常用摻合料的性能測試教案課件

會計學(xué)1常用摻合料的性能測試第1頁/共85頁會計學(xué)1常用摻合料的性能測試第1頁/共85頁礦物摻合料的定義礦物摻合料的作用機(jī)理礦物摻合料的分類礦物摻合料的特性礦物摻合料的檢測礦物摻合料的生產(chǎn)礦物摻合料面臨問題本章內(nèi)容第2頁/共85頁礦物摻合料的定義本章內(nèi)容第2頁/共85頁一、礦物摻合料的定義定義：礦物摻合料是指在配制混凝土?xí)r加入的能改變新拌混凝土和硬化混凝土性能的無機(jī)礦物細(xì)粉。國外將這種材料稱為輔助膠凝材料（Supplementarycementitiousmaterials），已成為高性能混凝土不可缺少的第六組分。第3頁/共85頁一、礦物摻合料的定義定義：礦物摻合料是指在配制混凝土?xí)r加入的在《礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(征求意見稿)中,對礦物摻合料的定義是:以硅、鋁、鈣等一種或多種氧化物為主要成分,

摻入混凝土中能改善新拌或硬化混凝土性能的粉體材料,涉及的礦物摻合料包括了粉煤灰、?；郀t礦渣粉、鋼渣粉、磷渣粉、硅灰、沸石粉等6種材料。第4頁/共85頁在《礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(征求意見稿)中,對礦物摻

有關(guān)學(xué)者建議礦物摻合料的定義為:對人體無害的,在一定范圍內(nèi)取代水泥后能夠配制出工作性能、力學(xué)性能和耐久性能符合混凝土要求的粉體材料。第5頁/共85頁有關(guān)學(xué)者建議礦物摻合料的定義為:對人體無害的,在二、礦物摻合料的作用機(jī)理1、

形態(tài)效應(yīng)所謂形態(tài)就是顆粒的表觀特征，有圓球形、橢圓球形、不規(guī)則形、光滑形、毛澀形、晶體型。質(zhì)態(tài)有硬、軟、脆、堅之分。粗糙、軟、脆形態(tài)，化學(xué)活動性較易，活性指數(shù)高，而需水量較大，影響拌合物流動性和硬化物耐久性，總體效應(yīng)前期好后期差；粗糙、硬、堅形態(tài)，化學(xué)活動性較易，需水量較低，總體效應(yīng)前、后期均勻，為優(yōu)良形態(tài)。軟、粗糙形態(tài)是活性效應(yīng)的化學(xué)基礎(chǔ)，堅、硬、光、圓形態(tài)是微集料效應(yīng)的物理基礎(chǔ)。孫氰萍先生說過：“形態(tài)效應(yīng)在形態(tài)、活性、微集料三效應(yīng)中占第一位”。第6頁/共85頁二、礦物摻合料的作用機(jī)理1、形態(tài)效應(yīng)第6頁/共85頁

