粉煤灰綜合利用的途徑以從過去的路基、填方、混凝土摻和料、土壤改造等方面的應用外,發(fā)展到目前的在水泥原料、泵送混凝土、水泥混合材、大型水利樞紐工程等高級化利用途徑。供應水泥粉煤灰按照粗細分為一級、二級、三級和粗灰,最粗的稱之粗灰。供應水泥粉煤灰分選中的原灰與粗灰的區(qū)別如下:1、原灰指收塵直接得到的粉煤灰,即沒有經過任何分選、粉磨或其它加工處理的粉煤灰。2、為了得到一級粉煤灰,將粉煤灰進行分選,分選出一級灰(比較細部分),剩余的部分就是粗灰。與原灰相比,粗灰相對比較粗。
據(jù)調查, 近幾年山西省投產的粉煤灰綜合利用項目日益增多,全省用灰企業(yè)2 000 余家,全年總產值超過100 億元, 粉煤灰綜合利用產業(yè)在全省經濟總量中已經占有一席之地。供應水泥粉煤灰綜合利用項目主要集中在建材利用方向,包括商品粉煤灰、粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、混凝土砂漿、加氣混凝土砌塊、粉煤灰磚等。水泥廠利用粉煤灰生產礦渣粉煤灰硅酸鹽水泥等各類水泥,年利用供應水泥粉煤灰約600 萬t;加氣混凝土砌塊生產企業(yè)40 余家,年利用粉煤灰約360 萬t;年生產粉煤灰燒結磚、蒸壓磚達到30 億塊,年利用粉煤灰約580 萬t;混凝土、干混砂漿等消納粉煤灰量也將近500 萬t。在新型建材領域也開展了有益探索,粉煤灰生產新型輕質復合墻板、裝飾板、保溫板等項目已取得初步成功及市場應用。
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)在供應水泥粉煤灰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。供應水泥粉煤灰(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。
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,若經過分選也有可能滿足。一般在生產時需加入一定數(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。
粉煤灰經加工達到超細狀態(tài)后,其物理性能發(fā)生改變,比表面積加大,表面能提高,表面活性增加,在水泥混凝土水化過程中的效應歸結起來可分為形態(tài)效應、活性效應和微集料效應。1、形態(tài)效應:泛指混凝土或砂漿中的供應水泥粉煤灰, 由其顆粒的外觀形貌、內部結構、表面性質、顆粒級配等物理性狀所產生的效應。供應水泥粉煤灰2、活性效應:指粉煤灰中的活性成分SiO2 和Al2O3 與水泥中的礦物質發(fā)生化學反應生成水化硅酸鈣凝膠和水化鋁酸鈣晶體的能力。這是因為粉煤灰超細粉中SiO2、Al2O3等活性成分在熟料水化產物氫氧化鈣的作用下,發(fā)生二次水化反應生成水化硅酸鈣凝膠,增強了水泥石體系的粘接,減少了混凝土內不利于耐久性的晶相含量。隨著超細粉體粒徑的降低