《粉煤灰及矿粉》ppt课件

1、 第三讲第三讲 粉煤灰及矿粉粉煤灰及矿粉一、国内外粉煤灰综合利用概述一、国内外粉煤灰综合利用概述n粉煤灰是火力发电厂的主要废弃物，其产量逐年增大。n处置不当将严重污染环境n目前国内外曾经把粉煤灰广泛运用于建材、建工、回填、筑路、农业、化工、环保、高性能陶瓷资料等众多领域。n1、国外粉煤灰利用情况n国外20世纪30年代就用粉煤灰配置混凝土n英国粉煤灰利用率为46.2%,德国65%, 法国75%。n美国把粉煤灰列入矿物资源的第七位，排在矿渣石灰与石膏之前。美国20世纪30、40年代就用粉煤灰建造水坝n日本也从20世纪50年代起用粉煤灰建造水坝一、国内外粉煤灰综合利用概述一、国内外粉煤灰综合利用概述

2、n2、国内粉煤灰利用情况n我国粉煤灰的综合利用技术有近200 项，其中得到实施运用的近70 项。但是相对来说我国粉煤灰的利用率还是较低产生的附加值并不是很高。所以我们必需加紧对粉煤灰在高新技术领域运用的研讨。n据资料统计，中国的粉煤灰堆积量已到达120亿t，且每年以1.6 亿t 速度添加，用这些粉煤灰堆成4 m 宽、4m 高的城墙，长达80，000km，比万里长城长16 倍多，可以绕地球两圈以上n目前我国粉煤灰利用率约为45左右二、粉煤灰根本性能二、粉煤灰根本性能n1 1、外观特性、外观特性n粉煤灰外观类似水泥，颜色在乳白色到灰黑色之粉煤灰外观类似水泥，颜色在乳白色到灰黑色之间变化。间变化。n

3、粉煤灰的颜色是一项重要的质量目的，可以反映粉煤灰的颜色是一项重要的质量目的，可以反映含碳量的多少和差别。含碳量的多少和差别。n在一定程度上也可以反映粉煤灰的细度，颜色越在一定程度上也可以反映粉煤灰的细度，颜色越深，粉煤灰粒度越细，含碳量越高。深，粉煤灰粒度越细，含碳量越高。n粉煤灰就有低钙粉煤灰和高钙粉煤灰之分。通常粉煤灰就有低钙粉煤灰和高钙粉煤灰之分。通常高钙粉煤灰的颜色偏黄高钙粉煤灰的颜色偏黄, ,低钙粉煤灰的颜色偏灰。低钙粉煤灰的颜色偏灰。n粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比外表积较大，粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比外表积较大，具有较高的吸附活性，颗粒的粒径范围为具有较高的吸附活性，颗粒

4、的粒径范围为0.50.5300m300m。并且珠壁具有多孔构造，孔隙率高达。并且珠壁具有多孔构造，孔隙率高达50%80%50%80%，有很强的吸水性，有很强的吸水性 二、粉煤灰根本性能二、粉煤灰根本性能n2 2、化学成分、化学成分n粉煤灰物理化学性质动摇比较大，这主粉煤灰物理化学性质动摇比较大，这主要是煤质的不同、锅炉技术参数不同、要是煤质的不同、锅炉技术参数不同、技术管理程度不同等呵斥的。技术管理程度不同等呵斥的。n粉煤灰的主要化学成分为：粉煤灰的主要化学成分为：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、微观性能n粉煤灰的显微构造主要是研讨颗粒外形、内部构造及物相种类等特性。n31 漂珠n漂珠普通呈乳白色，密度小于1g/cm3，粒径15m180m，以玻璃相为主，空心球，漂于水面，玻璃相内有残存气体包裹。在熔融态时，因外表张力的作用，在最终收缩过程中，产生复合构造的微珠即子母珠。有呈定向针状莫来石集合体和交错状的针状莫来石晶体。 二

