粉煤灰作用的调研报告

2024-04-10

粉煤灰作用的调研报告(通用9篇)

篇1:粉煤灰作用的调研报告

粉煤灰是火力发电厂的废渣,数量很大。若处理不当,会造成大气、水体污染,世界各国都把粉煤灰的综合利用列为国家环保、建材部门的大事。我国是世界生产粉煤灰最多的国家,也是受粉煤灰污染最严重的国家。

粉煤灰是怎样形成的呢?首先煤灰在锅炉中燃烧后形成细灰,可被排出的烟气携带,一般称这种烟灰为“飞灰”,而粉煤灰是指被除尘器所收集的那部分飞灰。粉煤灰基本上是由低铁玻璃珠、高铁玻璃珠,多孔玻璃体和多孔碳粒等颗粒组成,玻璃体占粉煤灰总量40%到80%。我国现在排放的大部分是低钙粉煤灰。其中玻璃体含量较低,往往只有50%左右。而粉煤灰的品质主要取决于这些颗粒的大小及组合比例。早期,我国的粉煤灰利用率较低,但近几年,国家政策的改革,使得粉煤灰利用率大大提高。一般可达到50%至60%之间。现在,粉煤灰已广泛的用于建材、建工、化工、冶金等工业领域。有时,还用于造田,改良土壤等农业领域。本次实践主要是参观与了解粉煤灰在建材领域的应用。

首先,我们先来了解一下粉煤灰在混凝土领域的应用。随着我国建筑行业施工技术不断提高,大体积混凝土被广泛应用。大体积混凝土一般是指结构断面最小尺寸大于80cm、水化热引起混凝土内的最高温度与环境温度之差预计超过25摄氏度的混凝土。大体积混凝土施工的技术难度是:水泥水化热放热引起的混凝土内部温升以及随温度差产生的温度应力,最终造成混凝土开裂。而粉煤灰应用于大体积混凝土中,可以抑制大体积混凝土内部的温升,从而减小内外温差,控制大体积混凝土温度裂缝的产生。那么粉煤灰的掺入占百份几最能有效的提高混凝土的性能?据工厂技术人员介绍,随粉煤灰掺量增加,混凝土的水化热降低,掺量越大,降低越明显。但是粉煤灰掺量的线性增加,并没有引起水化热的线性降低,而是比线性值更低,这是因为粉煤灰起到一定的扩散作用,分散了水泥颗粒,一定程度上减缓了水化反应,降低水热化。粉煤灰在混凝土中掺量在60%以内,能明显降低混凝土水热化,但不宜超过60%,因为过多的粉煤灰会降低混凝土的强度。故以60%的掺量最为合适。

其次,我们还了解了粉煤灰在烧结砖中的应用。粉煤灰根据其颗粒大小不同,可分为ⅰ级灰,ⅱ级灰与ⅲ级灰,ⅰ级灰掺量的烧结砖比ⅱ、ⅲ在各项性能上高出许多。那么掺量多少有助于提高烧结砖性能呢?有关资料给出了不同数据,有的人认为适宜的掺量为50%至60%,焙烧温度为1000至1100摄氏度,当超过70%时,焙烧温度应为1150摄氏度才比较适宜,但由于能耗大,不适宜投入生产。实际上高掺量的粉煤灰需要那么高的焙烧温度吗?有试验表明,高掺量的焙烧砖,烧成温度在1000摄氏度左右有一定液相量生成,保温1h砖的强度可达到50至98.5mpa,而国家的强度标准仅为10%至30%,故有人认为在工业生产中,当粉煤灰量达50%左右,砖的焙烧温度低于1000摄氏度就可以满足要求。除了掺杂量的影响,粉煤灰的各颗粒成分在烧结过程及砖的最终性能的形成中所发挥的作用亦有显著的差异。故了解粉煤灰各颗粒成分的组成,对高掺量粉煤灰烧结砖的烧结特征以及指导高掺量粉煤灰烧结砖的焙烧工艺操作有着重要作用。

相信,随着对粉煤灰研究的不断深入,粉煤灰的利用率将不断地提高,从而减少对环境、水体的污染,实现资源的再生化。

篇2:粉煤灰作用的调研报告

2、粉煤灰的特性

2.1粉煤灰的物理性质

粉煤灰的比重在1.95~2.36之间,松干密度在450 kg/m3~700kg/m3范围内,比表面积在220 kg/m3~588 kg/m3之间。由于粉煤灰的多孔结构、球形粒径的特性,在松散状态下具有良好的渗透性,其渗透系数比粘性土的渗透系

第一文库网数大数百倍。粉煤灰在外荷载作用下具有一定的压缩性,同比粘性土其压缩变形要小的多。粉煤灰的毛细现象十分强烈,其毛细水的上升高度与压实度有着密切关系。粉煤灰是一种高度分散的微细颗粒集合体,主要由氧化硅玻璃球组成,根据颗粒形状可分为球形颗粒与不规则颗粒。球形颗粒又可分为低铁质玻璃微珠与高铁质玻璃微珠,若据其在水中沉降性能的差异,则可分出飘珠、轻珠和沉珠;不规则颗粒包括多孔状玻璃体、多孔碳粒以及其他碎屑和复合颗粒。

2.2粉煤灰的化学成分粉煤灰是一种火山灰质材料,来源于煤中无机组分,而煤中无机组分以粘土矿物为主,另外有少量黄铁矿、方解石、石英等矿物。因此粉煤灰化学成分以氧化硅和氧化铝为主(含量约氧化硅48%,氧化铝含量约27%),其他成分氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、三氧化硫及未燃尽有机质(烧失量)。不同来源的煤和不同燃烧条件下产生的粉煤灰,其化学成分差别很大。

3、粉煤灰对混凝土施工性能的影响

掺加粉煤灰可以改变混凝土和易性,增加混凝土粘性,减少离析与泌水,降低由于水化热带来的混凝土温度升高,减少或消除混凝土中碱基料反应,同时,

也可以节省水泥的用量。

3.1 和易性

粉煤粉混凝土中胶凝物质――水泥和粉煤灰数量要比水泥混凝土多。粉煤灰比重较轻,同样重量粉煤灰的体积大于水泥的体积,胶凝材料的浆体体积增加将使混凝土有较好的塑性和较好的粘性,粉煤灰的球形颗粒将有利于混凝土的流动性能,这些有助于改善混凝土的和易性。

