粉煤灰的燃燒過程:煤粉在爐膛中呈懸浮狀態(tài)燃燒,燃煤中的絕大部分可燃物都能在爐內(nèi)燒盡,而煤粉中的不燃物(主要為灰分)大量混雜在高溫?zé)煔庵小?a href="/tag/%E4%BE%9B%E5%BA%94" target="_blank">供應(yīng)粉煤灰生產(chǎn)這些不燃物因受到高溫作用而部分熔融。供應(yīng)粉煤灰生產(chǎn)同時由于其表面張力的作用,形成大量細小的球形顆粒。
首先,粉煤灰“填充效應(yīng)”可以改善水泥與粉煤灰組成的二元膠凝材料體系的顆粒級配,降低降凝材料的空隙率,進而使填充在水泥顆粒間的“填充水”釋放出來,改善混凝土的工作性。其次,粉煤灰中含有大量的球形玻璃體,在混凝土中起到“滾珠、軸承”潤滑效應(yīng),減少顆粒間的摩擦力,進而改善混凝土的工作性。再次,粉煤灰的活性大大低于水泥活性,可以降低混凝土坍落度損失。此外,粉煤灰對外加劑的吸附僅僅存在表面的物理吸附,優(yōu)質(zhì)粉煤灰對外加劑的吸附低于水泥,混凝土中使用優(yōu)質(zhì)粉煤灰相當(dāng)于增加外加劑用量,混凝土初始坍落度及保持能力都有提高。最后,粉煤灰的密度小于水泥,等量取代水泥后,混凝土中的漿體量增加,改善混凝土的粘聚性,提高抗離析能力,減水泌水,從而改善了混凝土的工作性能,使混凝土具有更好的流動性、密實性、勻質(zhì)性,便于混凝土的施工。 實踐應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn),質(zhì)量優(yōu)良的粉煤灰具有一定的減水作用,當(dāng)摻量50%時,需水量減小幅度很小。粉煤灰有無減水性以及減水性的大小與其質(zhì)量有很大的關(guān)系,因此應(yīng)通過試驗確定,不宜盲目偏信。
利用粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚的技術(shù)關(guān)鍵除原材料的品種、性能外,還在于:①粉煤灰與粘土、頁巖的混合均勻程度,如何使粉煤灰在粘土、頁巖中混合分布均勻;②與所要生產(chǎn)磚的規(guī)格、品種相適應(yīng)的擠出成型的工藝參數(shù)及擠出機性能;③成型坯體的密實度;④相應(yīng)的干燥、燒成及碼、搬運技術(shù)水平,在這4方面,我國在技術(shù)上還未成熟,仍需進一步研究開發(fā)和探索。從南京、鞍山、秦皇島引進的生產(chǎn)技術(shù)及裝備所建設(shè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)運作情況看也說明了這一問題。在這些生產(chǎn)線引進合同中都規(guī)定了粉煤灰重量摻入比例為50%,甚至更高,但經(jīng)生產(chǎn)實踐均沒有達到。
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(zhì)基本性質(zhì)的基礎(chǔ)上,用控制變量法的思想,設(shè)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)在供應(yīng)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(jié)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。供應(yīng)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(jié)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。
利用粉煤灰作為原料生產(chǎn)墻體材料在我國已有幾十年歷史和經(jīng)驗,先后研制和生產(chǎn)了粉煤灰泡沫混凝土制品、蒸養(yǎng)粉煤灰中型密實砌塊、小型粉煤灰空心砌塊、蒸養(yǎng)、蒸壓粉煤灰磚,蒸養(yǎng)、蒸壓加氣混凝土制品、粉煤灰燒結(jié)陶粒。 為了處理工業(yè)固體廢棄物粉煤灰、保護環(huán)境,早在20世紀(jì)50年代中后期,國內(nèi)就開展了大量利用粉煤灰的研究,首先生產(chǎn)了粉煤灰泡沫混凝土板,用于北京首都機場的機庫屋面。60年代,粉煤灰中型密實砌塊在上海市公共住宅建筑普遍應(yīng)用,在上海城市建設(shè)中發(fā)揮了重大作用。受上海啟發(fā)和影響,蘇州、無錫、常州、南京、濟南、成都、攀枝花等地相繼建設(shè)了近30條生產(chǎn)線,一直生產(chǎn)到80年代中后期,后因塊型大、塊太重、施工麻煩,而逐漸改產(chǎn)、停產(chǎn)。當(dāng)在蒸壓灰砂磚在我國開發(fā)成功,并普遍推廣后,受其啟發(fā),研究用粉煤灰和爐渣代替砂子做原料生產(chǎn)蒸養(yǎng)和蒸壓粉煤灰磚,并獲得成功,隨即在全國推廣相繼建成近40條生產(chǎn)線,因性能、價格、市場問題經(jīng)營銷售一些年以后陸續(xù)萎縮、停產(chǎn),但也有部分企業(yè)至今仍繼續(xù)生產(chǎn),并取得不錯的效益,如武漢硅酸鹽制品廠等,目前也有些新的生產(chǎn)線在建設(shè)。70年代在引進消化蒸壓加氣混凝土技術(shù)的基礎(chǔ)上,研究成功用粉煤灰代替砂子生產(chǎn)粉煤灰加氣混凝土制品,目前用粉煤灰做原料的加氣混凝土產(chǎn)品的產(chǎn)量已占全國加氣混凝土總產(chǎn)量的80 %。70年代又進行了利用粉煤灰做原料生產(chǎn)燒結(jié)陶粒的研究,在天津硅酸鹽制品廠建成了我國惟一的一條采用燒結(jié)機和燃煤粉燒結(jié)粉煤灰陶粒生產(chǎn)線,成功生產(chǎn)出粉煤灰陶粒用于天津市建筑和建筑構(gòu)件生產(chǎn),如預(yù)制混凝土大板,至90年代因城市的拓展,該廠場地改作房地產(chǎn)開發(fā)用地,而被迫停產(chǎn)。同期很多單位以粉煤灰代替部分粘土生產(chǎn)燒結(jié)實心磚和空心磚,并探索不斷提高粉煤灰摻加量,力求最大限度地利用粉煤灰。
在蒸制粉煤灰磚發(fā)展過程中,由于國內(nèi)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(yīng)溫度低、水化硅酸鹽產(chǎn)物少、結(jié)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(nèi)),在山墻、內(nèi)承重墻及窗臺下產(chǎn)生不同程度裂紋。最嚴(yán)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(nèi)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(shù)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(diào)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(diào)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(yīng)飽和蒸汽壓力應(yīng)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(jié)晶狀況,產(chǎn)生更多的托勃莫來石晶體,改善結(jié)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。