掺粉煤灰（精选8篇）
掺粉煤灰 篇1
1 研究掺粉煤灰混凝土的意义
随着科学技术的进步, 生产力的发展, 各种新型材料的不断涌现, 水泥混凝土因其原材料来源广、工艺简单、生产成本低, 并具有耐久、防火、适应性强、应用方便等特点, 所以在今后相当长的时期它仍将是应用最广、用量最大的建筑材料, 然而现在的混凝土不再是以前那种水泥、砂、石和水的简单拌合物, 由于减水剂等外加剂的研制成功, 以及掺合料的使用, 使混凝土的性能得到了大大的改善。在现代生产生活中, 研究粉煤灰对混凝土性能的影响对混凝土施工具有重要意义。因此, 本文通过对掺粉煤灰混凝土的配合比试验, 研究了掺用粉煤灰混凝土的性能。在混凝土中掺加粉煤灰能节约水泥用量, 改善混凝土拌合物的和易性, 减少混凝土的徐变、减少水化热、热能膨胀;提高混凝土后期强度;改善混凝土的耐久性。
2 掺粉煤灰混凝土配合比试验
2.1 粉煤灰掺用机理
由于粉煤灰固有的火山灰活性, 它能与水泥水化过程中氢氧化钙缓慢进行“二次反性”, 在表面形成火山灰质反应生成物, 与水泥硬化体结合起来, 进而增长龄期强度, 提高混凝土的抗渗性和耐久性。此外由于粉煤灰在混凝土中具有超出火山灰活性的特殊物理性能, 比如粉煤灰的减水功能、增加浆体的体积功能、调节胶凝量和胶凝过程的功能、填充浆体孔隙功能、与水泥整体的协和功能等, 使粉煤灰混凝土物理化学作用达到动态平衡, 起到了使混凝土性能改善和质量提高的作用。
2.2 原材料及性能
(1) 水:采用洁净自来水; (2) 细集料:采用河砂 (产地:漳州, 细度模数2.92, 表观密度2620㎏/m3, 堆积密度1430㎏/m3) ; (3) 粗集料:采用 (5~31.5) ㎜连续级配碎石 (产地:龙门天玉石场, 表观密度2635㎏/m3, 堆积密度1500㎏/m3, 压碎值9.6%) ; (4) 水泥:采用华润水泥润丰牌P.O42.5R (3d抗压强度25.8MPa, 抗折强度5.3MPa;28d抗压强度48.9MPa, 抗折强度7.6MPa) ; (5) 外加剂:FDN-20高效减水剂 (生产厂家:上虞吉龙化学建材有限公司, 掺量:水泥用量的2.0%) ; (6) 粉煤灰:F类Ⅱ级 (生产厂家:龙岩龙能粉煤灰综合利用有限公司, 掺量:20% (内掺) ) 。
2.3 混凝土配合比设计
混凝土配合比设计应满足结构设计要求的混凝土强度等级;满足施工要求的混凝土拌合物和易性;满足环境和使用要求的混凝土耐久性。本试验设计混凝土强度等级为C30, 试配强度为38.2MPa, 坍落度120~160㎜。采用相同的原材料, 在同等试验环境、相同试验仪器、相同试验人员的条件下, 以三个不同的水灰比进行配合比试验。不掺粉煤灰的试验作为空白试验, 掺加F类Ⅱ级粉煤灰的试验与空白试验进行比较, 以此说明掺粉煤灰混凝土的各项性能。具体配合比如表1所示。试件采用标准养护, 抗压强度采用边长为150㎜的立方体标准试件, 按《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》 (JTG E30-2005) 标准养护至7d、28d后进行测定。
2.4 试验结果分析
试验结果表明, 混凝土拌和物坍落度保持不变, 用等量法取代水泥用量, 掺20%粉煤灰后用水量减少8㎏/m3, 混凝土7d抗压强度会略有减小, 混凝土28d抗压强度则略有提高。为了对混凝土配合比试验结果进行分析, 借助Excel表线性回归法对灰 (胶) 水比与混凝土强度相关性做出分析评价, 并选定28d试配混凝土配合比的灰 (胶) 水比, 见图1、图2所示。
如图1所示, 当28d试配强度为38.2MPa时, 选取灰 (胶) 水比为2.10, 换算为水灰 (胶) 比为0.476, 即当用水量为188㎏时, 每立方米混凝土水泥用量为395㎏。当水灰 (胶) 比为0.476时, 我们可从7d灰 (胶) 水比与抗压强度关系中求出强度为32.1MPa。
如图2所示, 当28d试配强度为38.2MPa时, 选取灰 (胶) 水比为2.16, 换算为水灰 (胶) 比为0.463, 即当用水量为180㎏时, 每立方米混凝土用灰量为388㎏ (其中水泥用量310、粉煤灰用量77.6) ;当水灰 (胶) 比为0.463, 我们可从7d灰 (胶) 水比与抗压强度关系中求出强度为30.6MPa。
试验表明, 相同原材料, 相同混凝土拌合物稠度, 在满足28d试配抗压强度 (38.2MPa) 条件下, 每立方米混凝土中, 粉煤灰可取代水泥用量85㎏。
3 结论
通过试验表明, 粉煤灰能改善水泥混凝土拌合物的和易性, 并使其28d龄期强度增加。而且, 目前1吨P.O42.5水泥市价在410元左右, 1吨Ⅱ级粉煤灰才180元, 测算每立方米混凝土可节约成本约20元。利用粉煤灰可降低工程造价, 粉煤灰混凝土具有明显的技术经济效益。
粉煤灰是当前我国最大宗的工业废料之一, 对产煤大国的中国而言, 科学的分析粉煤灰的特性, 正确认识粉煤灰在混凝土中的作用, 并且努力探索, 更好的利用, 有着重要的现实意义。
摘要：通过使用相同混凝土拌合物稠度、不同用灰量的混凝土配合比设计, 对掺用粉煤灰的混凝土配合比设计试验结果进行比较分析。结果表明, 掺用粉煤灰后能有效减少混凝土水泥用量, 改善混凝土拌和物的和易性, 提高混凝土的后期强度。
关键词：掺粉煤灰,混凝土,性能
掺粉煤灰 篇2
吉林亚泰水泥有限公司自1993年6月投产以来,一直采用传统的三组分配料方案进行生产.7月份公司开始研究利用湿粉煤灰替代粘土及用石灰石、铁矿石、硅石配料生产.4月份又开始用镍渣替代铁矿石配料,降低硅石的.掺加量,经过多次工业性试验,熟料质量有了一定的提高,磨损得到了降低,有利于操作和质量控制.在现代化的窑外分解窑及大型中卸烘干磨上,采用湿粉煤灰、镍渣替代粘土、铁矿石配料,利用工业废渣做混合材双掺生产出的高掺量工业废渣的P・C32.5R复合硅酸盐水泥、P・O32.5R普通硅酸盐水泥及P・O42.5R以上品种的水泥取得了成功,工业废渣掺量P・C32.5R为40.3%,P・O32.5R为34.3%.产品质量经国家水泥质量监督检验中心检验各项理化指标达到或超过了国家标准(GB175-)(GB12958-1999)的要求.