3.2 泌水

掺和粉煤灰会减少混凝土的泌水,粉煤灰含有较多的微细颗粒,有助于截断混凝土内泌水通道。

3.3 改善泵送性能粉煤灰与水泥细度相近或比水泥还细,粘聚性强,提高了抗离析能力,提高了混凝土的稳定性,保持混凝土可泵性和匀质性。掺和粉煤灰的混凝土坍落度损失小,凝结时间延长,从而延长了允许的运送时间和运送距离,扩大了泵送混凝土应用范围,不仅改变混凝土的泵送性能,而且还可以延长泵送机械使用寿命。

3.4 减少碱―骨料反应碱― 基料反应机理是水泥中间(Na2O和K2O)的氢氧化物与某些集料中含有的无定形硅反应生成碱硅酸盐凝胶,反应中吸水产生体积膨胀导致混凝土破坏。掺加粉煤灰可以直接稀释混凝土中的水溶性碱的浓度,粉煤灰与水泥水化释放出来的氢氧化钙,有效地降低孔隙溶液中的PH值,因而降低集料中硅与碱的反应活性,粉煤灰中高度反应的无定形硅迅速消耗水泥中的碱,生成非膨胀的钙碱硅胶;粉煤灰有助于降低混凝土的透水性,降低水分向混凝土的渗透,而没有水分就不能充分进行碱―基料反应。

4、粉煤灰混凝土的耐久性材料的耐久性是指材料在长期使用过程中, 抵抗其自身及环境因素长期破坏作用, 保持其原有性能而不变质、不破坏的能力。引起耐久性下降的因素复杂多变, 因此评价材料的耐久性往往是采用综合评价指标。对于混凝土类材料, 根据其所用环境, 一般情况包括:抗渗性、抗冻性、抗碳化及碱骨料反应等,同时长期强度也与耐久性紧密相关。

4.1粉煤灰混凝土的渗透性 混凝土的渗透性是一个综合指标,包括透水性、透气性和透离子性等性能,其中混凝土抵抗氯离子渗透的能力与混凝土配合比、原材料、施工质量密切相关,

能够比较全面反应混凝土的抗渗透性。衡量混凝土抗氯离子渗透性能的指标是是氯离子扩散系数Deff [3]。有研究表明[4],W/C=0.30 和0.35 的硅酸盐水泥浆,在38℃时氯离子扩散系数为15.6×10-12m2/s 和8.7×10-12m2/s;而以粉煤灰代替30%的水泥后,扩散系数为1.35×10-12m2/s 和1.34×10-12m2/s,氯离子扩散系数的大小与孔的尺寸分布是不十分一致的;虽然一般来说,低的孔隙相应氯离子扩散系数低。

作者认为粉煤灰水泥浆的氯离子渗透系数比纯水泥浆低,其主要原因是: C―S―H 凝胶的体积增大,堵塞了扩散通道; 总离子浓度Ca2+、Al3+或AlOH2+及Si4+是基准水泥浆的2 倍(离子具有低的扩散率,限制共同的氯离子移动。粉煤灰中的铁相也有助于降低氯离子扩散速度); 含粉煤灰的水泥浆中的通道比基准水泥浆的弯曲。

实际上,粉煤灰对水泥浆的氯离子渗透性的效应与其对混凝土渗透的作用相似。混凝土防扩散和抗渗透的关键是封闭贯穿的毛细孔通道,粉煤灰对于封闭混凝土毛细孔通道的作用主要是通过以下三种效应来实现:

(1)煤粉灰的形态效应可以减少新拌混凝土的用水量并能降低初始水灰比;

(2)粉煤灰的活性效应所形成的凝胶对因取代水泥而减少的凝胶在数量上起到补充作用,这将使得粉煤灰混凝土不仅强度得以提高,且耐久性也大为改善;

(3)粉煤灰活性微集料效应的加强,对水泥浆体孔隙起到填充与密实作用,直接“细化”孔隙并填塞细孔的通道,水泥石的孔结构发生变化,因而抗渗性明显提高。养护龄期对粉煤灰混凝土的抗氯离子渗透扩散能力有较大影响。粉煤灰混凝土的抗氯离子渗透扩散能力随龄期增加而提高。这是因为,随着龄期的增长,粉煤灰的火山灰反应的进行,粉煤灰活性效应所形成的凝胶填充了混凝土中一部分空隙,同时将不稳定的氢氧化钙转为结构上致密,性能上稳定的胶凝物质,使混凝土渗透性降低。

4.2 粉煤灰混凝土的抗冻性在负温条件下, 混凝土中内部孔隙和毛细孔道中的水结冰产生体积膨胀, 当这种膨胀力超过混凝土的抗拉强度时, 则使混凝土产生微细裂缝, 在反复冻融作用下, 混凝土内部的微细裂缝逐渐增多和扩大, 混凝土的强度逐渐降低, 混凝土表面产生酥松剥落, 直至完全破坏。混凝土的强度和引气量是影响普通混凝土和粉煤灰混凝土抗冻性的决定性因素。

混凝土中用粉煤灰并等量取代水泥后, 在早、中期水化产物减少, 毛细孔增多, 强度偏低。以粉煤灰混凝土28 d 强度测定, 即混凝土受冻前龄期较短时, 混凝土易冻坏, 这在粉煤灰品质较差, 混凝土需水量相应增加的情况下尤为突出。随着粉煤灰的活性物质发生二次水化反应, 使粉煤灰具有一定胶凝性, 填充了水泥水化后微小孔隙, 使混凝土密实度得以提高。随着混凝土强度的提高, 后期粉煤灰混凝土的抗冻性不低于基准混凝土。掺加适量的引气剂可减少甚至完全消除由于掺加粉煤灰取代部分水泥所带来得不利影响, 因为引气剂可使混凝土内形成一定数量的孔径为几Lm 至几十Lm 的封闭气泡, 从而大大改善抗冻性。有关水工混凝土的试验表明, 在不掺引气剂时, 水灰比为0. 45的普通水泥混凝土只能经受50 次冻融循环, 而掺加引气剂的粉煤灰混凝土, 即使掺量达30% , 也可经受300 次冻融循环。

