分別為13.20μm、11.00μm和9.30μm的粉煤灰配制混凝土,并對它們的抗壓強度作對比分析,實驗結果表明:粉煤灰的細度值越小,制成的混凝土的抗壓強度越大。
因供需矛盾加劇及現(xiàn)行行業(yè)標準的不足,導致市場上出現(xiàn)了許多劣質粉煤灰。另外,隨著現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的改變,找粉煤灰生產(chǎn)的種類趨于多樣化,現(xiàn)有研究卻相對薄弱,導致粉煤灰應用于混凝土時出現(xiàn)了一定的未知性。劣質找粉煤灰生產(chǎn)或具有未知性能的粉煤灰摻入混凝土中,不僅不能使混凝土獲得應有的優(yōu)良性能,甚至嚴重威脅混凝土的質量和使用壽命。