作 者：刘玉峰 朱小东 作者单位：刘玉峰(吉林亚泰水泥有限公司,长春,双阳,130617)
朱小东(吉林省建筑材料工业设计研究院,长春,130062)
掺粉煤灰 篇3
关键词：粉煤灰掺量,抗压强度,劈裂强度
二灰稳定粒料和水泥稳定粒料作为半刚性基层材料以其多方面优良的性能和低廉的成本,在我国公路建设中已经得到广泛应用,但在使用过程中也发现了很多不足。而水泥粉煤灰稳定粒料由于具有良好的抗裂性能及应用前景。
随着交通量的迅速增加和重载交通的日益增多,人们对基层材料的力学性能提出更高的要求。因此本文对水泥粉煤灰稳定砂砾的强度特性进行了研究,着重研究了粉煤灰掺量对水泥粉煤灰稳定砂砾强度特性的影响。
1 反应机理
掺粉煤灰的水泥稳定碎石的强度形成机理是:粒料的组成原则是密实集料,以粉煤灰水泥反应生成的胶结物填充其空隙而成。它的强度形成首先是水泥水化反应生成C-S-H等胶凝物及大量的Ca(OH)2易溶于水,离析出Ca2+和OH-,在水泥水化产生的碱性环境中,粉煤灰也大大加快其自身的水化反应,产生了较多的C-S-H和C-A-H等胶凝物,随着混合料在一定温度和湿度条件下,水分通过各种毛细孔使Ca(OH)2继续溶解,火山灰反应继续发生,两种水化反应交替进行,而且相辅相成相互制约,混合料中的凝胶物数量有所增加。另外在粉煤灰中,一部分玻璃微珠和富铁微珠尚未参加反应,而是分布在混合料中,它们和各种胶凝物一样填充了集料之间的空隙,使结构整体更加紧密。反应如下:
2(3CaO·SiO2)+5.5H2O→3CaO·2SiO2·2.5H2O+3Ca(OH)2 (1)
2(3CaO·SiO2)+5.5H2O→3CaO·2SiO2·4H2O+3Ca(OH)2 (2)
xCa(OH)2+SiO2+(n-1)H2O→xCaO·SiO2·nH2O (3)
xCa(OH)2+Al2O3+(n-1)H2O→xCaO·Al2O3·nH2O (4)
从上面方程式中可以看到,两种水化反应交替产生大量的胶凝物保证了该种混合料后期强度的发展,并且由于一定剂量水泥的存在,满足了基层早期强度的要求。其中,x表示1或2,式(1),式(2)是水泥水化产生Ca(OH)2,式(3),式(4)是粉煤灰玻璃体与Ca(OH)2发生火山灰反应。由于水泥水化初期产生的Ca(OH)2晶体较纯且易溶于水离解出大量的Ca2+和OH-,使粉煤灰水化加快,同时水泥产生C-S-H和C-A-H。随着混合料在一定温度和湿度条件下养生时间的增长,水分通过各种毛细孔供给,Ca(OH)2继续溶解,含有Ca2+和OH-的溶液通过粉煤灰表面水化胶凝物间的缝隙向里渗透,使火山灰反应继续进行。
2 配合比设计
由于水泥粉煤灰稳定砂砾作为一种新型基层材料,没有统一的配合比方法,因此本研究在进行配合比设计时采用了二灰碎石的配合比方式,水泥∶粉煤灰∶集料=4∶4∶92或4∶8∶88,即水泥+粉煤灰+集料=100,试验配合比见表1。集料级配采用规范中二灰碎石的级配中值,压实度为96%。
%
3 试验结果分析
按表1所列配合比,本文对水泥粉煤灰稳定砂砾的7 d,180 d抗压强度,180 d劈裂强度进行了研究,试验结果见表2。
3.1 粉煤灰掺量对混合料7 d抗压强度的影响
试验结果表明,水泥粉煤灰稳定砂砾早期强度与粉煤灰掺量关系密切,与水泥稳定砂砾SF0相比,当粉煤灰掺量为4%时,7 d强度提高62%,粉煤灰掺量为6%和8%时,分别提高51%和24%。这是因为水泥粉煤灰稳定砂砾材料强度主要由骨料与骨料间嵌挤作用、水泥水化产物以及水泥与骨料间作用所决定。一旦其级配选定其强度就主要决定于水泥水化产物。粉煤灰掺入后,早期不但水泥水化产生大量水化产物,而且发生了火山灰反应,同时粉煤灰的填隙作用得到发挥,有效提高混合料的早期强度。
粉煤灰用量与7 d抗压强度的关系通过图1可以清楚看出,如果水泥剂量为4%,当粉煤灰掺量小于4%时,混合料强度随着粉煤灰掺量的增加而增加,当粉煤灰掺量超过4%时,强度又逐渐下降。这主要是因为粉煤灰掺量过多时,破坏了混合料的骨架结构,减弱了骨料的嵌挤作用,同时水泥水化产生的高碱型水化硅酸钙凝胶及Ca(OH)2晶体有限,过量的粉煤灰并不能与其发生反应,从而导致强度下降。
3.2粉煤灰掺量对混合料后期抗压强度的影响
粉煤灰的掺入使混合料后期强度得到很大程度的提高,粉煤灰掺量为4%,6%和8%时,与水泥稳定砂砾SF0相比,180 d强度分别提高了39%,58%和54%,原因就在于随着水泥水化产生的碱性物质越来越多,粉煤灰的火山灰效应得以发挥,从而改善了水泥水化物的质量,消耗了晶体相,细化了毛细孔径,部分未参加反应的粉煤灰作为细颗粒填料可以提高致密度,减小孔隙率,提高后期强度。
从图2可以看出,混合料后期强度与粉煤灰掺量成抛物线关系,即粉煤灰掺量为6%左右时,后期强度最大,粉煤灰掺量为4%和8%时又有所降低,这是因为粉煤灰用量过少,水泥水化产生的碱性物质不能完全发生火山灰反应,粉煤灰过多则破坏了混合料的骨架结构,形成悬浮结构,两者都会导致混合料强度降低。
3.3粉煤灰掺量对混合料劈裂强度的影响
从表2中可以看出,水泥稳定砂砾SF0的180 d劈裂强度为0.46 MPa,当粉煤灰掺量为4%,6%和8%时,水泥粉煤灰稳定砂砾的劈裂强度分别是水泥稳定砂砾的1.5倍,1.8倍和1.7倍可见,粉煤灰的掺入,增加了混合料的抗压强度,尤其是显著增加了混合料的劈裂强度,从而提高了基层材料的抗拉性能。
4结语
1)水泥剂量均为4%时,水泥粉煤灰稳定砂砾7 d,180 d抗压强度和劈裂强度都远远高于水泥稳定砂砾。2)粉煤灰掺量为4%时,7 d抗压强度最大;粉煤灰掺量为6%时,180 d抗压强度和劈裂强度最大。3)水泥剂量均为4%,粉煤灰掺量为4%～6%时混合料具有最优的强度特性。
参考文献
[1]沙爱民.半刚性路面材料结构与性能[M].北京:人民交通出版社,1998.