6、、粉煤灰根本性能二、粉煤灰根本性能n3、微观性能n32 沉珠硅铝质玻璃微珠n普通呈灰白色，粒径小于50m，密度为1.8-2.7g/cm3可沉于水底。nSiO2和Al2O3的总和通常在80%以上，珠体构成的温度为1300-1400左右，其物相主要为玻璃相、莫来石及少量鳞石英晶体析出，莫来石的含量与晶体的程度高于石英 n假设对微珠进展轻度溶蚀，使壳层玻璃体溶解，可明晰见到从珠壁向内生长的针状莫来石晶体，并且大微珠内还包裹着更小的微珠。n也有微珠在玻璃质珠壁上析出莫来石和鳞石英。其玻璃基质有很多气孔出现。 二、粉煤灰根本性能二、粉煤灰根本性能n3 33 3 海绵体玻璃体也称不规那么微珠海绵体玻璃体也

7、称不规那么微珠n当煤粉粒子较粗或锅炉温度低于当煤粉粒子较粗或锅炉温度低于13001300时，煤粉中的时，煤粉中的铝硅酸盐黏土矿物来不及完全液化，经过固铝硅酸盐黏土矿物来不及完全液化，经过固- -液相反响液相反响和快速冷却而构成的。和快速冷却而构成的。n在液相粘度较大所构成的硅铝玻璃体外表极为粗糙，在液相粘度较大所构成的硅铝玻璃体外表极为粗糙，具有大量微孔的近似圆形的海绵体的不规那么微珠。具有大量微孔的近似圆形的海绵体的不规那么微珠。n该微珠呈乳白色该微珠呈乳白色- -灰色，粒径小。含硅量高，有少量的灰色，粒径小。含硅量高，有少量的莫来石等。莫来石等。 n3 34 4 磁珠磁珠n也称高铁微珠，呈

8、黑色，粒径为也称高铁微珠，呈黑色，粒径为50m50m左右，导电，并左右，导电，并显磁性，密度为显磁性，密度为3.84.2 g/cm33.84.2 g/cm3。n该珠体是由富铁组成的粉煤灰溶体从高温快速冷却，该珠体是由富铁组成的粉煤灰溶体从高温快速冷却，经过外表张力收缩构成的，成珠后溶体极易析出磁铁经过外表张力收缩构成的，成珠后溶体极易析出磁铁矿、赤铁矿和方铁矿等晶体。矿、赤铁矿和方铁矿等晶体。某电厂粉煤灰的颗粒形貌1 1000 500某电厂粉煤灰的颗粒形貌1 2000 5000某电厂粉煤灰的颗粒形貌2 1000 2000某电厂粉煤灰的颗粒形貌2 3000 5000某电厂粉煤灰的颗粒形貌3 20

9、0 500某电厂粉煤灰的颗粒形貌3 1000 2000某电厂粉煤灰的颗粒形貌3 3000 5000某电厂粉煤灰的颗粒形貌4 1000 2000某电厂粉煤灰的颗粒形貌4 4000 5000二、粉煤灰根本性能二、粉煤灰根本性能3 35 5 残炭残炭残炭的构成是当煤粉过粗或炉温较低时，熄灭不残炭的构成是当煤粉过粗或炉温较低时，熄灭不完全构成的一种未燃尽的残屑。完全构成的一种未燃尽的残屑。普通呈黑色，粒度范围较大，密度在普通呈黑色，粒度范围较大，密度在1.5g/cm31.5g/cm3左左右右外表疏松多孔，有片状残炭、半圆状残炭、多孔外表疏松多孔，有片状残炭、半圆状残炭、多孔球状残炭及无定形残炭和硅铝微

10、珠衔接体。球状残炭及无定形残炭和硅铝微珠衔接体。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应。n第一，“形状效应。n在显微镜下显示，粉煤灰中含有70以上的玻璃微珠，粒形完好，外表光滑，质地致密。这种形状对混凝土而言，无疑能起到减水作用、致密作用和匀质作用，促进初期水泥水化的解絮作用，改动拌和物的流变性质、初始构造以及硬化后的多种功能，尤其对泵送混凝土，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，“活性效应。n粉煤灰的“活性效应因粉煤灰系人工火山灰质资料，所以又称之为“火山灰效应。这一效应能对混凝土起到加强作用和堵塞混凝土中的毛细