2、活性效應(yīng)所謂活性就是摻合料顆粒含有較高SiO2

、Al2O3成分，在水泥中CaO的作用下能大量生成CSH和CAH。表現(xiàn)特征為早期強(qiáng)度高，活性指數(shù)高?；钚孕?yīng)的大小不僅與化學(xué)成分含量有關(guān)，而且還與形態(tài)和集料顆粒大小有關(guān)。第7頁/共85頁2、活性效應(yīng)第7頁/共85頁3、微集料效應(yīng)所謂微集料就是摻合料顆粒的大小，從比表面積測定值就可預(yù)料其效應(yīng)的好壞，在高強(qiáng)混凝土和混凝土的耐久性中起著很大的作用。同樣微集料效應(yīng)與形態(tài)、活性效應(yīng)相關(guān)聯(lián)。三效應(yīng)相輔相成，同時又相互制約，所以不同材質(zhì)的摻合料均有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，所以揚(yáng)長避短，是提高摻合料性能的重要技術(shù)課題。第8頁/共85頁3、微集料效應(yīng)第8頁/共85頁三、礦物摻合料的分類1.根據(jù)來源分類類別品種天然類火山灰、凝灰?guī)r、沸石粉、硅質(zhì)頁巖等人工類水萃高爐礦渣、煅燒頁巖、偏高嶺土等工業(yè)廢料類粉煤灰、硅灰等礦物摻和料的分類第9頁/共85頁三、礦物摻合料的分類1.根據(jù)來源分類類別品種天然類火山灰、凝2.根據(jù)化學(xué)活性有膠凝性（或稱潛在水硬活性）的，如礦渣、高鈣灰、固硫渣等有火山灰活性的，如粉煤灰、硅灰、硅藻土等惰性摻合料，如石灰石粉、石英粉等第10頁/共85頁2.根據(jù)化學(xué)活性有膠凝性（或稱潛在水硬活性）的，如礦渣、高鈣礦渣（Groundgranulatedblast-furnaceslag）CaO：38～46SiO2：26～42Al2O3：7～20Fe2O3：0.2～1MgO：4～13第11頁/共85頁礦渣（Groundgranulatedblast-fur粉煤灰（Flyash）CaO：2～7SiO2：40～65Al2O3：15～40Fe2O3：4～20第12頁/共85頁粉煤灰（Flyash）CaO：2～7第12頁/共85頁硅灰（Silicafume）CaO：0.5～1SiO2：90～92Al2O3：0.4～1Fe2O3：0.3～2細(xì)度和比表面積約為水泥的80～100倍，粉煤灰的50～70倍。

第13頁/共85頁硅灰（Silicafume）CaO：0.5～1火山灰（Naturalpozzolans）CaO：0.5～1SiO2：40～60Al2O3+Fe2O3：15～30CaO+MgO+R2O：15燒失量：10％左右第14頁/共85頁火山灰（Naturalpozzolans）CaO：0.5～石英粉（Quartz

powder）第15頁/共85頁石英粉（Quartzpowder）第15頁/共85頁四、礦物摻合料的特性經(jīng)濟(jì)效益：低廉技術(shù)效益：功能社會效益：環(huán)保第16頁/共85頁四、礦物摻合料的特性經(jīng)濟(jì)效益：低廉第16頁/共85頁以工業(yè)廢渣為主的摻合料在混凝土中的大量應(yīng)用,首先它意味著混凝土的生產(chǎn)降低了工業(yè)廢渣自身的環(huán)境污染及土地資源浪費(fèi)其次它減少了膠結(jié)材中水泥的用量而間接地減少了由于生產(chǎn)水泥而導(dǎo)致的能源、資源消耗及環(huán)境污染另外由于它能在一定程度上提高混凝土的性能,延長了混凝土的使用壽命,減少了維護(hù)及重建所需的水泥及混凝土用量,也間接地節(jié)約了資源、能源,降低了環(huán)境污染環(huán)保：綠色產(chǎn)品第17頁/共85頁以工業(yè)廢渣為主的摻合料在混凝土中的大量應(yīng)用,首先它意味著混凝1.對新拌混凝土的影響（1）需水量（WaterRequirements）第18頁/共85頁1.對新拌混凝土的影響（1）需水量（WaterRequi（2）泌水和離析（BleedingandSegregation）