4.3粉煤灰混凝土的抗碳化性能

关于抗压强度与炭化速率关系的研究结果表明, 无论在早龄期或成长龄期, 掺粉煤灰混凝土的碳化速率均不同程度的高于同强度的基准混凝土。只有当前者的强度超过后者一定幅度时, 两者才可能有相同的抗碳化能力。 混凝土的碱度与渗透性是影响其碳化速率的两个本质因素。火山灰反应虽然消耗了混凝土中熟料水化所产生的氢氧化钙, 但同时又生成水化硅酸钙,水化铝酸钙等反应产物, 它们同样具有吸收二氧化碳的作用。因此, 火山灰反应对混凝土的碱度并无影响, 而火山灰反应却使混凝土的空隙率降低, 孔径细化, 曲折度增加, 从而显著提高强度与抗渗性。超量取代28 d 等强度的粉煤灰混凝土碳化速率高于基准混凝土的重要原因之一, 是由于取代水泥后熟料数量减少, 碱度降低。随着龄期延长, 火山灰反应不断增强, 达到一定龄期时, 抗渗性的提高弥补了碱度低的不足, 掺粉煤灰混凝土的碳化速率就可能与同龄期的基准混凝土相同, 甚至比后者更小。这一龄期的长短则取决于水泥品种和被取代量, 粉煤灰品质与掺量以及环境温度, 湿度等多种因素。

在实际工程中, 由于大气中二氧化碳浓度极低,碳化进程十分缓慢, 掺粉煤灰混凝土的抗碳化能力有可能随着火山灰反应程度的.不断提高, 而得到较好的改善。

4.4粉煤灰混凝土的抑制碱-骨料反应性能

碱-骨料反应是指混凝土原材料(包括水泥、掺和料、外加剂和水等) 中的可溶性碱(N a2O 和K2O )溶于混凝土空隙中, 与骨料中的活性成分在混凝土硬化后逐渐发生的一种化学反应。反应生成物吸水膨胀, 使混凝土产生内部应力, 膨胀开裂, 导致混凝土工程失去设计性能。这个问题已引起人们高度重视, 并进行了大量的相关研究。粉煤灰可以减少混凝土中的碱-骨料反应。

首先, 掺入粉煤灰后, 粉煤灰消耗了可溶性碱

。其次, 粉煤灰与水泥水化释放出来的Ca (OH ) 2 反应, 有效地降低孔隙溶液中的pH 值, 因而降低骨料中硅与碱的反应活性。

第三, 粉煤灰中高度反应的无定形相(玻璃体) 迅速消耗水泥中的碱, 生成非膨胀的钙-碱-硅胶。

第四, 由于粉煤灰均匀分散于混凝土中, 产生的膨胀在宏观上是整体上的, 不会产生基准混凝土的局部开裂的碱-骨料反应。

最后, 粉煤灰有助于降低混凝土的透水性, 降低水分向混凝土中的渗透, 而有水分才能充分进行碱-骨料反应。

英国建筑研究院的系统试验结果认为: 任何波特兰水泥中掺加不少于30% 的粉煤灰, 都足以减少碱-骨料反应的危险性。

但美国学者研究都认为, 一些高钙粉煤灰中含有大量的硫酸盐碱类, 掺用这类粉煤灰就象使用高碱波特兰水泥一样, 反而会促进碱2骨料反应。在我国有关研究表明, 掺入一定量活性掺合料如磨细矿渣、粉煤灰、硅灰可以较好地抑制碱2硅酸盐反应, 对碱-碳酸盐反应也具有一定的抑制作用。掺40% 以上的磨细矿渣、30% 以上的粉煤灰就能有效地抑制碱2硅酸反应, 而抑制碱-碳酸盐反应的最低掺量, 磨细矿渣为50% 以上, 粉煤灰为40% 以上。需要注意的是, 要改善对碱-骨料反应的影响,至少要掺加25% 的粉煤灰, 根据水泥含碱量与骨料的类型或许要掺加50% 的粉煤灰, 此时混凝土早期强度很低, 在设计配合比时应给予考虑。

5、粉煤灰混凝土的应用粉煤灰混凝土适用于一般工业于民用建筑结构,尤其适用于泵送混凝土、商品混凝土、大体积混凝土、地下及水工混凝土、道路混凝土及碾压混凝土等。在现代工程中都使用了掺和粉煤灰的混凝土,并取得了很多满意的结果。

如: 80 年代初,美国佛罗里达州建了一座跨海大桥,在混凝土里掺用了大量粉煤灰,工程质量有很大改善,因而在1983 年修订规范时,对原来随意使用粉煤灰的规定进行了修订。规定: 在中度以上侵蚀环境中的桥梁上部结构,包括预应力构件的混凝土中,必须掺用粉煤灰;其中大体积混凝土中粉煤灰的掺量为18 %~50 %,1982 年英国某机场的停机坪扩建工程,在两条相邻的道面上进行了对比:一条为纯硅酸盐水泥混凝土路,另一条是在混凝土中掺灰46 %。运行4 年显示,前者已受到一定程度破坏,而掺灰混凝土道面的表面层抗滑构造仍基本完好。这说明在低水胶比条件下,掺大量粉煤灰混凝土的强度和耐久性都十分优异。1994 年以来,我国在广东深2汕等四条近10km 高速公路路面混凝土中掺用粉煤灰20 %~40 % ,取得明显提高滑模摊铺机摊铺路面板的质量(提高路面宏观平整度、明显减少开裂) 、减小进口设备损耗并降低水泥用量等技术与经济综合效益。

篇3:浅谈粉煤灰对混凝土强度的作用

关键词:粉煤灰,混凝土强度,资源

1 概述

粉煤灰是燃煤发电厂排出的主要固体废物。随着我国经济的高速发展, 各种工业对电能的需求急剧增长, 传统依靠煤炭发电的技术还在使用, 在使用原煤发电的过程中, 不可避免的产生越来越多的粉煤灰, 如果不采取措施, 大量的粉煤灰资源不仅得不到很好的利用, 而且还会对空气产生污染, 空气中的粉煤灰会随着风向的变化而变化, 会对人们的身体产生危害, 如果这些粉煤灰没有经过处理而被排入水系, 会对水体生物以及人类产生次生灾害。目前, 我国粉煤灰在建材工业中已经得到部分应用, 在混凝土中掺加适量粉煤灰不但能节约大量的水泥和细骨料, 而且能在混凝土和易性方面有所改善。综上可知, 利用现有技术能充分利用粉煤灰的性质, 使其在土木工程建筑中得以大量运用, 这样既节约了资源, 又保护了环境, 能同时取得较好的社会效益和经济效益。

2 粉煤灰在国内外应用研究现状

在国内方面, 粉煤灰被开发应用的时间可以追溯到上世纪中叶, 当时粉煤灰主要作为掺合料被运用在水泥和混凝土的开发研究上面, 在当时的土木工程建设中, 已有粉煤灰被应用的实例, 当时我国东北地区冶金基地建设就是一个很好的实例。随着科技的进步, 粉煤灰的应用范围在逐渐的扩大。粉煤灰混凝土和粉煤灰水泥以及粉煤灰制砖已广泛应用于土木工程之中。另外, 粉煤灰也是一种良好的筑路材料, 粉煤灰可代替黏土筑高速公路路堤, 水泥混凝土路面。除此之外, 粉煤灰还可以起到改良土壤的作用, 有研究表明, 粉煤灰能够作为一种肥料, 其内在的某些元素对农作物的生长有益, 能改良土壤结构, 使农作物的产量有所提高。