11、组织，提高混凝土的抗腐蚀才干。n第三，微集料效应。粉煤灰中粒径很小的微珠和碎屑，在水泥中可以相当于未水化的水泥颗粒，极细小的微珠相当于活泼的纳米资料，能明显地改善和加强混凝土及制品的构造强度，提高匀质性和致密性。n这三种效应相互关联，互为补充。粉煤灰的质量越高，效应越大粉煤灰混凝土的任务性能 n1减少混凝土需水量。n2改善混凝土泵送性能。n3提高混凝土密实性、流动性和塑性。4减少泌水与离析。n5减少坍落度损失。粉煤灰优缺陷n1节省费用。n2改善新拌混凝土的任务性。n3改善混凝土的长期性能或极限强度。n4改善混凝土抗硫酸盐侵蚀、碱集料反响等耐久性能。n5与外加剂的叠加效应，使减水剂效果更为明显。

12、n6降低混凝土的放热顶峰。 粉煤灰优缺陷n1由于混凝土碱度降低能够引起钢筋锈蚀的维护性能降低。n2粉煤灰含碳量的较高时将影响混凝土外加剂的顺应性，如降低引气剂引气效果。n3由于用水量的降低，要求更为严厉的养护制度。 三、粉煤灰在建材行业的运用现状三、粉煤灰在建材行业的运用现状n1 1 粉煤灰制砖粉煤灰制砖n粉煤灰烧结砖是我国目前吃灰量很大的工程之粉煤灰烧结砖是我国目前吃灰量很大的工程之一，消费工艺及主要设备与普通粘土砖基一样。一，消费工艺及主要设备与普通粘土砖基一样。n与普通粘土砖相比，其各项性能均能到达要求，与普通粘土砖相比，其各项性能均能到达要求，并能降低建筑物的自重，提高建筑物的保温性并

13、能降低建筑物的自重，提高建筑物的保温性能，其运用效果优于普通粘土砖。能，其运用效果优于普通粘土砖。n目前国家已逐渐制止运用实心粘土砖，这样粉目前国家已逐渐制止运用实心粘土砖，这样粉煤灰烧结砖市场前景宽广。煤灰烧结砖市场前景宽广。n粉煤灰蒸养砖也可以和粘土砖一样，作为承重粉煤灰蒸养砖也可以和粘土砖一样，作为承重墙体资料运用于工业与民用建筑。消费粉煤灰墙体资料运用于工业与民用建筑。消费粉煤灰蒸养砖可以运用质量较差和年年积存在灰坑中蒸养砖可以运用质量较差和年年积存在灰坑中的湿排灰，提供了一条可行的出路。的湿排灰，提供了一条可行的出路。三、粉煤灰在建材行业的运用现状n2 2、 粉煤灰制砌块粉煤灰制砌块

14、n粉煤灰砌块目前主要是粉煤灰小型空心砌块等粉煤灰砌块目前主要是粉煤灰小型空心砌块等种类。粉煤灰小型空心砌块的主要工艺特点种类。粉煤灰小型空心砌块的主要工艺特点是是 ：原资料：胶结料以水泥为主；集料由：原资料：胶结料以水泥为主；集料由炉渣、砂、石或人造轻集料的多元资料组成；炉渣、砂、石或人造轻集料的多元资料组成；消费工艺由带模养护变为脱模养护，成型设消费工艺由带模养护变为脱模养护，成型设备由振动台变为加压振动成型机组流水作业，备由振动台变为加压振动成型机组流水作业，劳动消费率提高，劳动强度降低劳动消费率提高，劳动强度降低三、粉煤灰在建材行业的运用现状三、粉煤灰在建材行业的运用现状n3 3 粉煤灰

15、作为制水泥和混凝土的原资料粉煤灰作为制水泥和混凝土的原资料n粉煤灰的成分与粘土类似，可以替代粘土配料粉煤灰的成分与粘土类似，可以替代粘土配料消费水还可利用其剩余碳，在煅烧水泥熟料时可消费水还可利用其剩余碳，在煅烧水泥熟料时可节约燃料。节约燃料。n用粉煤灰做消费水泥的混合资料时，主要是利用粉煤灰做消费水泥的混合资料时，主要是利用其火山灰性质。根据粉煤灰掺量的不同，消费用其火山灰性质。根据粉煤灰掺量的不同，消费不同种类的水泥。不同种类的水泥。n粉煤灰加气混凝土是以粉煤灰为根本原料，配粉煤灰加气混凝土是以粉煤灰为根本原料，配以适量的生石灰、水泥、石膏及铝粉等添加剂制以适量的生石灰、水泥、石膏及铝粉等