混凝土在攤鋪以后凝結(jié)以前，從外觀上看來在表面出現(xiàn)水分的一種現(xiàn)象。混凝土在運(yùn)輸、振搗、泵送的過程中出現(xiàn)粗骨料下沉，水分上浮的現(xiàn)象。描述混凝土泌水特性的指標(biāo)：泌水量、泌水率。指粗骨料與細(xì)骨料分離。第19頁/共85頁（2）泌水和離析（BleedingandSegregat（3）含氣量（AirContent）第20頁/共85頁（3）含氣量（AirContent）第20頁/共85頁（4）水化熱（HeatofHydration）第21頁/共85頁（4）水化熱（HeatofHydration）第21頁/（5）凝結(jié)時間（Settingtime）第22頁/共85頁（5）凝結(jié)時間（Settingtime）第22頁/共85頁（7）可泵性（Pumpability）通常使用礦物摻合料可以改善混凝土的泵送性能。第23頁/共85頁（7）可泵性（Pumpability）通常使用礦物摻合料可以2.對硬化混凝土的影響（1）強(qiáng)度（Strength）第24頁/共85頁2.對硬化混凝土的影響（1）強(qiáng)度（Strength）第第25頁/共85頁第25頁/共85頁（2）抗沖擊性與耐磨性（ImpactandAbrasionResistance）

材料抵抗沖擊負(fù)荷作用的能力。

第26頁/共85頁（2）抗沖擊性與耐磨性（ImpactandAbrasio（3）抗凍融性（Freeze-ThawResistance）

材料抵抗多次“凍融循環(huán)”而不疲勞、破、壞的性質(zhì)。在寒冷氣候條件下，土壤或巖層中凍結(jié)的冰在白天融化，晚上凍結(jié)，或者夏季融化，冬季凍結(jié)。這種融化、凍結(jié)的過程稱為凍融作用。

煅燒頁巖水泥礦渣粉煤灰含碳量！第27頁/共85頁（3）抗凍融性（Freeze-ThawResistance（4）干縮和徐變（DryingShrinkageandCreep）

當(dāng)摻量較少時，礦物摻合料對干縮和徐變影響很小，通常沒有實(shí)際影響。（粉煤灰-用水量不增加-減少干縮）即混凝土的干燥收縮。就是混凝土在養(yǎng)護(hù)時由于養(yǎng)護(hù)不好，造成的其表面缺水而引起收縮，給混凝土工程的帶來了開裂的隱患。

混凝土徐變是指混凝土在應(yīng)力作用下,其應(yīng)變隨時間而持續(xù)增長的特性。

第28頁/共85頁（4）干縮和徐變（DryingShrinkageand（5）滲透性和吸水性（PermeabilityandAbsorption）如果養(yǎng)護(hù)充分，通?？蓪⒌突炷恋臐B透性和吸水性。一種材料在不損壞介質(zhì)構(gòu)造情況下，能使流體通過的能力。

指材料在水中能吸收水分的性質(zhì)。

第29頁/共85頁（5）滲透性和吸水性（PermeabilityandAb（6）堿集料反應(yīng)（Alkali-AggregateReactivity）第30頁/共85頁（6）堿集料反應(yīng)（Alkali-AggregateReac（7）抗硫酸鹽性（SulfateResistance）

采用合理的配合比、材料選擇恰當(dāng)，礦物摻合料可提高混凝土抗硫酸鹽及海水侵蝕的能力。第31頁/共85頁（7）抗硫酸鹽性（SulfateResistance）（8）鋼筋銹蝕（CorrosionofEmbeddedSteel）

對合理養(yǎng)護(hù)的混凝土，礦物摻合料可將低水、空氣和氯離子的滲透過混凝土的能力，從而減少鋼筋的銹蝕。第32頁/共85頁（8）鋼筋銹蝕（CorrosionofEmbedded（9）碳化（Carbonation）

有報道顯示通常粉煤灰摻量的情況下，較短（標(biāo)準(zhǔn)）濕養(yǎng)護(hù)的混凝土（普通摻量）碳化會略微增加，但一般增加程度不大。第33頁/共85頁（9）碳化（Carbonation）有報道顯示通常粉（10）抗化學(xué)侵蝕性（ChemicalResistance）