[2]JTJ 034-2000,公路基层施工技术规范[S].
掺粉煤灰 篇4
1 粉煤灰水泥简介
粉煤灰水泥为我国主要水泥品种之一。它和硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥并称为我国六大水泥。根据1999年12月1日颁布实施的我国新的水泥标准, 粉煤灰硅酸盐水泥的技术标准和国际接轨。该标准规定, 粉煤灰硅酸盐水泥的定义代号是:“凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥 (简称粉煤灰水泥) , 代号P·F。水泥中粉煤灰掺量按质量百分比计为20%～40%。”粉煤灰水泥等级分:32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5。粉煤灰的化学成分主要是二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙和未燃的炭。
表1为我国部分电厂的粉煤灰化学成分:
在光学显微镜和电子显微镜下可以看到, 粉煤灰是由结晶体、玻璃体以及少量未燃炭组成。在结晶体中, 有石英、莫来石;在玻璃体中, 有光滑的球形玻璃体粒子, 有形状不规则的小颗粒 (孔隙少) , 有疏松多孔的形状不规则的玻璃球, 另外还有赤铁矿 (Fe2O3) 和磁铁矿 (Fe3O4) , 还有疏松多孔的未燃炭粒。
粉煤灰中的石英含量可波动在3-20%;莫来石5-30%;Fe2O3+Fe3O4 1-6%, 玻璃体50-80%。玻璃体中含SiO2/Al2O3=2-9%。
粉煤灰的活性主要来自低铁玻璃体, 其含量高, 则活性高;石英、莫来石、赤铁矿、磁铁矿不具活性, 这些矿物含量多时, 粉煤灰的活性下降。另外, 粉煤灰的颗粒形状及大小, 对粉煤灰的活性也有较大影响。不规则的多孔玻璃体含量多, 粉煤灰的标稠需水量增高, 活性下降。未燃炭粒增多, 需水量增多, 由其制成的粉煤灰水泥的强度也低。粉煤灰中含有5-45 μm的颗粒愈多, 活性愈高;含有80 μm以上的颗粒愈多, 活性愈低。
粉煤灰硅酸盐水泥的生产与普通水泥基本相同。粉煤灰的掺加量通常与水泥熟料的质量、粉煤灰的活性和要求生产的水泥标号等因素有关, 主要由强度试验结果来决定。粉煤灰的早期活性很低, 因此, 粉煤灰水泥的强度 (尤其是早期强度) 随粉煤灰的掺加量而下降。
2 粉煤灰掺量实验研究
随着各项建设对水泥混凝土工程质量要求的提高以及能源和矿产资源的日益短缺, 我国水泥工业必须向生产高性能水泥方向发展。生产高性能水泥的一条重要途径就是使用性能调节型辅助性凝胶材料与高凝胶性水泥熟料进行复合。然而, 高胶凝性水泥熟料和大掺量辅助性凝胶材料复合而成的高性能水泥的水化肯定与现在常用的水泥不同。通过实验, 研究了大掺量粉煤灰对水泥早期水化和浆体孔结构的影响, 这次主要针对粉煤灰掺量在0～40%之间水泥性能的研究。
2.1 实验所用原材料组分
实验所用主要原材料的化学组成见表1。
2.2 实验方法
将粉煤灰按不同掺加量加入相同标号的水泥熟料中混磨后测试各试件的物理性能。
按GB1346-2001进行水泥标准稠度需水量、凝结时间、安定性测定。水泥净浆试件尺寸为210×185×6 mm, 在20±2 ℃恒温室中, 养护到规定龄期测试其力学性能后, 用无水乙醇中止水化, 进行SEM观察和孔结构测试。在20 ℃水中养护至规定龄期进行测试。湿气养护箱温度20±1 ℃, 相对湿度≥90%, 养护水温度20±1 ℃。实验室温、温度及养护水温度工作期间至少每天记录一次, 湿气养护箱温、湿度至少每4小时记录一次。水泥净浆实验原材料:水泥450±2 g, ISO标准砂1350±5 g, 水225±1 g。
3.3 粉煤灰对水泥标稠需水量和凝结时间的影响
粉煤灰对水泥细度、比表面积、凝结时间的影响见表3。由表3可知:掺入粉煤灰后, 水泥的细度和表面积升高, 凝结时间相应增长, 并且随着粉煤灰掺量的增加而增加, 这是因为粉煤灰的水化活性远比水泥熟料低。
3.4 粉煤灰对水泥浆体力学性能的影响
粉煤灰掺量对水泥浆体各龄期强度的影响见图1。从图1可以看出:随着粉煤灰掺量的增加, 水泥-粉煤灰体系的3、7 d强度呈线性下降, 28 d强度则呈二次函数形式下降。粉煤灰替代部分水泥后, 体系中水泥熟料矿物比例减少, 控制水泥水化速度的有效水灰比相对增大, 溶液中Ca2+浓度降低, 水泥-粉煤灰体系中总的水化速度减慢, 生成水化产物颗粒之间连接不够紧密, 相应的降低了早期强度。到28 d时, 由于粉煤灰的火山灰反应的进行以及粉煤灰颗粒的填充效应的发挥, 使浆体的结构趋于致密, 水化产物之间的相互交叉、连接程度趋好, 粉煤灰适当的掺量对其强度的影响很小。
3.5 粉煤灰对水泥浆体的微观结构和水化产物形貌的影响
水化3 d的基准样和掺有40%粉煤灰的水泥试样的SEM照片见图2。由图2可以看出:基准样水化3 d时, 熟料矿物表面已经形成部分水化产物, 但未水化的熟料矿物仍然很多, 且水化产物之间存在较大的孔隙。掺有40%粉煤灰的水泥中熟料矿物水化比较充分, 但大量球形粉煤灰颗粒表面仍然光滑, 未发生任何水化反应, 粉煤灰颗粒与周围浆体的界面清晰可见。其原因为:在水泥粉煤灰系统中, 粉煤灰颗粒不但提供了大量的可为二次水化沉析的表面, 而且还可以使熟料矿物的水化产物直接在其表面沉积, 对水化产物有相当大的疏散作用, 增加了熟料矿物的水化速度, 而且, 随着粉煤灰掺量的增加, 熟料矿物的水化速率相应增大, 但整个体系的水化速率降低。
3.6 粉煤灰对水泥浆体孔结构的影响
