高钙粉煤灰作水泥混合材对安定性的影响

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1、高钙粉煤灰作水泥混合材对安定性的影响引言　　　　目前我国高钙粉煤灰可分为两大类，一类为天然高钙粉煤灰，主要有神木煤、东胜煤及云南第三纪褐煤等燃烧后产生的天然高钙粉煤灰；另一类是发电厂为减少排入大气中的ＳＯ２，利用煤粉和石灰石粉混合燃烧或在高温烟气中喷入石灰石粉工艺产出的人工增钙粉煤灰。两种高钙粉煤灰的共同特点是ｆ－ＣａＯ含量较高，用作水泥混合材时对水泥安定性影响较大，本文就天然高钙粉煤灰对复合硅酸盐水泥简称复合水泥安定性的影响作一探讨。１　正交试验及试验结果　　　试验用粉煤灰取自某电厂，其主要燃煤为内蒙古神木煤，也有部分山西等地的烟煤。粉煤灰的主要化学和物理

2、性能见表１。　　试验主要采用普通硅酸盐水泥与粉煤灰混合制备的复合硅酸盐水泥，因此从粉煤灰本身性质出发，对复合硅酸盐水泥安定性的影响主要表现在粉煤灰中ｆ－ＣａＯ含量、细度（比表面积）及粉煤灰掺入量上，按表２中三因素二水平选择Ｌ４(２３)正交表，确定的试验方案及结果见表３。　　表３数据可见，粉煤灰的ｆ－ＣａＯ含量、比表面积及粉煤灰掺入量对复合水泥的安定性都有影响，但即使粉煤灰掺入量达到３５％，只要将粉煤灰中ｆ－ＣａＯ含量控制在４．５％以下、比表面积控制在５５０ｍ２／ｋｇ左右，由此制得的复合水泥安定性能满足标准要求。对试验的综合分析见表４。　　表４数据表明，粉煤灰ｆ－

3、ＣａＯ含量降低对改善复合水泥安定性十分有利；粉煤灰ｆ－ＣａＯ含量较高时，提高粉煤灰细度，增加比表面积对改善复合水泥安定性效果最为突出；极差数据说明，粉煤灰掺入量的增减对复合水泥安定性影响相对较小。　　上述四个试验方案雷氏安定性膨胀值的总和为９５．５，平均值为２３．８７５，据此引入如下预测公式：　　　Ｅ＝23。875+（w-4041)/(6.00-4.41)*26.25-(Sp-338)/(536.5-388)*24.25+(g-25)/(35-25)*11.75式中：Ｗ--ｆ－ＣａＯ含量，Ｗ＝４．４％～６．０％　　　ＳＰ--原始灰比表面积，ＳＰ≈５５０ｍ２／ｋｇ

4、；　　　ｇ--粉煤灰掺入量，ｇ＝２５％～３５％　　采用上式进行预测与实际试验测定结果比较见表５。　　　由此可见，在试验各因素许可范围内，利用上式来大致预测高钙粉煤灰不同ｆ－ＣａＯ含量、比表面积及粉煤灰掺入量下制备的复合水泥安定性是可行的。　　　　　　　　　　　２　粉煤灰中ｆ－ＣａＯ的分布　　　对不同粒级的高钙粉煤灰ＦＡ－１进行了ｆ－ＣａＯ含量的测定，其结果见表６。　　　　表６可见，粉煤灰ＦＡ－１中（０．０４５～０．０８０）ｍｍ部分，其ｆ－ＣａＯ含量是０．０４５ｍｍ以下颗粒的近３倍，而大于０．１０５ｍｍ颗粒（占４％以下）的ｆ－ＣａＯ含量较低可能是其含碳量较高的缘故

5、，但总体上高钙粉煤灰粗颗粒中ｆ－ＣａＯ含量要大大高于细颗粒部分。因此，采用煤灰中高钙含量煤作为燃料的发电厂将燃煤粉磨得尽可能细一些，将有利于形成钙的硅酸盐和铝酸盐等矿物，从而降低粉煤灰中ｆ－ＣａＯ的含量；另一方面，发电厂二、三电场收集的细灰或通过分选获得的细灰，其ｆ－ＣａＯ含量一般较低，这将有利于高钙粉煤灰在水泥生产中的应用。３　结语　　　　（１）利用正交试验来研究天然高钙粉煤灰作混合材料，可找出一定条件下影响水泥安定性的主要因素，可以大致预测掺用高钙粉煤灰后水泥安定性是否合格，从而为深入试验研究和生产打下基础。　　　　（２）产出天然高钙粉煤灰的发电厂，如能

6、适当降低燃用煤粉的细度，将有利于高钙粉煤灰的综合利用。高钙粉煤灰通过分选，ｆ－ＣａＯ含量较低的部分作水泥混合材料，其掺入量将明显高于未经处理的原灰。　　　　（３）高钙粉煤灰活性较高，与普通粉煤灰作水泥混合材料相比对提高水泥强度有利。通过一定的技术处理后，可解决天然高钙粉煤灰ｆ－ＣａＯ对水泥安定性的影响，因此天然高钙粉煤灰作为水泥生产用混合材料有良好的前景。