在国外方面, 粉煤灰作为资源被开发利用的时间比较早, 可以追溯到20世纪30年代, 在当时国外的土木工程建设中, 粉煤灰被作为掺合料运用在混凝土中的例子已有很多, 在1938年, 美国利用粉煤灰混凝土建设了玻尼维尔坝, 在1953年以后的15年里面, 日本共建筑了27座粉煤灰混凝土水坝[1]。这些工程实例在当时取得了巨大的成功。

3 粉煤灰的化学组成

粉煤灰的化学成份随原煤的无机物组成和燃烧条件的不同而有所变化, 目前我国粉煤灰的主要氧化物组成为:Si02、Al2O3、Fe2O3、Ca O等。其中Si02占40%—60%, Al2O3占15%—40%, Fe2O3占4%—20%, Ca O占2%—7%。此外, 还有少量的Mg、Ti、S、K、Na等氧化物[2]。

4 粉煤灰作用

4.1 在提高混凝土和易性方面

影响新拌制混凝土和易性的因素有很多种, 其中受外界和材料自身影响比较大, 在混凝土中掺加适量粉煤灰, 由于粉煤灰的细度比较大, 增加了浆体体积, 骨料间的空隙会由于浆体的填充变得更加密实, 除此之外, 浆体对骨料可以起到润滑作用, 减少了骨料之间的界面摩擦, 从而使得新拌粉煤灰混凝土和易性有所提高[3], 试验证明, 粉煤灰混凝土的粘聚性和可塑性也优于普通混凝土。

4.2 在降低混凝土水化热方面

混凝土在凝结硬化的过程中, 由于胶凝材料水泥的存在放出大量的热量, 利用粉煤灰代替水泥作为胶凝材料, 直接使混凝土中水泥的用量减少, 同等条件下, 放出的热量也小于未掺粉煤灰混凝土。对于大体积混凝土结构, 由于构件截面尺寸较大, 会由于混凝土内外温差过大产生裂缝, 如果在混凝土中加入适量粉煤灰, 将减小混凝土由于温度变化而产生的温度裂缝。

4.3 在增强混凝土耐久性方面

由于粉煤灰细度比较大, 水化作用比较完全, 对粉煤灰混凝土来说, 密实度高于普通混凝土, 界面结构得到优化, 由于粉煤灰替代了水泥, 水化反应产生的氢氧化钙的数量减小, 而氢氧化钙易受腐蚀, 对混凝土的耐久性不利, 大量试验证明, 粉煤灰混凝土的抗渗性和抗硫酸盐以及抗镁盐腐蚀性能优于普通混凝土, 这也是越来越多的粉煤灰在有腐蚀性介质环境下被应用的原因所在。另外, 由于粉煤灰巨大的比表面积, 具有极强的吸附能力, 可以吸附水泥中游离态的碱, 从而抑制或减少碱集料反应, 进而使得混凝土的耐久性得以提高。

5 粉煤灰对混凝土作用机理分析

强度指标是混凝土最重要的力学性能指标之一, 通常情况下影响普通混凝土强度的因素有:水泥的强度、水灰比的大小、骨料表面形状、养护的温度、湿度、养护龄期以及外加剂和掺合料等[4]。粉煤灰作为掺合料影响混凝土强度表现在减少了用水量, 用水量的减少会直接导致水灰比的减少, 从而增加混凝土的强度。有文献表明, 当试验原材料和试验环境都没有变化时, 粉煤灰的火山灰效应[5]使粉煤灰混凝土后期的强度高于普通混凝土, 火山灰效应是一个复杂的反应, 即粉煤灰中玻璃态的活性氧化硅、氧化铝与水泥浆体中的作用, 生成碱度相对较小的二次水化硅酸钙、水化铝酸钙。但是, 由于在薄膜与粉煤灰颗粒表面存在水解层, 钙离子要通过水解层与粉煤灰的活性组分反应, 反应产物在层内逐级聚集, 因此当水解层未被火山灰反应产物充满到某种程度时, 不会使强度有较大程度增长, 随着水解层被反应物充满, 粉煤灰颗粒和水泥产物之间逐步形成牢固联系, 从而导致混凝土强度增加。

结束语

目前我国混凝土的掺合料有很多种, 不同混凝土的掺合料有不同的作用, 针对目前我国粉煤灰产量大, 污染比较严重这一问题, 积极开展粉煤灰对混凝土的作用研究具有重要的意义, 近年来, 随着我国对污染及资源问题的高度重视, 使得对粉煤灰混凝土的研究取得了快速发展, 虽然通过在混凝土中掺加适量粉煤灰, 能适当增加混凝土的强度, 为以后粉煤灰混凝土的应用提供参考。但是, 关于粉煤灰混凝土应用技术基础体系还很不完善, 有待于进一步的研究。

参考文献

[1]古德生, 胡家国.粉煤灰应用研究现状[J].采矿技术, 2002 (6) ;2-4.

[2]刘艳红, 何智海.浅谈粉煤灰对混凝土强度的影响[J].广东建材, 2008 (4) ;36-38.

[3]刘爱亮.粉煤灰在混凝土中的作用[J].内蒙古科技与经济, 2007 (2) :110.

[4]徐雪峰, 陈葆, 刘梦溪.谈粉煤灰掺量对混凝土强度的影响[J].江苏煤炭, 2004 (1) :63-64.