礦物摻合料通過降低混凝土的滲透性使混凝土抗化學(xué)侵蝕性能增加。雖然許多礦物摻合料可提高抗化學(xué)侵蝕性，但并不能使混凝土完全免受化學(xué)侵蝕。第34頁/共85頁（10）抗化學(xué)侵蝕性（ChemicalResistance五、礦物摻合料的檢測維卡法強(qiáng)度法酸堿溶出度法結(jié)構(gòu)分析化學(xué)分析相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)第35頁/共85頁五、礦物摻合料的檢測維卡法第35頁/共85頁維卡法是較早測定火山灰活性的方法；該法系測量火山灰質(zhì)材料自氫氧化鈣溶液中吸收石灰的速率；對迅速區(qū)別活性和惰性材料有一定效果；但還不能充分評定火山灰質(zhì)材料的使用價值。維卡法第36頁/共85頁維卡法是較早測定火山灰活性的方法；維卡法第36頁/共85頁

強(qiáng)度法是把礦物摻合料以一定量取代水泥或同其它膠凝材料結(jié)合所呈現(xiàn)的強(qiáng)度作為指標(biāo)來評價礦物摻合料活性的一種方法。還有學(xué)者在強(qiáng)度法的基礎(chǔ)上,經(jīng)過一定的數(shù)學(xué)處理,提出了比強(qiáng)度的概念來評價礦物摻合料的活性。

強(qiáng)度法是摻合料效應(yīng)的綜合體現(xiàn),受實(shí)驗(yàn)所用膠凝材料的影響較大。強(qiáng)度法第37頁/共85頁強(qiáng)度法是把礦物摻合料以一定量取代水泥或同其它膠凝材料

酸堿溶出度法是以火山灰質(zhì)材料在酸或堿溶液中或者在先酸后堿溶液中可溶物的組分和含量作為評定火山灰活性的指標(biāo)。但是,過去一些企圖找出可溶組分及含量與火山灰質(zhì)材料在石灰或水泥砂漿中的強(qiáng)度發(fā)展間的任何關(guān)系的努力均沒有成功。

酸堿溶出度法第38頁/共85頁酸堿溶出度法是以火山灰質(zhì)材料在酸或堿溶液中或者在先酸

基于礦渣微觀結(jié)構(gòu)與其水硬活性內(nèi)在聯(lián)系的特點(diǎn)。將礦渣結(jié)構(gòu)分為3個層次,即玻晶比、玻璃相平均離子鍵程度和玻璃相中網(wǎng)絡(luò)形成體的聚合度,并確定了各層次中與活性相關(guān)的表征參數(shù)。

該方法從本質(zhì)上描述了礦渣的潛在膠凝性能,但用結(jié)構(gòu)分析很難確定3個結(jié)構(gòu)參數(shù)對活性影響的定量關(guān)系。結(jié)構(gòu)分析法第39頁/共85頁基于礦渣微觀結(jié)構(gòu)與其水硬活性內(nèi)在聯(lián)系的特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)分析根據(jù)礦渣中主要氧化物的含量計算出各種系數(shù)來評定礦渣的活性,如質(zhì)量系數(shù)(CaO+MgO+Al2O3)/(SiO2+MnO2+TiO2),水硬性系數(shù)(CaO+MgO+(Al2O3)/3)/(SiO2+(Al2O3)×2/3)等。盡管化學(xué)分析法在特定條件下(如:礦渣的熱歷史差別不大等)可用來粗略評價礦渣的潛在水硬性,但已有許多研究表明,這些系數(shù)與礦渣潛在水硬性間沒有良好的相關(guān)性?；瘜W(xué)分析法第40頁/共85頁根據(jù)礦渣中主要氧化物的含量計算出各種系數(shù)來評定礦渣的礦物摻合料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)第41頁/共85頁礦物摻合料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)第41頁/共85頁用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GBT1596-2005）