16、添加剂制成的一种轻质混凝土建筑资料，粉煤灰掺量普通成的一种轻质混凝土建筑资料，粉煤灰掺量普通可达可达7070。n用粉煤灰作混凝土掺和料，要求粉煤灰有较高用粉煤灰作混凝土掺和料，要求粉煤灰有较高的质量，如细度要大、活性要高、含碳量要低。的质量，如细度要大、活性要高、含碳量要低。三、粉煤灰在建材行业的运用现状三、粉煤灰在建材行业的运用现状n4 4 粉煤灰消费其他建筑资料粉煤灰消费其他建筑资料n粉煤灰还可用于消费粉煤灰陶粒、灌浆资料等。粉煤灰还可用于消费粉煤灰陶粒、灌浆资料等。n5 5、粉煤灰在道路工程中的运用、粉煤灰在道路工程中的运用n用灰量占利用总量的用灰量占利用总量的2020，粉煤灰、石灰石、

17、砂稳定，粉煤灰、石灰石、砂稳定路面基层。粉煤灰用于护坡、护提工程和粉煤灰修筑路面基层。粉煤灰用于护坡、护提工程和粉煤灰修筑水库大坝，建造广场、机场、港区的地基等。水库大坝，建造广场、机场、港区的地基等。n粉煤灰沥青混凝土。粉煤灰沥青混凝土。n6 6、从粉煤灰中提取矿物和高值利用、从粉煤灰中提取矿物和高值利用n粉煤灰中部分具有工业价值的稀有元素通常在细粒飞粉煤灰中部分具有工业价值的稀有元素通常在细粒飞灰中富集，到达工业档次，可予以提取利用。目前己灰中富集，到达工业档次，可予以提取利用。目前己提取出铝、锗、镓、银、锅、铀等多种金属。这是粉提取出铝、锗、镓、银、锅、铀等多种金属。这是粉煤灰综合利用的

18、一条可行途径。煤灰综合利用的一条可行途径。四、粉煤灰在农业方面的运用n1 利用粉煤灰改善土壤n可以明显地改善土壤构造降低容重添加孔隙度n提高地温、减少膨胀率，从而显著地改善黏质土壤的物理性质n促进土壤中微生物活性，有利于营养转化和种子的萌芽，合理施用符合农用规范的粉煤灰对不同土壤都有增产作用。对于黏、重、板及酸性土壤，每公顷施粉煤灰225t即可获得显著增产效果；小麦增产10.45%，玉米增产9.3%，水稻增产12.1 %。n印度坎普尔地域的导水性实验、南昌的土壤孔隙实验、西北农学院土壤膨胀实验防止土壤流失都曾经有力地证明了粉煤灰改善土壤构造的效果。四、粉煤灰在农业方面的运用2 、利用粉煤灰消费

19、复合肥粉煤灰可以改良土壤调理土壤温度和pH 值，添加和补充土壤的营养成分。粉煤灰粪便和生活渣滓可以消费无害全营养复合肥料和微量元素肥。曾经开发的粉煤灰化肥种类有粉煤灰硅钙肥、粉煤灰钙镁磷肥、粉煤灰磁化肥等。我国利用独创工艺消费出了中国磁化肥是以粉煤灰为主要原料按科学配方参与适量添加剂，经特殊磁化处置的复合肥，磁性复合肥作为公用肥料，不仅能提高肥效改良土壤耕性，而且能加强作物的光协作用和呼吸效果提高作物抗旱抗灾性。矿粉n从从1969年起，英国、德国等兴隆国家就开场了超细矿渣年起，英国、德国等兴隆国家就开场了超细矿渣粉在混凝土中作为矿物掺合料的运用。自上世纪粉在混凝土中作为矿物掺合料的运用。自上世