水化3 d的试样T1、试样T2、试样T3、试样T4的孔结构测试见表4。从表4中可以看出:掺有40%粉煤灰的水泥浆体的比孔容最大, 而掺有20%粉煤灰的水泥浆体的总比表面积最大。
粉煤灰的掺入显著改善了水泥浆体的孔隙结构, 使得大孔减少而微孔增加。随着粉煤灰掺量的增加, 小于10 nm的凝胶孔明显增多, 且当粉煤灰掺量为30%时最多。孔径在10-50 nm之间的小毛细孔也明显增多, 且当粉煤灰掺量为20%时最多。
粉煤灰对水泥浆体孔结构的改善是由于粉煤灰的密实效应作用的结果。在早期, 大量细小的粉煤灰颗粒填充在熟料矿物的水化产物孔隙中, 将原来的大孔分割为很多细小且互不连通的小孔, 使硬化浆体的密实度提高。
3 结论
由于粉煤灰的水化活性远比水泥熟料低, 所以水泥中掺入粉煤灰后会降低体系的水化活性, 从而使粉煤灰水泥的细度和表面积升高, 凝结时间相应延长, 早期强度普遍偏低。粉煤灰替代部分水泥后, 体系中水泥熟料矿物比例减少, 控制水泥水化速度的有效水灰比相对增大, 溶液中Ca2+浓度降低, 水泥-粉煤灰体系中总的水化速度减慢, 生成水化产物颗粒之间连接不够紧密, 相应地降低了早期强度。到28 d时, 由于粉煤灰的火山灰反应的进行以及粉煤灰颗粒的填充效应的发挥, 使浆体的结构趋于致密, 水化产物之间的相互交叉、连接程度趋好, 粉煤灰适当的掺量对其强度的影响很小。由于粉煤灰的密实效应的作用, 粉煤灰能够有效地改善硬化水泥浆体的孔隙结构, 并且随着粉煤灰掺量的增加, 浆体中大孔减少, 微孔增加。
参考文献
[1]王复生, 杜瑞臣, 孙瑞莲, 等.粉煤灰活性激发方法探讨.硅酸盐学报, 2001, 18 (9) :21-22.
[2]杨锡武.粉煤灰对水泥水化的影响.国外公路, 1993, 3 (4) :49-53.
[3]贺鸿珠.掺粉煤灰水泥基材料水化机理及性能的电化学研究.上海:同济大学, 2001:42.
浅谈混凝土掺加粉煤灰降低成本 篇5
1.1 配合比技术指标。
1.1.1 施工部位:桥梁下部结构(桩基、承台、系梁)等C25砼结构物。
1.1.2 坍落度要求:桩基180-220mm,承台系梁采用80-100mm坍落度。
1.1.3 试配强度:fcu,o≥fcu,k+1.645δ=25+1.645*5=33.2MPa。根据规范,混凝土强度标准差取5.0MPa。
1.2 原材料质量情况。
1.2.1 水泥:P.0 32.5级水泥,质量符合GB175-99要求。
1.2.2 黄砂:选用中粗砂。MX=2.3-3.0之间。其它指标均符合GB14684-2001和JTJ041-2000要求。
1.2.3 碎石:选项用5-31.5mm(连续级配),其它指标均符合GB14684-2001和JTJ041-2000要求。
1.2.4 粉煤灰:选用Ⅱ粉煤灰,其它指标均符合GB14684-2001要求。
1.2.5 减水剂:选用南京凯迪建材厂生产的凯迪牌FDN-4缓凝减水剂。减水率为15%。
1.3 配合比设计过程。
1.3.1 计算桩基混凝土基准配合比。
(1)根据公式fcu,0=25+1.645*5=33.2MPa。其中5为强度标准差,根据经验所得。
(3)据施工稠度要求取用水量226kg/t,PDN-4缓凝减水剂减水率为15%。则用水量为W=226*(1-0.15%)=192kg。
(4)计算单位水泥用量:Cco=192/0.49=392。
(5)选用砂率,根据配合比设计要求,及施工要求选用Ps=42%。
(6)采用体积法计算砂石用量:
(7)根据坍落度要求FDN-4缓凝减水剂掺量为水泥用量的0.7%。按基准水灰比0.49+0.03,砂率不变。
经监理组及中心试验室负检后,最后确定水灰比为0.49,水泥用量为392kg/m3的配合比。
1.3.2 通过以上步骤并计算承台三个配合。
经监理组及中心试验室负检后,最后确定水灰比为0.49,水泥用量为392kg/m3的配合比。
1.3.3 为降低成本,拟在桩基和承台配合比中掺入粉煤灰。
按照超量取代法,掺加15%的粉煤灰取代水泥,超量系数为1.3,以水灰比0.49的B组配合比为基准,计算如下:
粉煤灰用量:392*15%*1.3=76kg。则捅粉煤灰后水泥用量为392-392*15%=333kg/m3。
超量部分粉煤灰取代同等数量的黄砂则黄砂MS0=751-(76-392*15%)=734kg/m3。
1.3.4 通过上述计算方法,分别以A、B、C三个配合比为基准,用水量和减水剂掺量不变,碎石不变,计算出三个掺粉煤灰的配合比。
经监理组及中心试验室负检后,最后确定水胶比为0.47,B/组配合比。
1.3.5 以D、E、F三个配合比为基准,用同样的方法计算出三掺入粉煤灰承台配合比。
经监理组及中心试验室负检后,最后确定水胶比为0.47,E/组配合比。
2 掺入粉煤灰后经济成本分析
2.1 桩基混凝土成本分析如下:
2.2 丽龙高速公路大沙连接线二标桩基混凝土约10000方左右。就桩基这一项节约成本,1万*15.39=15.39万元。
2.3 承台混凝土配合比成本分析如是下:
2.4 丽龙高速公路大沙连接线二标桩基承台混凝土约0.5万方左右。就承台这一项节约成本,0.5万*15.58=7.79万元。
2.5 两项合计节约成本:15.39+7.79=23.18万元。
3 小结
掺粉煤灰 篇6