第42頁/共85頁用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GBT1596-2005）用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉（GB/T18046-2000）第43頁/共85頁用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉（GB/T18046-2高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑（GBT18736-2002）第44頁/共85頁高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑（GBT18736-2002）第用于水泥混合材的工業(yè)廢渣活性試驗(yàn)方法（GBT12957-2005）第45頁/共85頁用于水泥混合材的工業(yè)廢渣活性試驗(yàn)方法（GBT12957-20粉煤灰、燒結(jié)或天然的火山灰作為混凝土礦物摻合料的標(biāo)準(zhǔn)(ASTMC618－00)第46頁/共85頁粉煤灰、燒結(jié)或天然的火山灰作為混凝土礦物摻合料的標(biāo)準(zhǔn)(AST第47頁/共85頁第47頁/共85頁煅燒酸處理延長碾磨時間高溫處理化學(xué)活化劑提高火山灰活性的方法第48頁/共85頁煅燒提高火山灰活性的方法第48頁/共85頁

礦物摻合料無論用作水泥大摻量混合材還是高性能混凝土細(xì)摻料，其基本條件是具備足夠的比表面積)。通常，水泥混合材比表面積要求350～500m2/kg；混凝土細(xì)摻料要求420～600m2/kg，有的甚至高達(dá)800m2/kg以上。

礦渣粉的比表面積及活性指數(shù)六、礦物摻合料的生產(chǎn)第49頁/共85頁礦物摻合料無論用作水泥大摻量混合材還是高性能混凝土細(xì)

如果將水泥熟料與礦渣在同一臺磨機(jī)中混合粉磨，由于礦渣的易磨性比水泥熟料差（約差30％），必然產(chǎn)生選擇性粉磨，使成品中兩組分的顆粒分布不同)。據(jù)資料顯示礦渣水泥中熟料組分比表面積不必超過350～400m2/kg；礦渣比表面積應(yīng)達(dá)500m2/kg左右)。顯然如果混合粉磨，要達(dá)到礦渣的適宜比表面積，熟料就會過粉磨而浪費(fèi)電能；只達(dá)到熟料比表面積，則礦渣太粗而不能充分發(fā)揮其潛在水硬性，使礦渣水泥的強(qiáng)度偏低，所以只能分別粉磨。選擇性粉磨第50頁/共85頁如果將水泥熟料與礦渣在同一臺磨機(jī)中混合粉磨，由于礦

假定水泥與礦渣顆粒均為球形，當(dāng)相互間達(dá)到最緊密堆積且礦渣顆粒粒徑最大時，必須滿足下列條件，首先作為骨架的水泥顆粒最密集堆積，其次礦渣顆粒以最大可能的粒徑填充在水泥顆粒構(gòu)成的空隙中。

目前水泥的平均粒徑為20～30μm，因此礦渣微粉的理論合理粒徑(單個顆粒)為4.4～4.6μm，即礦渣合理比表面積為400～600m2/kg。在實(shí)際生產(chǎn)中礦渣微粉的顆粒分布為連續(xù)分布，礦渣微粉的比表面積為400～600m2/kg時，其平均粒徑為10～16μm，D50=7一12μm。礦渣微粉合理粒徑范圍的確定第51頁/共85頁假定水泥與礦渣顆粒均為球形，當(dāng)相互間達(dá)到最緊密（一）礦渣

