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時間:2014-06-27 10:04:00
作者:世邦機器
提高粉煤灰活性的方法
粉煤灰的活性高低不是一成不變的,它可以通過人工手段激活。常用的方法主要包括三個方面,即物理激發(fā)、化學(xué)激發(fā)和水熱激發(fā)。
物理激發(fā):物理激發(fā)也就是機械磨細(xì)法。機械磨細(xì)對提高粉煤灰(特別是顆粒粗大的粉煤灰)的 活性非常有效。由于在磨細(xì)過程中,一方面粉碎粗大多孔的玻璃體,解除玻璃顆粒粘結(jié),原來粗顆粒變成了中細(xì)顆粒,原來的中顆粒變成了細(xì)顆粒,減少混合料在混合過程的摩擦,優(yōu)化集料級配,提高物理活性(如顆粒效應(yīng)、微集料效應(yīng))。原來的多孔玻璃體、多孔碳粒及粘結(jié)的玻璃體和開放性孔洞中的可以貯存大量的水分,磨細(xì)后蓄水孔腔減少了,標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量有了明顯的降低。粉煤灰加工設(shè)備很多,比如粉煤灰分選機、粉煤灰粉碎機。另一方面,通過磨細(xì)粗大玻璃體尤其是多孔和顆粒粘連的破壞,破壞了玻璃體表面堅固的保護(hù)膜;對于一些細(xì)小的微珠雖然沒有被破壞,但其表面惰性層被磨去,增加了表面活性點,使內(nèi)部可溶性si0:、Al:0,溶出,斷鍵增多,比表面積增大,反應(yīng)接觸面增加,活化分子增加,粉煤灰早期化學(xué)活性提高。
由于粉煤灰玻璃體顆粒在水化過程中不會像水泥熟料顆粒那樣發(fā)生解體和分散,反應(yīng)只能通過顆粒表面層進(jìn)行。用機械磨細(xì)的方法來增大顆粒的表面積,增加界面反應(yīng)的能力,是提高粉煤灰活性的一種有效方法。這種方法只有對干排灰可以適用,若是濕排灰,首先烘T再進(jìn)行磨細(xì),二次能耗過大,且濕排灰烘干過程本身還存在許多問題;另外,雖然機械粉磨激發(fā)粉煤灰活性]二藝簡單、成本較低,但是由于機械粉磨的激發(fā)效果隨粉煤灰粒徑的減小而呈指數(shù)下降,而且細(xì)磨粉煤灰對體系的強度貢獻(xiàn)主要來自顆粒優(yōu)化產(chǎn)生的形態(tài)效應(yīng),而對玻璃體表面破壞帶來的活性效應(yīng)還在其次,因此機械粉磨較適用于粗灰,對細(xì)灰的作用不是很明顯,難以較大幅度地提高粉煤灰的活性。研究表明,粉煤灰粉磨到比表面積400m2/kg時,已經(jīng)能充分發(fā)揮其物理活性效應(yīng),繼續(xù)增加細(xì)度對提高其活性無明顯作用。
磨細(xì)粉煤灰用于普通商品混凝土中,與不摻粉煤灰的混凝土相比較,其抗拉、抗折強度優(yōu)于普通混凝土,彈性模量、干縮性能相仿,徐變較小,長期強度增長率較高,混凝土密實度增加、比電阻增大,抗電化學(xué)腐蝕性能強,抗?jié)B性、抗硫酸鹽性能較佳。磨細(xì)粉煤灰冊于大體積混凝土工程中,可以降低水泥早期水化熱,可以使混凝土避免或減少由于溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的收縮裂縫。因此,磨細(xì)粉煤灰被大量用于大體積工程混凝土施工中,如基礎(chǔ)工程、大壩工程、振動碾壓混凝土工程中。
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近年來粉煤灰加工技術(shù)的發(fā)展,如電廠3〜4電場電除塵粉煤灰、機械分選粉煤灰和磨細(xì)粉煤灰等的問世,對這類相當(dāng)于Ⅱ級灰的細(xì)灰(45μm篩篩余量<20%)在粉煤灰砂漿中的應(yīng)用,無疑既可明顯取代部分水泥,又可相應(yīng)減少石灰青或砂的用量。
自1965年提出暫行標(biāo)準(zhǔn)以來,ASTM曾采用平均粒徑,比表面積及篩余等三種方法,粉煤灰的剩余碳分能顯著地影響比表面積,ASTM與其他國家一樣,在1977年的修訂過程中就停止采用以比表面積表征細(xì)度,粉煤灰平均粒徑的計算依據(jù)有比表面積數(shù)據(jù),其結(jié)果亦受到干擾。
20世紀(jì)50年代起我國粉煤灰混凝土的配合比設(shè)計是參照通用的普通混凝土配合比設(shè)計方法進(jìn)行的。當(dāng)時習(xí)慣用粉煤灰等重量取代水泥,這種方法現(xiàn)在叫它“等量取代法”或“簡單取代法”。
粉煤灰混凝土用于路面工程,20世紀(jì)50年代始手美國,當(dāng)時已基本上解決了混凝土材料性能和施工技術(shù)問題,并在公路工程中大量推廣應(yīng)用。
這樣的化學(xué)反應(yīng)就是石灰火山灰反應(yīng),或者叫做硅酸鹽化學(xué)反應(yīng)。火山灰質(zhì)混合材料都具有這種化學(xué)反應(yīng)能力,粉煤灰若與天然火山灰、凝灰?guī)r、硅藻土、燒粘土等火山灰質(zhì)混合材料相比,活性效應(yīng)顯然很低。