混凝土面板是大坝防渗体的重要组成部分。它的特点是长而薄, 在施工期主要产生温度应力和混凝土干缩应力, 在运行期主要承受水荷载和坝体不均匀沉陷引起的弯矩作用。此外, 面板混凝土受周围介质如水、大气、温度冲击和干湿循环作用, 易产生危害性裂缝, 而危害性裂缝则是影响混凝土面板堆石坝耐久性和安全性的主要因素[1]。因此面板混凝土不仅要有一定的强度, 还要具有适应较大变形的能力、较低的干缩率和较高的抗渗抗冻性能, 以抵抗干湿、冷热、冻融、碳化及钢筋锈蚀等的破坏作用。提高混凝土自身抗裂能力, 主要是提高其抗拉强度和极限拉伸值, 方法有:尽量使用高强度等级硅酸盐或者普通硅酸盐水泥;使用含泥量和吸水率小的砂石骨料;掺加优质粉煤灰;使用高效减水剂和引气剂, 以尽量减小水灰比和用水量[2]。目前水工结构中常态混凝土的粉煤灰掺量虽然有所提高, 但是取代水泥的比例仍较小, 这与过去采用的减水剂品种有直接关系。常用的萘系高效减水剂使混凝土坍落度损失较快, 减水效率也有限, 不能满足高性能混凝土的要求[3]。近年来, 随着聚羧酸系高效减水剂越来越多地被工程界所认识, 这类减水剂的使用使高掺粉煤灰混凝土得以在工程中应用。但是, 高掺粉煤灰混凝土的耐久性并不如想像的那么理想, 必须进行深入系统的研究[4]。针对面板混凝土的薄层结构和受力特点, 本文采用新一代GTA高性能聚羧酸系减水剂, 对高掺粉煤灰面板混凝土的设计与高性能化进行了研究, 为高掺粉煤灰面板混凝土的工程应用提供一定的参考。
1 原料及配合比
1.1 原材料
水泥:贵州产P·O 42.5水泥, 各项性能指标符合GB175《普通硅酸盐水泥》的要求。其中水泥熟料的矿物成分见表1。
%
由表1可知:C2S、C4AF含量高, 水泥水化热低, 干燥收缩小, 后期强度高, 对混凝土抗裂非常有利。
粉煤灰:贵州某电厂生产, 品质检测结果见表2。
由表2可见:粉煤灰各项指标均达到DL/T5055-1996《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》中Ⅱ级粉煤灰的要求。
细骨料:董箐水电站料场人工砂, 表观密度2680kg/m3, 含水率0.74%, 细度模数2.98, 属中砂, 紧密堆积密度1930kg/m3, 级配良好。
粗骨料:采用石子的级配为中石:小石=55:45, 最大粒径为40mm。堆积密度为1482kg/m3, 空隙率为45.1%。
砂石骨料的各项性能基本能满足DL/T5144-2001《水工混凝土施工规范》的要求。
化学外加剂:选用山西生产的HJUNF-2H萘系减水剂和HJAE-A引气剂, 以及由贵州某公司生产的GTA高性能聚羧酸系减水剂, 品质检测结果见表3。
由表3可见:选用的减水剂和引气剂性能符合GB8076-1997《混凝土外加剂》一等品的要求。
1.2 配合比
董箐坝面板混凝土技术要求见表4。
面板混凝土设计配合比见表5。表5中, 编号M-1表示掺萘系减水剂的混凝土;而掺GTA高性能减水剂3.4%和3.6%的混凝土编号分别为M-2、M-3。掺GTA后混凝土的水胶比由0.42降至0.33~0.30, 且粉煤灰的掺量从25%增加到50%~60%。
2 试验结果与分析
2.1 坍落度及其损失
新拌混凝土的坍落度及其损失试验结果见表6。
由表6可见, 掺萘系减水剂混凝土在水胶比为0.42时, 新拌混凝土M-1的坍落度仅为60mm, 2h坍落度损失率为42%。而采用GTA高性能减水剂, 在粉煤灰掺量较大且水胶比只有0.33~0.30时, 新拌混凝土坍落度损失仅19~19.3mm, 损失率大幅降低, 仅为10%~12%。这是因为GTA高性能减水剂除了具有传统减水剂所起的作用之外, 还具有独特的空间位阻作用, 这种作用不因时间延长而弱化, 使其对水泥颗粒的分散作用更为持久, 从而减小坍落度损失。另外, 用捣棒轻敲M-2、M-3混凝土锥体侧面, 发现锥体逐渐下沉, 底部无稀浆析出, 说明此类新拌混凝土既具有良好的流动性, 又具有良好的粘聚性和保水性。
2.2 力学性能
面板混凝土的力学性能按照DL/T5150-2001《水工混凝土试验规程》进行, 试验结果见表7。
由表7可以看出:三种混凝土均满足C30强度等级要求。采用GTA高性能减水剂的M-2、M-3两种混凝土尽管粉煤灰掺量较M-1增加了1~1.5倍, 但早期强度没有明显降低, 且后期强度的发展均略优于萘系混凝土 (M-1) ;混凝土28d的极限拉伸率在粉煤灰掺量为50%和60%时, 仍然可以达到100×10-6的设计要求, 而M-1混凝土的极限拉伸率却不能满足设计要求。这是由于高掺粉煤灰混凝土, 通过GTA高性能减水剂降低了水胶比, 因此增强了粉煤灰颗粒的填充效应和微集料效应, 虽然早期仅有少量粉煤灰参与活性反应, 但混凝土的早期强度仍然可以保持;后期由于水化产物不断填实孔 (空) 隙, 强度随时间延长而逐渐提高, 因此能保证混凝土后期强度增长率。另外, 掺加粉煤灰可减少界面过渡区的内泌水和孔隙, 细化并减少Ca (OH) 2晶体, 减少界面过渡区厚度和混凝土的原生微裂缝, 提高水泥和骨料的粘结能力, 因此混凝土的极限拉伸值有所增加。
2.3 抗冻性能
面板混凝土抗冻试验按照DL/T5150-2001《水工混凝土试验规程》进行, 结果见表8。
表6中M-2、M-3混凝土的含气量虽较M-1混凝土的低, 但表8的抗冻试验结果表明三种混凝土均大于F100的要求。由于掺GTA高性能减水剂后不用掺引气剂就能满足设计要求, 因此掺GTA的混凝土较掺萘系减水剂混凝土的抗冻性能表现更好。且掺GTA的混凝土随着龄期增长, 例如60d时, 其抗冻性能较28d时表现更好。
2.4 抗渗性能
面板混凝土抗渗试验按照DL/T5150-2001《水工混凝土试验规程》进行, 试验结果见表9。