超細(xì)礦渣制備技術(shù)目前主要有立磨生產(chǎn)技術(shù)、輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨或終粉磨生產(chǎn)技術(shù)、球磨機(jī)閉路生產(chǎn)技術(shù)、球磨機(jī)開流生產(chǎn)技術(shù)以及振動磨生產(chǎn)技術(shù)。國際上以立磨和輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)為主。從國內(nèi)實(shí)際應(yīng)用情況來看,以立磨和球磨兩種生產(chǎn)工藝占大多數(shù)。采用立磨和閉路磨工藝要特別注意除鐵的問題,如果聚集在磨床或磨內(nèi)的鐵不能及時除掉,不僅影響產(chǎn)量,對設(shè)備的磨損特別大。第52頁/共85頁（一）礦渣超細(xì)礦渣制備技術(shù)目前主要有立磨生產(chǎn)技術(shù)立磨系統(tǒng)的特點(diǎn)采用料床粉磨,效率高,電耗低;粉磨、選粉、烘干同時在磨體內(nèi)部完成,系統(tǒng)簡單;物料在磨機(jī)內(nèi)部呈懸浮狀以及粗粉的多次循環(huán),熱交換充分,因此烘干能力強(qiáng)。料床的穩(wěn)定防止震動,磨盤及磨輥的磨損是立磨進(jìn)行礦渣粉磨的難點(diǎn);另外系統(tǒng)投資較大,非一般小企業(yè)所能承受的。（上海寶鋼、遼寧鞍剛使用的FL.Smith公司、Polysius公司的OK型立磨、Loseche公司的萊歇磨）第53頁/共85頁立磨系統(tǒng)的特點(diǎn)采用料床粉磨,效率高,電耗低;第53頁/輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)的特點(diǎn)效率高,電耗更低。相對于立磨,輥壓機(jī)本身不能起烘干作用,

需另設(shè)烘干系統(tǒng)。輥壓機(jī)對礦渣的水分要求比較高,水分過低,反而容易產(chǎn)生設(shè)備震動,水分應(yīng)控制在比較合適的水平。由于礦渣的磨蝕強(qiáng),因此對輥面的耐磨性能要求高,維護(hù)費(fèi)用較高。（德國KHD公司推出的輥壓機(jī)+V型選粉機(jī)+高效選粉機(jī)超細(xì)礦渣粉磨系統(tǒng)）第54頁/共85頁輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)的特點(diǎn)效率高,電耗更低。第54頁/共85頁球磨機(jī)閉路系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)備和工藝成熟可靠；對物料的適應(yīng)性較強(qiáng)；成品細(xì)度控制范圍較廣（400～500m2/kg比表面積）；電耗較開路系統(tǒng)低（80～90kW·h/t左右）；但系統(tǒng)相對復(fù)雜,要求配置高性能的選粉機(jī),系統(tǒng)投資適中。第55頁/共85頁球磨機(jī)閉路系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)備和工藝成熟可靠；第55頁/共85頁球磨機(jī)開路系統(tǒng)的特點(diǎn)工藝系統(tǒng)簡單,操作簡便,投資低。但系統(tǒng)效率低,電耗（120kW·h/t以上）,成品溫度高,成品細(xì)度調(diào)整不便（一般只能達(dá)到400m2/kg）。第56頁/共85頁球磨機(jī)開路系統(tǒng)的特點(diǎn)工藝系統(tǒng)簡單,操作簡便,投資低。第5振動磨系統(tǒng)的特點(diǎn)振動磨系統(tǒng)可以采用開路或閉路工藝；振動磨在細(xì)磨上具有一定的優(yōu)勢。

但是振動磨的單臺生產(chǎn)能力低，且大型化振動磨的開發(fā)未能形成突破，因此限制了規(guī)模化生產(chǎn)；另外系統(tǒng)的維修費(fèi)用較高，產(chǎn)品質(zhì)量的控制不方便，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)品細(xì)度調(diào)節(jié)不便。第57頁/共85頁振動磨系統(tǒng)的特點(diǎn)振動磨系統(tǒng)可以采用開路或閉路工藝；第57頁/系統(tǒng)立磨系統(tǒng)輥壓機(jī)系統(tǒng)球磨機(jī)閉路系統(tǒng)球磨機(jī)開流系統(tǒng)聯(lián)合終極磨投資（%）12013010010090電耗（%）50-7055-7540-6010012維修（%）11513012010080礦渣各生產(chǎn)工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)第58頁/共85頁系統(tǒng)立磨系統(tǒng)輥壓機(jī)系統(tǒng)球磨機(jī)球磨機(jī)聯(lián)合終極磨投資（%）120（二）粉煤灰