篇4:粉煤灰作用的调研报告

关键词:废水废气;粉煤灰;作用机理;应用

中图分类号:TU528.32 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)9-0177-02

粉煤灰是一种工业废弃物,主要来自于火电厂燃煤的废弃物。当前我国每年粉煤灰排放量高达近亿吨,但是其利用率却不足30%,而且还主要用于土壤改良、交通、建筑等方面,剩余的粉煤灰则堆积如山,造成了严重的环境污染与土地资源的浪费,而且电厂还要为管理粉煤灰支付高额的成本费用。随着电力事业的不断发展,这种情况会越来越严重。“垃圾是放错地方的资源”,粉煤灰也是如此。如果将粉煤灰视作一种资源,并进行科学合理的开发利用,也就可以将其变废为宝,不仅有利于保护环境,还能节省电厂的生产管理成本。因此,从节约资源与保护环境出发,如何有效的利用粉煤灰就变成了一个重要的课题。由于粉煤灰价格低廉与其独特的理化性质,使其在治理废气废水方面具有很大的价值与市场前景。

1 粉煤灰概述

粉煤灰主要是电厂燃煤排放的工业固体废物,其主要由SiO2、FeO、Al2O3、Fe2O3等构成。在我国,粉煤灰的放量相对较大,且在电力事业不断发展的背景下呈上升趋势。如果大量粉煤灰不尽心妥善处理,会给人们的生活带不便且造成严重的环境污染问题。

1.1 粉煤灰的性质

一般粉煤灰的粒径为2.5~300 μm,几何粒径平均为40 μm;比表面积通常为2 500~5 000 cm3/g,其密度通常为2.3~3.0 g/cm3,堆积密度为0.55~0.67 g/cm3,孔隙率通常为60%~75%。通常在显微镜下,粉煤灰是玻璃体、结晶体与少量未燃碳的复杂混合物,其中包括磁铁矿、石英、赤铁矿与莫来石等。其中玻璃体包括形状不规则的小颗粒与球体形玻璃 体粒子,未燃碳则呈现疏松多孔状。

1.2 粉煤灰处理废气废水的机理

从粉煤灰的理化性质来看,其表面疏松,空隙孔洞较多,而且比表面积、表面能相对较高,而且还存在着混多硅、铝活性点,因此其具有较强的理化性质。粉煤灰的物理吸附能力由其多孔性与比表面积决定,比表面积越大,吸附能力则越强。粉煤灰的化学吸附能力主要由其表面的AL-O-AL键与Si-O-Si和具有极性的分子发生偶极吸附,或者是粉煤灰中带有正电荷的硅酸钙、硅酸铝与硅酸铁等与阴离子形成离子对吸附。粉煤灰在除去废气废水在中有害物质时,通常是利用其吸附功能,但在特殊的情况下,也会产生过滤与沉降效果。同时,由于粉煤灰是由多种颗粒物质结合而成,孔隙率相对较大,废气废水在通过粉煤灰时能够被过滤到一些有害物质,但是其沉降与过滤作用只能够在废气废水处理中起到辅助作用。此外,由于粉煤灰是由SiO2、FeO、Al2O3、Fe2O3等碱性物质构成,可以与废气废水中的酸性物质发生化学反应,中和其中的酸性物质。另外,粉煤灰中未燃碳比表面积加大,且为多孔结构,因此能够在废气脱硫脱硝中作为吸附剂使用,除去废气中的氮氧化物与硫化物。

2 粉煤灰在處理废水中的具体应用

各专家学者对粉煤灰应用于处理废水方面进行了大量的研究与试验,并取得了非常好的成绩。下面就简单介绍一下粉煤灰在几种污水中的应用。

2.1 粉煤灰在处理城市污水中的应用

城市废水是由各种生活废水构成,其成分非常复杂,呈现胶体与悬浮状态,其中还含有硫化物、重金属、有无等成分。因此,将处理工业废水的有效办法应用于处理城市生活废水是很那达到预想效果的。有部分地区环保部门利用粉煤灰的吸附、过滤、沉降等作用机理,将其投入到处理城市废水的工作中,并取得了良好的效果。其具体处理程序如下:城市污水进入灰水处理池后,按照100:1的水灰比加入粉煤灰进行充分搅拌,待到2~10 min后,向其中加入一定浓度的聚合铝絮凝剂或其他试剂,之后将其引入升流塔尽心变速处理,滞留30 min后,再将混合液体导入斜管沉淀池,同时再次加入聚合铝絮凝剂或其他试剂,最后进行70~90 min的沉淀分离。程序完成后,要对处理过的水体进行检测,当COD下降到国家水质标准后就可将处理水排除,若COD没有下降到标准程度,则要对污水进行进一步处理。该处理城市废水的工序有效利用了粉煤灰的吸附能力,以及在处理污水过程中形成较为分散的絮凝核,提高了絮凝效果,使絮体加速生成,并与粉煤灰形成高浓度活性泥渣层。

2.2 粉煤灰在处理造纸废水中的应用

某地区环保部门将粉煤灰应用于已经完成一级处理的造纸废水的后续处理技术试验中。该试验的处理过程为以下三步。①混合:将电厂的粉煤灰按一定比例加入到将要处理的污水中,并进行充分搅拌混合,使粉煤灰最大程度的发挥其吸附与絮凝作用;②沉降:待到搅拌混合均匀后,将污水引入沉降池,使污水流速迅速下降,并在支重力的影响下,使粉煤灰的絮凝物与吸附物发生沉降;③自净:随着沉降与水流的作用,水体上部的清洁水被引入自净池进行澄清,剩余的悬浮物进行进一步的沉降。利用该技术工艺能后有效的处理经一级处理的造纸污水的效果明显,并且在实际的工作中进行严格的水质监测,保证处理系统的有效运行。

2.3 粉煤灰在处理印染废水中的应用

印染废水中主要含有浆料、染料、助剂与其他各种化工物质,污染性较强,因此必须进行相应的有效处理。近些年来科研人员对粉煤灰进行了相应研究,利用其吸附、混凝作用来对印染污水进行处理,并取得了良好的效果。以哈尔滨地区为例,建立了以粉煤灰处理技术为主的日处理4 000 t印染污水装置,各项水质指标基本达到了国家标准。粉煤灰在处理印染污水中具有占地少、运行费用较低、管理简便以及治污效果好等优点,非常适合中小印染厂的印染污水处理。

3 粉煤灰在处理废气中的具体应用

近些年来,各国都加大了对粉煤灰在烟气脱硫技术中应用研究,并取得了一定的成果。它们的共同点就是在粉煤灰中加入粘结剂后熟石灰,以提高烟气的脱硫效果。较之以前的纯石灰脱硫技术,加入粉煤灰后的脱硫技术效果更好。这主要是由于吸收剂的比表面积相对较大,致使气-固反应相对较快。在粉煤灰与石灰的配比比例与反应温度适宜时,废气脱硫率可高达90%以上。以日本北海北海道电力公司开发的粉煤灰干法脱硫技术工艺为例,整套工艺就是使用粉煤灰脱硫剂进行烟气脱硫的。该技术工艺提高了粉煤灰的利用率,实现了脱硫率大于90%的效果,高质量的完成了粉煤灰废气的任务与作用。