表9的试验结果表明:三种不同配合比的混凝土均能满足抗渗W12的要求, 而且采用GTA高性能减水剂后, 抗渗性能优势明显, 达到W18的抗渗等级。说明高掺量粉煤灰辅以GTA高性能减水剂后, 可大幅度减少拌合用水量, 降低混凝土的水胶比, 减少水泥石的孔隙率, 使混凝土的密实度提高, 因而有利于提高混凝土的抗渗性。
注:表中M-2、M-3代表28d龄期, M-2′和M-3′代表60d龄期。
3 结论
(1) 当粉煤灰掺量为50%、60%时, 利用GTA高性能减水剂可使混凝土的水胶比降低至0.33~0.30, 所制备的面板用混凝土具有良好的流动性和突出的保坍效果, 加水2h后其保坍率较萘系提高了近30%。
(2) 利用GTA制备的高掺粉煤灰面板混凝土的早期强度没有明显降低, 且因为粉煤灰的火山灰效应, 使其后期强度的增长率优于掺萘系减水剂混凝土。
(3) 利用GTA制备的高掺粉煤灰面板混凝土的极限拉伸率较掺萘系减水剂混凝土提高约14%, 使高掺粉煤灰混凝土具有较好的抗裂性, 因此, GTA高性能减水剂更适宜用于面板混凝土。
(4) 在粉煤灰掺量大幅增加的情况下, GTA的参与降低了水胶比, 有效改善了混凝土的孔结构, 使混凝土的抗渗和抗冻性能均能满足设计要求。而且随着龄期的增长, 高掺粉煤灰混凝土的抗冻耐久性表现更加突出, 可满足高掺粉煤灰面板混凝土的耐久性设计要求。
摘要：针对面板混凝土需要简化温控、提高抗裂和耐久性的要求, 提出高掺粉煤灰与掺入GTA高性能减水剂共同作用的混凝土制备方法, 并进行了混凝土强度、极限拉伸值、抗渗性和抗冻性的试验研究。结果表明, 在高掺粉煤灰时, GTA高性能减水剂的应用提高了面板混凝土的抗裂性, 其中极限拉伸值提高了14%。同时, 混凝土抗冻性可大于F100, 抗渗性提高到W18, 表明高掺粉煤灰面板混凝土的耐久性能够满足设计需要。
关键词：高掺粉煤灰,高性能减水剂,面板混凝土,耐久性
参考文献
[1]何真, 罗谦, 梁文泉, 何金荣, 韦华.面板混凝土补偿收缩与纤维增强的阻裂试验研究[J].混凝土, 2006 (5) :50-53.
[2]陈胜宏.水工建筑物[M].北京:中国水利水电出版社, 2004:341-342.
[3]冯乃谦.高性能混凝土[M].北京:中国建筑工业出版社, 1996.
掺粉煤灰 篇7
粉煤灰(Fly ash)是火力发电厂的煤在燃烧后的副产品。我国2000年粉煤灰排放量为1.6亿t[1],而2010年已经超过3亿t。可以看出,粉煤灰的总排放量增加之迅速,给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力,对其科学有效地利用,变废为宝,是非常有意义的。国内外学者一直致力于对粉煤灰利用的研究,其中粉煤灰混凝土是很有发展潜力的一个方向。
混凝土的碳化是指大气中的CO2渗透到混凝土内部的孔隙中,而后溶解于毛细孔中的水分,与水泥水化过程中所产生的水化硅酸钙和氢氧化钙等水化产物相互作用,生成碳酸钙等产物的过程。混凝土碳化不仅会加大不可逆收缩[2],导致混凝土开裂,同时会使孔隙中液相的pH值降低,当混凝土碳化厚度达到钢筋表面时,就要破坏在高碱环境中钢筋表面产生的钝化膜保护层,使钢筋产生锈蚀[3]。
目前,全球大气中二氧化碳浓度约为0.035%,预测到2090年达到0.1%, 因此,混凝土碳化是一个不可忽视的问题[4]。
粉煤灰在混凝土中的应用,一方面可以大幅降低混凝土的成本,另一方面也可以改善混凝土的各种性能,提高混凝土的性价比。尤其是优质粉煤灰的使用,不仅可以改善新拌混凝土的工作性,还可以提高混凝土的某些长期性能。但是,由于粉煤灰的二次水化作用将消耗水泥熟料水化产生的氢氧化钙[Ca(OH)2],降低混凝土内部溶液的碱度,加速混凝土的碳化速率,对钢筋混凝土耐久性造成不利影响 。
因此,本文主要研究在快速碳化条件下粉煤灰不同掺量、水胶比及养护龄期对混凝土碳化的影响。旨在对自然条件下混凝土的碳化提供参考依据。
1 试 验
1.1 试验材料
(1)水泥。
宁夏“赛马”P.O 42. 5水泥,其主要性能见表1,混凝土配合比见表2。
(2)粉煤灰。
采用Ⅰ级粉煤灰,宁夏大坝电厂生产。
(3)砂料。
宁夏中砂,细度模数2.8,砂率为38%。
(4)石料。
宁夏银川镇北堡碎石,粒径5～10 mm占45%,10～20 mm占55%。
(5)减水剂。
宁夏NF-5A。
(6)引气剂。
按1%配成溶液。
试验仪器包括:碳化箱;气体分析仪;CO2供气装置(包括气瓶、压力表及流量计);万能压力机等。
注:减水剂掺量均为1.0%。
1.2 快速碳化试验简介
碳化试验采用10 cm×10 cm×40 cm的棱柱体混凝土试件,以3块为1组。碳化试验的试件采用标准养护[温度20(±2)℃,湿度大于95%],分别养护至3、14、28 d。从标准养护室取出然后在60(±2) ℃温度下烘48 h。最后移入温度20(±2) ℃、湿度70%(±5%)、CO2浓度20%(±3%)的密闭碳化箱中放置。碳化至3、7、14和28 d时,取出试件,将棱柱体试件在压力试验机上用劈裂法从一端开始破型,碳化试验参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GBJ82-1985)进行。
1.3 试验结果
试验结果如表3所示。
注:标准养护龄期A类编号为3 d,B类编号为14 d,C类编号为28 d。
2 试验结果分析
2.1 碳化深度与标准养护龄期的关系
混凝土的碳化深度与碳化龄期之间的关系可用幂函数D=α Tβ来进行曲线回归分析。其中D表示混凝土碳化深度,mm;T为碳化龄期,d;α表示混凝土早期碳化性能影响系数(α越大,表示混凝土越易被碳化);β表示混凝土后期碳化速率影响系数(β越大,表示混凝土碳化速率越快)。将表3的试验结果进行回归分析,结果见表4。
