粉煤灰的主要特性

1、粉煤灰的主要特性一、粉煤灰的主要性狀和技術(shù)特征粉煤灰的性狀是指粉煤灰顆粒和混合粉料的物理、化學(xué)性質(zhì)以及形態(tài)、結(jié)構(gòu)等的統(tǒng)稱.粉煤灰性狀除包括上述化學(xué)成分、礦物組分和顆粒組分外,一般還包括表觀色澤、粒徑、細(xì)度、級(jí)配、比外表積、密度、堆積密度、含水率、燒失量、需水量比、火山灰活性以及其他各種物理力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),特別還應(yīng)包括均勻性這個(gè)重要的信息.粉煤灰一般的性狀,由于粉煤灰在水泥和混凝土的應(yīng)用要比其他用途具有更高的性狀要求,仍須摘要說明.粉煤灰技術(shù)特征,這里主要是指粉煤灰用作水泥和混凝土的原材料時(shí),與用途和質(zhì)量有關(guān)的粉煤灰成分、結(jié)構(gòu)和性能的技術(shù)信息,也是與粉煤灰混凝土技術(shù)相關(guān)的重要技術(shù)參量.粉煤灰

2、特征化研究,是粉煤灰水泥混凝土技術(shù)中的根底研究,直到20世紀(jì)80年代,粉煤灰特征化研究隨著現(xiàn)代科學(xué)測(cè)試手段和研究方法的進(jìn)步,取得了較多的成績.一、粉煤灰的性狀1 .表觀色澤由于成分和組分不同,粉煤灰表觀色澤變化很大.低鈣粉煤灰隨著碳分含量從低到高,從乳白色變至灰黑色.在一般情況下,粗略地可從色澤的變化觀察粉煤灰性質(zhì)的變化.高鈣粉煤灰一般呈淺黃色,可反映氧化鈣含量.目前,最新的研究認(rèn)為,粉煤灰色澤不可以反映其結(jié)構(gòu).2 .粒徑和細(xì)度所收集的統(tǒng)灰粒徑變化為0.5300wm,這一范圍與水泥接近,但其中大局部的顆粒要比水泥細(xì)得多.國內(nèi)沿用標(biāo)準(zhǔn)篩測(cè)定,現(xiàn)在的我國粉煤灰新標(biāo)準(zhǔn)把用于水泥和混凝土的粉煤灰的試驗(yàn)

3、方法和篩余量指標(biāo)從用80區(qū)m標(biāo)準(zhǔn)篩人工篩分法改為用氣流篩測(cè)定45區(qū)m的篩余量.如JGJ28-1986規(guī)定,以80wm標(biāo)準(zhǔn)篩測(cè)定細(xì)度,其篩余量：I級(jí)灰不大于5%,II級(jí)灰不大于8%,III級(jí)不大于25%.由于45以下粉煤灰顆料對(duì)混凝土性質(zhì)的奉獻(xiàn)較大,GB1596-2005粉煤灰新標(biāo)準(zhǔn)中,采用45wm篩余量()為細(xì)度指標(biāo),規(guī)定I級(jí)灰不大于12%,II級(jí)灰不大于20%,III級(jí)灰不大于45%.細(xì)度是粉煤灰最重要的參量,有的專家認(rèn)為可以用來作為評(píng)估用于混凝土中粉煤灰質(zhì)量的根本參量.至于代替細(xì)集料或用以改善工作性的粉煤灰細(xì)度那么不受上述規(guī)定的限制.3 .比外表積由于粉煤灰中密實(shí)顆粒和內(nèi)部外表積很大的多孔

4、顆?；煸谝黄?用比外表積方法不易準(zhǔn)確測(cè)定顆粒的粗細(xì).沿用測(cè)定水泥比外表積法測(cè)定粉煤灰比外表積的變化范圍一般為15005000cm2/g,仍可用作反映粉煤灰組合顆粒內(nèi)外外表積的綜合情況.4 .顆粒級(jí)配顆粒級(jí)配大致可分三種形式：(1)細(xì)灰.顆粒級(jí)配細(xì)于水泥,主要用于鋼筋混凝土中取代水泥或水泥混合材料.2粗灰.包括統(tǒng)灰和分選后的粗灰,顆粒級(jí)配粗于水泥,主要用于素混凝土和砂漿中取代集料.3混灰.與爐底灰混合的粉煤灰,用作取代集料或用作水泥混合材料尚須與熟料共同磨細(xì)或分別摩細(xì),或者作填筑用粉煤灰.5 .密度普通粉煤灰密度為1.82.3g/cm2,約等于硅酸鹽水泥的2/3.粉煤灰堆積密度的變化范圍為0.6