粉煤灰活性低、質(zhì)量波動大是影響其在水泥混凝土中大摻量應(yīng)用的二大難題。目前，國內(nèi)外流行的方法是采取分級(氣力或液力)方法，分選后的粉煤灰質(zhì)量較穩(wěn)定。但分選后大量的低等級灰如何高附加值地使用，急需解決；此外，我國還有大量的低等級灰目前尚無好的處理方法。粉煤灰磨細(xì)能有效地提高其活性，改善其質(zhì)量。但目前的粉磨工藝能耗大，成本高。第59頁/共85頁（二）粉煤灰粉煤灰活性低、質(zhì)量波動大是影響其在水泥混風(fēng)選灰系統(tǒng)第60頁/共85頁風(fēng)選灰系統(tǒng)第60頁/共85頁第61頁/共85頁第61頁/共85頁磨細(xì)灰系統(tǒng)第62頁/共85頁磨細(xì)灰系統(tǒng)第62頁/共85頁立式磨系統(tǒng)粉煤灰立式磨粉機(jī).FLV第63頁/共85頁立式磨系統(tǒng)粉煤灰立式磨粉機(jī).FLV第63頁/共85頁氣流磨系統(tǒng)火電廠低等級粉煤灰高效化利用技術(shù)研究——國家科技支撐計劃“高性能水泥綠色制造工藝和裝備第64頁/共85頁氣流磨系統(tǒng)火電廠低等級粉煤灰高效化利用技術(shù)研究——國家科技支

氣流磨是目前加工微米級微粉最有效的手段之一。以壓縮空氣為介質(zhì)的氣流磨(以下簡稱空氣氣流磨)，存在以下兩個問題：①能耗大，成本高；②粉碎力低。第65頁/共85頁氣流磨是目前加工微米級微粉最有效的手段之一。第65頁蒸汽易得而且價格便宜。蒸汽氣流磨的能量轉(zhuǎn)換形式為：燃料→過熱蒸汽的勢能和熱能→過熱蒸汽的動能→物料顆粒的微細(xì)化。蒸汽工質(zhì)的壓強(qiáng)可以很高，而其成本并不因?yàn)閴簭?qiáng)的提高而直線上升。蒸氣氣流磨的粉碎力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于壓縮空氣。蒸汽工質(zhì)因?yàn)榕R界速度高，動能大，過熱蒸汽的動能比空氣高170%。在同一溫度下，過熱蒸汽的粘度比空氣低得多。高的臨界速度又配合有低的粘度。過熱蒸汽氣流磨的優(yōu)點(diǎn)第66頁/共85頁蒸汽易得而且價格便宜。過熱蒸汽氣流磨的優(yōu)點(diǎn)第66頁/共85第67頁/共85頁第67頁/共85頁氣流粉碎機(jī)工作原理第68頁/共85頁氣流粉碎機(jī)工作原理第68頁/共85頁第69頁/共85頁第69頁/共85頁第70頁/共85頁第70頁/共85頁第71頁/共85頁第71頁/共85頁第72頁/共85頁第72頁/共85頁第73頁/共85頁第73頁/共85頁第74頁/共85頁第74頁/共85頁七、礦物摻合料存在問題能滿足混凝土要求可直接使用的工業(yè)廢渣所占比例較低。不同品種、產(chǎn)地的工業(yè)廢渣在化學(xué)品質(zhì)、礦物組成、顆粒群分布及有害雜質(zhì)含量等方面均存在較大差異。應(yīng)用理論研究性能評價制備技術(shù)第75頁/共85頁七、礦物摻合料存在問題能滿足混凝土要求可直接使用的工1.礦物摻合料應(yīng)用的理論研究