4 结 语

作为新型废水废气处理剂的粉煤灰,其原料来源较为广泛,价格相对低廉,处理技术流程简单便捷,在处理废气废水中具有非常好的效果,很好实现了“垃圾是放错地方的资源”的观点,拓宽了保护环境的方式。但是由于我国在该方面的技术研究相对较晚,当前还主要出于实验室研究的阶段,没有实现大规模的应用。国家与相关科研单位只有加强相关方面的研究,才能实现粉煤灰在处理废水废气中的利用效果。

参考文献:

篇5:粉煤灰作用的调研报告

转载脱硫粉煤灰制备混凝土掺合料及其作用机理的研究摘要所属专业:物理化

脱硫粉煤灰是安装有脱硫装置的燃煤电厂用电收尘方法收集而得到的固体废弃物,它是一种火山灰质材料,自身不具有或仅具有微弱的胶凝性.本论文用脱硫粉煤灰制备混凝土掺合料,并研究其作用机理,主要可以分为以下三部分.第一部分通过一定的物理和化学方法对脱硫粉煤灰的性质进行了分析和评价,试验表明脱硫粉煤灰在细度、粒径分布、比表面积、含水率等物理性能方面都和普通粉煤灰相近,而用X-荧光进行化学成分分析表明脱硫粉煤灰中的SiO<,2>和Al<,2>O<,3>的总含量比普通粉煤灰要高,其它组分的含量和普通粉煤灰相近.第二部分主要通过单独掺加和复合掺加的方法进行了水泥胶砂和水泥混凝土试验,并测试了其力学性能,试验表明,单掺脱硫粉煤灰制作水泥胶砂和水泥混凝土时,胶砂和混凝土的强度随着脱硫粉煤灰掺量的增加而下降;当复合掺加制作水泥胶砂和水泥混凝土时,则体现了较好的复合效应;另外通过对掺复合掺合料的混凝土在镁盐和硫酸钠溶液中浸泡后测试其强度并观察微观形貌后表明.第三部分对部分水泥胶砂和水泥混凝土的微观结构极及其发展过程进行了分析探讨,通过SEM观察发现,掺脱硫粉煤灰的水泥胶砂其主要水化产物为C-S-H和C-H;掺复合掺合料的混凝土的主要水化产物为C-S-H和C-H,还有少量钙矾石;本论文还采用XRD和DTA对掺复合掺合料的混凝土进行了物相分析,探讨了脱硫粉煤灰对水泥混凝土性能的改善作用,并分析了复合掺合料的复合效应.另外为了找到最佳的试验配方和试验条件,本文还采用线性回归的方法和支持向量机的方法分别对脱硫粉煤灰胶砂和脱硫粉煤灰混凝土的28天力学性能数据进行了处理和分析,最后得到较为合理的试验配方和矿物之间的复合方式,简化了人为分析的繁琐,并对以后的试验方案的设计有一定指导意义.本论文的单掺和复合掺加脱硫粉煤灰的水泥胶砂和水泥混凝土试验,在技术上有创新性,同时为以后脱硫粉煤灰高附加值的综合利用提供了很好的技术参数,具有应用价值;另外本论文的研究为燃煤电厂的脱硫粉煤灰找到了很好的出路,具有很高的社会效益、环境效益及经济效益.关键字:脱硫粉煤灰,活性激发,品质,微观分析,支持向量机

篇6:粉煤灰作用的调研报告

间:2012年7月2日 试验段位置:K0+900—K0+800 参 加 人员:

监 理 部:

邓天云

常骄龙 项 目 办:

周爱国

施 工 队:

陈西强

张全忠 投入机械:

装载机2台

拌和站1座

压路机2台

洒水车1辆

自卸汽车10辆 机械手:20人 民

工:20人 试验段总结如下:

1、原材料控制:

①水泥:选用太行水泥厂生产的终凝时间在6小时以上的普通硅酸盐水泥,水泥各项指标均符合规范要求。

②水:采用当地饮用水。

③碎石:采用克井碎石,最大粒径不超过31.5mm(方孔筛),压碎值、级配、含泥量达到设计要求。

④粉煤灰:采用国电厂生产的粉煤灰,干粉煤灰和湿粉煤灰都可以使用,湿粉煤灰含水量不超过15%,不含杂质。

原材料应分开堆放,界限清楚,集料符合规范要求,不含杂质。

2、测量放线 水泥粉煤灰稳定碎石基层采用厂拌法集中拌和混合料,并采用流水作业法施工,用自卸汽车运输,装载机配合平地机摊铺,振动压路机碾压。摊铺前应对路面进行彻底清扫,清除各类杂物及散落材料,水泥粉煤灰稳定碎石摊铺时,要保证路面表面湿润,但不能形成积水。

3、拌和

根据试验室提供的配合比控制好碎石级配,调试好以后,进行拌和生产,每工作班筛分检查不少于2次,拌和时水分略大于最佳含水量,拌和均匀,无花料,拌和时碎石检查水泥计量、碎石级配及含水量。

4、摊铺整平

①在摊铺前应将铺筑好的底基层顶面清扫干净,用洒水车洒水,使其表面湿润。

②摊铺采用装载机配合平地机进行摊铺,采用松铺系数为1.15,松铺厚度为21cm。

③测量人员跟踪全过程测量标高、横坡度。

5、碾压成型

①摊平标高符合要求后,先静压一遍,然后用20T振动压路机进行碾压路线由外侧向内侧进行碾压。先轻后重,每次重叠1/2轮宽碾压,20T振动碾压4遍后检测压实度,达到规范要求,最后由20T压路机静压1遍结束。

②碾压过程中,严格控制高程、横坡、宽度、压实度等检测项目,压实度为97%。同时没有明显的轮迹。

6、养生

采用覆盖洒水养生,每天采用洒水车洒水,在整个养生期内保持结构层的湿润状态。养生不少于7天。养生期内除洒水车外,应彻底断绝交通,必须有切实禁止车辆通行的强制措施(如设路障、专人看管等)。养生结束后,必须将覆盖物清除干净。

7、接头处理

接头一律为垂直衔接,待下一工作段时用人工裁齐清除,一般以1-2米为宜,用三米直尺或拉线检查,保持接头处理与设计纵坡一致。

8、质量控制措施

①配料必须准确。(尤其是水泥剂量、混合料级配和含水量的控制)。②当气温较高,为防止混合料水份蒸发,混合料运输时采用篷布覆盖。③工地用材料必须同中心试验室设计配合比所用材料一致。