由表3试验数据可知,当混凝土标准养护3 d,即养护不充分时,60%掺量粉煤灰的混凝土碳化增长速度较低掺量粉煤灰的混凝土碳化增长速度快,尤其是7～28 d之间,碳化增长速度非常之快。在碳化的28 d时,碳化深度就已经达到了24.8 mm,而钢筋混凝土的保护层厚度一般为30 mm,可见其几乎达到了混凝土的保护层厚度,极易引起钢筋锈蚀,造成混凝土的耐久性及其结构遭到破坏。
由表4曲线回归方程结果分析,随着粉煤灰掺量的增大,β值逐渐增大,即粉煤灰掺量越大,混凝土后期碳化增长速率越快。
由表3及表4可知,当混凝土养护不充分时,随着碳化时间的推移,混凝土碳化越严重。大掺量粉煤灰混凝土碳化发展极其迅速,其抗碳化能力很弱。主要原因是,混凝土养护不充分时,水泥水化不完全,初始的孔多且大[5],混凝土内部结构的密实度不高,表面组织疏松,CO2就可轻易地向内侵入,碳化就快。虽然后期火山灰反应生成的C-S-H凝胶等产物有利于细化孔结构,但因早期养护不充分造成的大孔很难被填充,高浓度CO2进入的通道依然通畅[6],随着碳化龄期的增长,混凝土中Ca(OH)2含量越低,粉煤灰混凝土就越易被碳化,碳化发展迅速。
混凝土标准养护14、28 d时(即养护较充分时),较养护3 d相比(养护不充分),其碳化深度明显降低。其中标准养护28 d碳化深度降低最显著,其早期碳化性能影响系数α值明显减小,即养护越充分,粉煤灰混凝土早期抗碳化性越好(表5、6)。
当标准养护28 d时,碳化深度发展最缓慢的是不掺粉煤灰的C1试验组,碳化深度最大的为60%掺量粉煤灰的C5试验组。不掺粉煤灰的C1组在试验初期的3～7 d,其碳化深度为0,碳化深度没有变化,在28 d时,可以看到,碳化深度有了些微的变化,但碳化深度仍不是很明显。
当养护龄期为28 d时,随着粉煤灰掺量的增大,α值逐渐增大,早期抗碳化性越差,但是,到了后期,β值逐渐减小,其碳化增长速率较慢。粉煤灰掺量越小,早期抗碳化性越好,但到了后期,其碳化增长速率较快。
当混凝土养护较充分时,水化过程进行得比较充分,内部结构形成得比较致密,则其阻止CO2向内扩散及碳化反应的能力就强,混凝土的抗碳化能力得到提高。
由分析可知,标准养护龄期的长短对粉煤灰混凝土碳化深度影响较大,因此,要提高混凝土的耐久性,充足的养护龄期是必要的。
进行碳化试验的主要目的是为工程建设提供符合实际情况的试验结果,参考文献[7]中提到,碳化试件的标准养护(或正温潮湿养护)龄期应与施工现场实际养护情况基本相同为宜,一般宜取7～10 d。
2.2 碳化深度与粉煤灰掺量及水胶比的关系
2.2.1 相同粉煤灰掺量
由图1可见,在粉煤灰掺量均为45%的情况下,水胶比为0.4的试验组碳化深度均高于水胶比为0.35的试验组。说明在粉煤灰掺量相同的情况下,水胶比越大,碳化深度越大。与此同时,养护3 d试验组碳化深度明显高于养护28 d碳化深度(图1)。
分析混凝土碳化深度随着水胶比增大而增大的原因可能是:强度降低,从而导致混凝土碳化深度值增大;混凝土中Ca2+浓度降低,为了维持平衡,Ca(OH)2就会不断溶解,结果使液相碱度及碱储备降低,当pH值或Ca(OH)2降低到一定程度时,周围其他含钙水化产物还会分解、碳化,导致混凝土碳化深度值增大,抗碳化能力降低。
2.2.2 相同水胶比
当水胶比相同,均为0.35时,粉煤灰掺量为60%的试验组,随着碳化龄期的延长,其碳化深度均高于粉煤灰掺量为45%的试验组(图2)。说明在水胶比相同情况下,粉煤灰掺量越大,碳化越严重。且养护时间不充分时,碳化相当严重,这对混凝土的耐久性是极为不利的。
分析其原因,当粉煤灰掺量越高,水泥含量就越少。粉煤灰取代水泥后,混凝土中水泥熟料减少了,释放出来的Ca(OH)2必然减少,特别是高掺量粉煤灰混凝土的二次反应将消耗大量的Ca(OH)2,使Ca(OH)2降低[8]。由于作为碳化的主 要反应物氢氧化钙的减少,从化学观点来看,粉煤灰混凝土的碱储备减少,是抗碳化的大忌,碳化中和作用的过程当然要短些,也就导致了粉煤灰混凝土的碳化深度大、碳化速度快[9]。
鉴于以上试验结果及分析,在配置及使用混凝土时,应充分考虑到这3方面的因素,保证充足的养护龄期,并使粉煤灰掺量及水胶比在适当的比例范围,以使混凝土的耐久性达到较好的指标。
加速碳化试验一定程度上只能说明混凝土的抗碳化能力,实际情况下混凝土的自然碳化与加速碳化存在着一定的差异。因此,粉煤灰混凝土加速碳化试验结果只能作为参考,由于混凝土的内部是一个气相、液相、固相复杂的多相物理化学变化过程,有必要研究长期暴露在户外条件下粉煤灰混凝土的自然碳化情况。
3 结 语
混凝土的碳化与标准养护龄期、粉煤灰掺量及水胶比有密切的关系。
(1)混凝土的碳化深度与碳化龄期之间的关系可用幂函数D=α Tβ进行曲线回归分析,且相关性较好,相关系数均在0.9以上。
(2)标准养护龄期越长,混凝土抗碳化性越好,养护龄期越短,混凝土越易被碳化。养护不充分时,粉煤灰掺量越高,混凝土后期碳化增长速率越快;养护较充分时,低掺量粉煤灰混凝土早期抗碳化性好,后期碳化增长速率快。高掺量粉煤灰混凝土早期抗碳化性差,后期碳化增长速率慢。
(3)当粉煤灰掺量相同时,水胶比越大,碳化深度越大。
(4)当水胶比相同时,粉煤灰掺量越大,碳化越严重。当粉煤灰掺量超过45%时,碳化深度大,碳化速率快。当养护较充分时,水胶比为0.35,粉煤灰掺量为45%时,粉煤灰混凝土抗碳化性较好,能满足工程要求。
参考文献
[1]任新玲.粉煤灰混凝土在桥梁工程中的应用研究[J].公路交通科技,2004,(4).