20、纪90年代年代起，我国开场了超细矿渣粉的运用研讨任务。起，我国开场了超细矿渣粉的运用研讨任务。2000年，年，国家规范国家规范GB/T180462000正式公布。正式公布。2002年，国家规范年，国家规范公布实施。在该规公布实施。在该规范中，正式将超细矿渣粉命名为范中，正式将超细矿渣粉命名为“矿物掺合料，纳入矿物掺合料，纳入混凝土第六组分。从此，超细矿渣粉作为一个独立的新混凝土第六组分。从此，超细矿渣粉作为一个独立的新产品横空出世，并立刻被广泛地接受和运用。产品横空出世，并立刻被广泛地接受和运用。 1.矿粉的概念n磨细矿粉即磨细水淬高炉矿渣粉，又称矿渣微粉，其英文缩写为GGBS或GGBFS n

21、磨细矿粉是以高炉水淬矿渣为主要原料经枯燥、粉磨处置而制成的超细粉末资料；是制备高性能水泥和混凝土的优质混合材。 2.矿粉的技术目的n矿粉的活性指数是采用规范实验测试确定的，简单的说：矿粉的活性指数是采用规范实验测试确定的，简单的说：矿粉替代矿粉替代50%水泥，拌合制造规范砂浆试件，然后测试砂水泥，拌合制造规范砂浆试件，然后测试砂浆浆28天强度。含矿粉砂浆强度与不含矿粉基准砂浆强度比，天强度。含矿粉砂浆强度与不含矿粉基准砂浆强度比，就是矿粉的活性指数。就是矿粉的活性指数。n常用的常用的S95是一个矿粉等级。其中是一个矿粉等级。其中S表示矿粉，来源于表示矿粉，来源于英文英文SLAG矿渣。矿渣。95

22、表示活性指数不小于表示活性指数不小于95%。n规范：规范：S105/95/75，7天活性指数：不小于天活性指数：不小于95、75、55，28天活性指数：不小于天活性指数：不小于105、95、75n流动度比：小于流动度比：小于85、90、95n密度。密度。2.8g/cm3，比外表积：不小于，比外表积：不小于350m2/kg2.矿粉的技术目的n粒化高炉矿渣的质量可用质量系数K得大小来表示：nK=CaO + Al2O3 + MgO/ SiO2 + MnO + Ti O 2n式中CaO 、Al2O3 、MgO、SiO2 、MnO 、 Ti O 2为相应氧化物的分量百分数。n质量系数反响了矿渣中活性组分

23、与低活性和非活性组分之间比值。质量系数越大，那么矿渣的活性越好。3.矿粉和粉煤灰的区别n1两者来源不同：粉煤灰来源于热电厂排放的烟气经收尘处置后搜集得到的飞灰；而磨细矿粉那么是由炼铁高炉排出的熔融态矿渣经水淬粒化后再进展枯燥、磨细加工而得到的超细粉末。2两者化学组成不同：普通粉煤灰含很高的SiO2、Al2O3，但CaO却非常低仅为1-5%；磨细矿粉那么具有与普通硅酸盐水泥非常相近的化学组成，如CaO 30-42%, SiO2 35-38%, Al2O3 10-18%, MgO 5-14%，等。3两者水化活性不同：粉煤灰不具有本身水化硬化特性，只能在有活性激发剂如硅酸盐水泥等作用下，才干具有强度

24、；磨细矿粉却具有本身水化硬化特点，能在加水拌和后自行水化硬化并具有强度。当有硅酸盐水泥激发时，其活性得到更充分的发扬。3.矿粉和粉煤灰的区别n4两者的允许掺量不同：粉煤灰在水泥中的允许掺加量为2040%，但在混凝土中最大掺量普通不超越35%；磨细矿粉在水泥或混凝土中的掺加量那么可达2070%。一些欧洲国家甚至允许掺到85%。5两者在混凝土中的掺加方式不同：粉煤灰普通采用“超量取代水泥方式以保证混凝土强度达标；磨细矿粉那么通常采用“等量取代水泥方式配制混凝土，其强度依然可以满足设计要求。4.掺矿粉混凝土拌和物性能特点n与空白混凝土相比，掺加超细度矿粉混凝土拌和物具有如下根本性能特点：1凝结时间延伸，坍落度损失小，对夏季施工有利；2拌和物粘聚性添加，不易分层离析，可泵性好；3混凝土泌水减少，对减少沉降开裂有利。 5.掺矿粉混凝土强度开展特点 n1矿粉掺量对混凝土强度