④摊铺、平整过程中必须派专人严格消除粗细集料集中现象,随时铲除局部粗细集料窝,并随时用新拌混合料填补。

⑤摊铺、平整、碾压各道工序之间要紧密衔接。

9、试验结果

①松铺系数:整平后松铺系数为1.15。

②碾压遍数:静压1遍,振压4遍,最后静压1遍。③每一工作段成型长度一般以200-300米为宜。

④慢车道全幅摊铺,碾压,接头处1-2米待下一工作段时用机械配合人工裁齐清除。

篇7:线切割树脂作用的调研报告

现当代,很多做线切割加工的朋友都会懂得,要想让线切割加工得更好,那么线切割配件也很重要,而且线切割树脂在其中也起着很大的作用。伴随着我国经济的发展,模具行业的总体水平得到了前所未有的提高,也大大地缩短了与世界强国的距离。我国的制造业在全世界占据着举足轻重的地位,因此产生了社会对模具产业人才的大量需求,同时也对模具产业人才的水平提出了更高的要求。也因此有更好的线切割配件出世,坚诺士因此也跟着时代发展,更积极研发出更优质的线切割树脂,向着世界最优质的线切割树脂的步伐前进。接下来我们一起来研究线切割树脂对线切割加工的重要性,也因此突出了线切割树脂的作用。

线切割树脂的好坏、优劣也影响到线切割加工的效果,质量不好的线切割树脂还会对机床设备起到不好的因素。所以,对于爱惜设备和有要求的用户来说,千万不能为了看起来每个月能省个一、二百元的费用而采用不优质的线切割树脂。所以要用就要用好的线切割树脂,所以说线切割树脂的作用还是很大的哦。

篇8:粉煤灰作用的调研报告

1.1 粉煤灰的技术要求

粉煤灰是热电厂的排放物,其堆放不仅占用大量土地,而且污染环境,但若用于建材,会取得较好经济效益。由于燃烧和回收工艺的不同,粉煤灰的品质也有很大差别。

在水泥混凝土路面工程中要求使用干粉煤灰,要求达到Ⅱ级以上粉煤灰的技术要求,并先采用磨细粉煤灰。可用于混凝土路面的粉煤灰技术要求及我省电厂所产粉煤灰的技术试验数据如表1。

Ⅲ级灰各项技术指标不能满足路面混凝土的要求, 只能用于基层。

1.2 粉煤灰的掺量

国内外的理论研究表明,硅酸盐水泥中可释放出的Ca (OH) 2及其石膏最多只能使28%的粉煤灰得到水化反应,从而提高强度。在昌厦一级公路广昌段路面施工中,强制规定每m3水泥混凝土至少使用360kg水泥。当每m3水泥混凝土使用360kg42.5级普通硅酸盐水泥、水灰比0.41、砂率37%时,初步确定掺入粉煤灰20kg、25kg、30kg、35kg、40kg、45kg、50kg、55kg进行试配,得出结果是掺入45kg粉煤灰的混凝土综合性能最佳。此时粉煤灰掺量为水泥用量的12.5%。推荐使用粉煤灰掺量为水泥用量的8%-20%。

1.3 粉煤灰水泥砼的配合比设计

粉煤灰水泥混凝土的配合比设计根据《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-90规定的超量取代法进行,超量系数取1.5,由此增加的粉煤灰体积减去同体积的砂。

2 粉煤灰对水泥砼性能的改善

2.1 改善工作性能

粉煤灰的掺入,使胶凝材料的总量增加,砼工作性能大幅度改善,更适合路面摊铺: (1) 粉煤灰水泥混凝土的振动粘度系数减小,有利于振捣密实; (2) 胶凝材料的总量增加使摊铺成型的路面光滑平整; (3) 和易性的改善,减小了摊铺机前进的阻力,减轻了摊铺机的工作负荷。

这些性能的改善是由于粉煤灰有较大的比表面积和球状微珠对流变学性能的影响所致。在对未掺入粉煤灰的水泥混凝土摊铺时,为了振动密实,必须提高混凝土的坍落度,这样的混凝土品质差。如果为了防止塌边,必须降低混凝土坍落度,这样又必须加大振捣棒的振动频率,同时机器前进的阻力增大,加大了机器的工作负荷。加粉煤灰后,这一矛盾得到了协调统一。

2.2 提高抗折强度

水泥混凝土使用粉煤灰,能提高抗折强度,尤其是使后期强度大幅度提高。昌厦一级公路使用水泥用量12.5%的Ⅱ级粉煤灰,12个月的抗折强度超过了7.5MPa。试验结果见表2。

注:在此试验中,坍落度3~5cm,碎石粒径5~30mm,砂细度模数2.8,砂率37.5%,每m3混凝土525#水泥用量360kg,掺入高效减水剂和引气剂。

从表2知,粉煤灰混凝土的28d、90d、360d后的抗折强度比普通混凝土分别提高了5%-10%、8%-16%和12%-22%。粉煤灰的掺量越大,龄期越长,强度提高越大。

2.3 改善抗磨性

水泥混凝土路面的抗磨性与强度成线性正比关系。随着路面抗折强度的提高,抗磨性也随之提高。通过对28d龄期的试件进行抗磨性试验,粉煤灰掺量为水泥用量12.5%粉煤灰混凝土比普通水泥砼的抗磨性提高23% (表3) 。

2.4 降低泌水率

由于条件的限制,国内水泥混凝土路面多采用自卸车运输混合料,在运输过程中较严重的泌水将会导致混合料工作性能降低,并产生卸料困难,降低工作效率,提高劳动强度。掺入粉煤灰可降低混凝土的泌水率,有利于混凝土的运输。昌厦一级公路广昌段施工中砼运距最远达15km,没有因为运输过程中的混合料泌水影响施工。施工人员均反应比没有掺入粉煤灰的混合料容易卸料。

2.5 降低水泥水化速度

掺入粉煤灰可降低水泥水化速度,混合料凝结时间延长,有利于高温季节施工,并有利于远距离运输。

3 社会经济效益

3.1. 社会效益

取得的社会效益主经体现为对环境的贡献:全线75km粉煤灰水泥砼路面使用了2.25万t粉煤灰,减少热电厂用于存放粉煤灰的土地1094亩,保护了土地资源。少用42.5级水泥1.08万t,减少了生产水泥时CO2的排放量1.08万t,减少了对大气的直接污染。

路面平整度、强度、外观等工程质量的提高获得了社会的赞誉,还为公路营运时保障畅通打下了基础。

3.2 直接经济效益

全线75km粉煤灰水泥砼路面使用了2.25万t粉煤灰,为电厂节约存放粉煤灰的资金300万元,减少使用水泥1.08万t,节约工程成本228万元。每km路面节约工程成本3.04万元,直接获得经济效益7.04万元。