[2]杨华全,李文伟.水工混凝土研究与应用[M].北京:中国水利水电出版社,2005.
[3]杜晋军,金祖权,蒋金洋.粉煤灰混凝土的碳化研究[J].粉煤灰,2005,(6):9-11.
[4]衣北宇.空气环境污染对混凝土建构筑物寿命的影响[J].环境保护科学,2007,33(1):4-7.
[5]胡建军.掺粉煤灰和矿渣粉混凝土的碳化行为及其影响因素的研究[D].清华大学,2010.
[6]阿茹罕,阎培渝.不同粉煤灰掺量混凝土的碳化特性[J].硅酸盐学报,2011,(1).
[7]颜承越,颜小斌.粉煤灰混凝土碳化速度验评的几个问题[J].粉煤灰,1995,(3).
[8]刘巽伯.上海市粉煤灰应用技术手册[M].上海:同济大学出版社,1995.
掺粉煤灰 篇8
我公司5 000t/d生产线于2009年8月建成投产, 烧成系统采用五级双系列低压损旋风预热器带TTF型分解炉, 回转窑规格为Φ4.8m×72m, ATOX50生料立磨, Φ18m×50m TP-1型生料均化库。窑尾废气处理系统设有200t容量的窑灰仓。自投产以来, 熟料产质量相对稳定。但是每当生料磨因故障停车超过2h, 入窑生料KH急剧升高, 导致熟料f Ca O持续偏高, 窑前飞砂大, 黄心料多, 使窑系统紊乱, 操作上, 虽采取减料、增加头煤、降窑速等措施仍收效甚微, 所生产的熟料安定性不合格, 给水泥磨生产和熟料的出厂造成影响。针对此问题, 公司从2010年5月份开始探索利用外掺粉煤灰的办法, 解决窑灰对熟料煅烧的影响, 通过多次尝试和调整取得一定的效果。
2 窑灰的影响及掺量
2010年4月1日生料磨因液压站故障, 停车6h23min。窑灰对入窑生料及熟料化学成分的影响见表1。
从表1可以看出, 随着窑灰掺入时间的延长, 生料和熟料的KH均相应增高, 入窑生料KH最高曾出现1.29, 熟料KH最高曾出现1.17。这说明随着入窑生料KH的急剧升高, 生料的易烧性变差, 造成f Ca O越来越高, 最高达12.48%。所生产的不合格熟料只能通过二次倒运, 统一堆放, 日后再进行搭配使用。我公司采用石灰石、黏土、砂岩、铜渣和粉煤灰五组分配料, 因砂岩和铜渣易磨性差, 窑灰为高钙、低硅、低铁料, 而粉煤灰属低钙、高硅、高铝灰, 通过配料计算, 适量与窑灰搭配应有降低生料KH的功效。
为了确定窑灰的掺量, 提前将窑灰仓的料卸空, 待生料磨停车后进行标定。2010年6月10日借生料磨因故障停车机会, 我们将窑投料量稳定在380t/h, 将窑灰全部由窑尾FU拉链机排入窑灰仓, 再由窑灰仓底部卸料输送设备卸出后集中过磅, 1h的窑灰约30.45t, 根据投料量计算窑灰的掺量约为8%。粉煤灰、生料和窑灰的化学成分及率值见表2。
3 实施办法及效果
根据生料磨故障的不确定性制定两套试验方案。
方案一:粉煤灰由窑灰仓加入。操作流程为:提前将窑灰仓卸空后, 将粉煤灰打入窑灰仓。掺粉煤灰时, 由仓底的回转下料器经螺旋输送机入接力斗式提升机与窑灰汇合, 经生料输送斜槽、入库斗式提升机和库顶六嘴生料分配器后入生料库, 经与库存生料在卸料过程中均化后入窑。入窑时增加生料取样频次, 每15min取样一次进行检测, 根据投料量、窑灰量及粉煤灰成分进行理论计算, 确定粉煤灰掺量。通过理论计算和增加检测频次确定粉煤灰掺量为5~7t/h, 相当于占投料量1.5%~1.8%, 同时根据检测数据和实物标定确定回转下料器频率约在15~18Hz, 停磨后粉煤灰和窑灰掺量计算见表3。2010年6月17日夜班, 因磨内喷淋配件损坏, 停磨4h左右从窑灰仓按16Hz量进行掺粉煤灰。表4为停磨后掺粉煤灰和窑灰后的入窑生料、熟料化学成分及率值。
方案二:粉煤灰从调配库加入。操作流程:开启调配库入磨物料输送皮带, 开启粉煤灰库底科氏力计量秤给定下料量6t/h (窑投料360t/h) , 粉煤灰入磨后, 经生料磨的旋风除尘器、生料输送斜槽与窑尾袋除尘器收集的窑灰在接力斗式提升机入口处汇合, 再经输送斜槽、入库斗式提升机和库顶六嘴生料分配器后入生料库, 经与库存生料在卸料过程中均化后入窑。2010年8月21日夜班, 生料磨因石灰石皮带撕裂, 造成断石灰石, 处理皮带导致生料停磨7h, 掺粉煤灰后入窑生料、熟料化学成分及率值见表5, 方案一、方案二与正常熟料的熟料性能对比见表6。
通过多次试验, 利用外掺粉煤灰的办法可有效调节窑灰对熟料质量和窑系统影响, 从熟料物检对比来看, 外掺粉煤灰对熟料物理性能无影响, 也不影响磨水泥时混合材的掺量。从两个方案的效果比较, 方案二掺粉煤灰相对稳定, 这是因为粉煤灰库使用的科氏力秤下料计量相对准确, 掺量控制稳定。而窑灰仓回转下料器因受库位及流量和转速等影响因素多, 下料量不易控制, 这也可从入窑生料、熟料的检测数据体现出来。
4 存在的问题