5、0.9g/cm3,振實(shí)后的堆積密度為1.01.3g/cm3.高鈣粉煤灰密度略大.最近我國用于混凝土的粉煤灰特征化研究完全證實(shí),密度是粉煤灰技術(shù)特征中一個(gè)很重要的參量,它可用于混凝土用粉煤灰的質(zhì)量評(píng)定和質(zhì)量限制,特別是能用于粉煤灰質(zhì)量均勻性評(píng)定和限制.6 .需水量比粉煤灰需水量比是按規(guī)定的水泥標(biāo)準(zhǔn)砂漿流動(dòng)性試驗(yàn)方法,以30%的粉煤灰取代硅酸鹽水泥時(shí)所需的水量與硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)砂砂漿需水量之比.這個(gè)性質(zhì)指標(biāo)能在一定程度上反映粉煤灰物理性質(zhì)的優(yōu)劣,而且可以用來估計(jì)粉煤灰對(duì)混凝土的一些重要性質(zhì)的影響.最劣粉煤灰的需水量比高達(dá)120%以上,特優(yōu)粉煤灰那么可能在90%以下.GBJ146-1990、GB159

6、62005和JGJ281986都規(guī)定I級(jí)粉煤灰需水量比不大于95%,II級(jí)灰不大于105%,III級(jí)灰不大于115%.7 .火山灰活性粉煤灰火山灰活性的評(píng)這類方法都是從傳統(tǒng)的水現(xiàn)在世界各國的混凝土用粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)中,定大都采用抗壓強(qiáng)度比一類的試驗(yàn)方法,泥或消石灰砂漿強(qiáng)度試驗(yàn)法改良而來的,也就是根據(jù)所摻粉煤灰對(duì)水泥砂漿或消石灰砂漿強(qiáng)度的奉獻(xiàn)來評(píng)定粉煤灰活性的上下.這類方法既不復(fù)雜,而且有一定可靠性,但是其試驗(yàn)結(jié)果卻不能直接用來指導(dǎo)粉煤灰混凝土的配合比,也不能用來確定粉煤灰對(duì)混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn).為使粉煤灰在混凝土中充分發(fā)揮火山灰活性,還要作多方面綜合的考慮.GB15961991中只對(duì)用于水泥的粉煤灰規(guī)定

7、抗壓強(qiáng)度比的要求,而對(duì)用于混凝土的粉煤灰那么無要求.JGJ28-1986和GBJ146-1990也不作火山灰活性的規(guī)定,是鑒于粉煤灰的活性必須通過混凝土試驗(yàn)才能合理地反映出來,在混凝土制備階段進(jìn)行適當(dāng)處理.8 .燒失量粉煤灰中的碳分一向被認(rèn)為是有害物質(zhì),有此國家標(biāo)準(zhǔn)主中對(duì)控制碳分含量的燒失量指標(biāo)最大限值的規(guī)定比擬寬容,而新標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定那么越來越嚴(yán)格.GBJ146-1990、GB/T15962005和JGJ281986都規(guī)定I級(jí)粉煤灰不大于5%,II級(jí)粉煤灰不大于8%,III級(jí)粉煤灰不大于15%.值得注意的是,碳粒顆粒的粒徑大局部在45wm以上,平均密度只有1.5g/cm3左右.如以體積計(jì)算,碳粒

8、的比例要比以質(zhì)量計(jì)算的大得多,因此燒失量越大對(duì)混凝土的影響越不利,特別是要影響需水性和密實(shí)度以及化學(xué)外加劑摻量.近年來國內(nèi)有些專家認(rèn)為,按我國的標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程規(guī)定的粉煤灰燒失量限值,用于鋼筋混凝土中的粉煤灰應(yīng)不大于8%II級(jí)灰,這樣國內(nèi)有許多地區(qū)的粉煤灰達(dá)不到這個(gè)要求.上海市推廣的磨細(xì)粉煤灰研究說明：磨細(xì)后燒失量雖不降低,但碳粒變成細(xì)屑后,其對(duì)混凝土的不利影響明顯得到改善,在這種情況下,燒失量限值是可以適當(dāng)放寬的.9 .含水率粉煤灰的含水率影響卸料、貯藏等操作,GB/T1596-2005和JGJ28-1986都規(guī)定不得超過1%,對(duì)III級(jí)粉煤灰不作規(guī)定.對(duì)高鈣粉煤灰來說,含水還會(huì)明顯影響粉煤

9、灰的活性,并造成固化結(jié)塊.10 .三氧化硫、氧化鎂、有效堿等含量通常情況下粉煤灰中三氧化硫、氧化鎂、有效堿等被認(rèn)為是對(duì)混凝土有害的物質(zhì),一般其含量是不大的,故危害的程度也不高.而且硫酸鹽、有效堿等物質(zhì)在一定的條件下也可能產(chǎn)生一些有利的作用,但是往往為了絕對(duì)保證用于混凝土中粉煤灰的質(zhì)量,在各國的標(biāo)準(zhǔn)中都對(duì)這類物質(zhì)的含量加以限制.GBJ146-1990、GB/T15962005和JGJ281986都規(guī)定三氧化硫不大于3%.11 .收縮性美國ASTMC-618標(biāo)準(zhǔn)對(duì)粉煤灰砂漿試件28d的收縮性增加的最大限值為0.03%,雖然這一規(guī)定并非強(qiáng)制性的,但對(duì)選用粉煤灰卻是很有好處的.我國的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)