4 结论

篇9:粉煤灰作用的调研报告

关键词:高性能混凝土粉煤灰矿渣粉双掺原材料的作用

0引言

据统计:在正常工作条件下,混凝土结构从建成到拆除重建的周期平均为40~50年。设计年限远大于40~50年,但普通水泥混凝土结构物容易表面开裂,受到盐类腐蚀,冻融剥蚀等危害所以无法实现预计的使用寿命,公元128年Hadrin大帝时期建造的一座建筑物如古罗马万神殿、古罗马圆形剧场、古罗马加尔输水道历时100多年的波特兰水泥混凝土建筑物等沿用至今,研究表明存在一种高耐久性的混凝土,这就是高性能混凝土。

1高性能混凝土基本概念

1.1什么是高性能混凝土高性能混凝土是一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途要求,对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。为此,高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比,选用优质原材料,且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。耐久性混凝土属于高性能混凝土的范畴,国家对高性能混凝土没有定义。一般认为,高性能混凝土是高工作性、高耐久性。

1.2什么结构物是高性能混凝土根据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》,混凝土结构设计使用年限级别见表1:

2为什么现代混凝土结构不耐久

①水泥质量一过细、水化过快(C3A):②水泥用量一过多:③水灰比一过大;④混凝土早期强度一过高:⑤外加剂一过乱;⑥施工质量一较差。

3如何实现混凝土的高性能化

①增加混凝土的密实性;②增加钢筋的保护层厚度;③防止混凝土开裂:④改善粗骨料与水泥浆体间的薄弱界面和微结构:⑤阻挡和延缓各种有害物质侵入混凝土内部。

4与普通混凝土相比,高性能混凝土具有如下独特的性能

4.1高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力,但不一定具有高强度,中、低强度亦可。

4.2高性能混凝土具有良好的工作性,混凝土拌和物应具有较高的流动性,混凝土在成型过程中不分层、不离析,易充满模型;泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。

4.3高性能混凝土的使用寿命长,对于一些特护工程的特殊部位,控制结构设计的不是混凝土的强度,而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50~100年以上,是高性能混凝土应用的主要目的。

4.4高性能混凝土具有较高的体积稳定性,即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热,硬化后期具有较小的收缩变形。

5粉煤灰、矿渣粉的双掺在高性能混凝土中的作用

5.1混凝土工作性能提高混凝土拌合物的和易性,流动性提高,塌落度保持性较好。混凝土粗、细骨料形成混凝土的骨架,其间有大量的空隙,这部分空隙在不使用掺和料时由水泥颗粒来填充,尽管水泥颗粒很小,但仍有空隙。在掺入矿渣粉和粉煤灰后,由于它们的粒径与水泥颗粒粒径形成粒径梯度,颗粒之间相互填充,因此可以进一步减少细集料颗粒间的空隙,使其更加密实,并且可以使得水泥颗粒间的水分得以释放,形成自由水,提高混凝土的流动性,这是矿渣粉和粉煤灰的微集料效应。

另外粉煤灰的形态效应也使得混凝土的流动性很好,粉煤灰的矿物组成是海绵玻璃体和铝硅玻璃体微珠,这些球形玻璃体表面光滑,颗粒尺寸小,质地致密,在新拌合物中起到一定的润滑作用;矿渣粉与水泥颗粒之间及矿渣粉与矿渣粉之间接触点面积小,且矿渣粉的斥水作用使得对减水剂吸附作用也较弱,因此矿渣粉及粉煤灰的双掺可提高混凝土的流动性,和易性,减少塌落度损失。

5.2混凝土抗渗性能的提高加入矿渣粉和粉煤灰后,其微集料效应和火山灰效应使得混凝土的结构更为致密,降低了孔隙率。由于矿渣粉的细度高于粉煤灰,复合掺加后使得材料颗粒间相互填充7L隙,使各组成材料紧密堆积,进一步降低孔隙率,从而增加混凝土结构的密实度,改善混凝土的抗渗性能。

5.3降低水化热和提高混凝土强度掺入矿渣粉的混凝土的水化反应依赖于水泥水化反应产生的碱性物质的激发,生成凝胶体的速度远低于纯水泥混凝土,矿渣粉在水泥颗粒间起到分散剂的作用。而且粉煤灰在水泥水化初期不参与水化反应,而是与水泥水化产物Ca(OH)2进行二次水化,滞后于水泥水化的过程,延缓了由于水化而产生的温升。同时由于矿渣粉及粉煤灰的掺加替代了大量的水泥,进一步降低了水化热。在混凝土中加入矿渣粉和粉煤灰后,在混凝土内部的碱性环境中,矿渣粉和粉煤灰吸收水泥水化时形成的Ca(OH)2进一步水化形成C-S-H凝胶,使界面区的Ca(OH)2晶粒变小,改善了混凝土的微观结构,使水泥浆体的空隙率明显下降,强化了集料界面的粘结力,使得混凝土的物理力学性能大大提高。另外矿渣粉和粉煤灰的微集料效应,使混凝土形成了微观的自紧密结构,提高了混凝土的强度。

6耐久性的试验结果

6.1水胶比和电通量

随龄期增加,电通量逐渐降低,早期影响显著,后期减小。

同一龄期随水胶比降低,电通量降低,

56d1000~2000库仑(水胶比0.3~0.5)

56d小于1000库仑(水胶比0.3~0.4)

6.2含气量和电通量

砼中含气量增加,电通量增加不大

当电通量为1000库仑时,对应的含气量为4%左右。

6.3含泥量和电通量

含泥量增加,电通量增加

当含泥量为4%时,电通量接近1000库仑,再大满足不了要求。

6.4粉煤灰掺量和电通量

7d随粉煤灰掺量增加,电通量增加

当掺40%时,28d、56d电通量减少

当掺大于40%时,28d、56d电通量增加

因此可看出40%是拐点。

6.5粉煤灰烧失量和电通量

烧失量增加,电通量增大,28d影响大,56d影响不明显。

当烧失量为1~9%时,56d电通量<1000库仑。

6.6外加剂掺量和电通量

当掺量<1%随掺量增加,电通量在降低

当掺量>1%随掺量增加,电通量在增加。

7工程实例

杭州湾大桥.海工混凝土粉煤灰取代水泥20—40%

三峡大坝混凝土:粉煤灰取代水泥10—40%

大小洋山深水港工程混凝土:矿渣粉—粉煤灰复合掺量65%

8结束语

高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土,能最大限度地延长混凝土结构的使用年限,降低工程造价。高性能混凝土能不能经受上百年的风雨,需要历史的见证及考验。

参考文献:

[1]《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》.

[2]《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(CCES01—2004).

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