10、程對(duì)收縮性都不作規(guī)定.12.均勻性美國ASTMC-618標(biāo)準(zhǔn)對(duì)粉煤灰密度和細(xì)度的均勻性都明確規(guī)定變化范圍不得大于5%,這是粉煤灰重要的品質(zhì)指標(biāo),不容無視.我國對(duì)此不作規(guī)定,但強(qiáng)調(diào),應(yīng)在粉煤灰產(chǎn)品生產(chǎn)限制中測(cè)定粉煤灰的均勻性.ASTMC-618還對(duì)引氣劑需要量的均勻性規(guī)定不得大于20%非強(qiáng)制性.二粉煤灰的技術(shù)特征與上節(jié)粉煤灰性狀直接相關(guān)的是混凝土用粉煤灰的技術(shù)特征的研究,也叫做粉煤灰的特征化研究,主要是指有重點(diǎn)地研究粉煤灰的假設(shè)干技術(shù)上特征,以確定粉煤灰對(duì)某種用途的適用性,對(duì)于粉煤灰混凝土來說,特征研究是非常重要的應(yīng)用技術(shù)根底研究,其主要目的在于確定粉煤灰質(zhì)量,以判斷某種粉煤灰是否適用于所要求的

11、水泥和混凝土生產(chǎn),并把研究結(jié)果用來作為質(zhì)量限制和質(zhì)量保證的依據(jù).粉煤灰技術(shù)特征大體上可以分為結(jié)構(gòu)特征和功能特征兩大類.粉煤灰的化學(xué)成分、礦物組分、顆粒組分以及一些外觀色澤、比外表積、密度、堆積密度等都屬于結(jié)構(gòu)特征,粉煤灰的火山灰活性、需水性、穩(wěn)定性等都是功能特征,這都是專指混凝土用途而言的.第二節(jié)粉煤灰顆粒分類及鐵、鋁、碳產(chǎn)物一、粉煤灰顆粒分類和特性粉煤灰是一種混合物,它包含品種繁多的物質(zhì).精細(xì)利用那么是將它們一一分選出來,按各自的特性,將其中高附加值的品種充分利用,以到達(dá)物盡其用,提升粉煤灰綜合利用的經(jīng)濟(jì)效益.粉煤灰按其顆粒分類可分為珠狀顆粒和渣狀顆粒兩大類.在珠狀顆粒中包括漂珠常稱空心微珠

12、、空心沉珠、復(fù)珠子母珠、密實(shí)沉珠實(shí)心微珠和富鐵玻璃微珠等五大品種；在渣狀顆粒中包括海綿狀玻璃渣粒、碳粒、鈍角顆粒、碎屑和粘聚顆粒等五大品種.由于全國各地電廠所用煤種和燃燒工況不完全相同,因此,其顆粒形貌、結(jié)構(gòu)和數(shù)量也不盡相同.如有些電廠粉煤灰中含有大量空心沉珠厚壁空心玻璃微珠,有些電廠粉煤灰中那么空心沉珠含量相對(duì)較少.美國曾對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā),據(jù)介紹,這類產(chǎn)品承受靜水壓力可高達(dá)700MPa.止匕外,較多電廠的粉煤灰主要含有密實(shí)沉珠.為便于查考、比擬和利用,現(xiàn)將其珠狀和渣狀顆粒的分類和特性等列于表中,以供參考.粉煤灰中顆粒的分類和特征顆粒類別和名稱顆粒形貌,口結(jié)構(gòu)粒徑即相對(duì)密度特性備注1.珠狀顆粒1漂珠常稱空心微珠薄壁空心玻璃微珠,壁厚約為珠徑的5%8%,壁上常有“孔301000.40.8活性高,輕質(zhì),絕熱,絕緣,耐高溫,流動(dòng)性好數(shù)量少,一般為灰渣總量的1%左右空心沉珠厚壁空心玻璃微珠,壁厚為珠徑的30%以上30-801-2活性高,輕質(zhì),高強(qiáng),絕熱,絕緣,耐高溫,耐鼠流動(dòng)性好數(shù)量較多,可達(dá)灰渣總量的50%魚卵狀空心?；钚愿?易復(fù)珠璃微珠,1002001左右碎,輕質(zhì)絕熱,數(shù)量較少子母殼內(nèi)有大絕緣,耐高溫珠量微珠和“屑實(shí)心密實(shí)沉玻璃微2.8左活性高,絕可達(dá)灰渣總量珠實(shí)珠,顏色Z45右熱,絕緣,耐高的85%心微深淺不同溫,流動(dòng)性好珠4.2左活性低,磁可達(dá)灰渣總量富鐵微暗色微珠Z4