目前,雖然對礦物摻合料進(jìn)行了大量的研究,但總體深度不夠,研究缺乏一定的系統(tǒng)性與整體性,其制備和應(yīng)用缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo),實(shí)際使用還存在較多問題：（1）高活性的硅灰加劇混凝土的收縮,并對混凝土的工作性有不利影響（2）粉煤灰和礦渣使混凝土早期力學(xué)性能下降較明顯（3）礦物摻合料與外加劑相容性差（4）關(guān)于微集料效應(yīng),目前研究大部分都停留在對現(xiàn)象的解釋上。

因此,需要發(fā)展一套系統(tǒng)理論來指導(dǎo)礦物摻合料的應(yīng)用。第76頁/共85頁1.礦物摻合料應(yīng)用的理論研究目前,雖然對礦物摻合料2.礦物摻合料性能評價問題（1）維卡法盡管在一定程度上能表征礦物摻合料本身的化學(xué)反應(yīng)活性,但在現(xiàn)代混凝土技術(shù)中因低水膠比和高膠凝材料用量,礦物摻合料的化學(xué)反應(yīng)活性并不居決定性地位,而礦物摻合料的粒徑分布等因素對水泥基材料性能的影響很大,因此僅用維卡法并不能準(zhǔn)確反映礦物摻合料的作用。（2）強(qiáng)度法雖然在一定程度上綜合體現(xiàn)了礦物摻合料的各種效應(yīng),但強(qiáng)度法容易受到礦物摻合料粒子與熟料粒子細(xì)度匹配問題的影響,并與熟料本身性質(zhì)有關(guān),因而抗壓強(qiáng)度法受熟料性質(zhì)影響較大,用強(qiáng)度法所取得的數(shù)據(jù)不具有廣泛的可比性。

因此需要研究一套合理的方法來評價礦物摻合料的性能第77頁/共85頁2.礦物摻合料性能評價問題（1）維卡法盡管在一定程度上能表3.礦物摻合料的制備技術(shù)

不同的工業(yè)廢渣因化學(xué)組成、顆粒群分布等方面存在較大差異,要把工業(yè)廢渣十分有效地用作礦物摻合料,就必須對其加工處理。現(xiàn)有的處理方式忽視了礦物摻合料粒子顆粒群與水泥粒子顆粒群間的粒徑匹配問題,其制備出的礦物摻合料大部分粒徑分布較寬,礦物摻合料的摻加在引入小粒徑顆粒的同時也帶入了大粒徑顆粒。所以利用現(xiàn)有處理設(shè)備制備礦物摻合料,除設(shè)備本身能耗較高外,還需消耗額外的對膠凝材料粒子形成初始緊密堆積無益的能耗,而且還不能有效發(fā)揮礦物摻合料的各種效應(yīng)。因此,必須對現(xiàn)有摻合料制備技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)或革新。第78頁/共85頁3.礦物摻合料的制備技術(shù)不同的工業(yè)廢渣因化學(xué)組成礦物摻合料的定義礦物摻合料的作用機(jī)理礦物摻合料的分類礦物摻合料的特性礦物摻合料的檢測礦物摻合料的生產(chǎn)礦物摻合料面臨問題本章內(nèi)容第79頁/共85頁礦物摻合料的定義本章內(nèi)容第79頁/共85頁石英粉（Quartz

powder）第80頁/共85頁石英粉（Quartzpowder）第80頁/共85頁四、礦物摻合料的特性經(jīng)濟(jì)效益：低廉技術(shù)效益：功能社會效益：環(huán)保第81頁/共85頁四、礦物摻合料的特性經(jīng)濟(jì)效益：低廉第81頁/共85頁（5）凝結(jié)時間（Settingtime）第82頁/共85頁（5）凝結(jié)時間（Settingtime）第82頁/共85頁（8）鋼筋銹蝕（CorrosionofEmbeddedSteel）

對合理養(yǎng)護(hù)的混凝土，礦物摻合料可將低水、空氣和氯離子的滲透過混凝土的能力，從而減少鋼筋的銹蝕。第83頁/共85頁（8）鋼筋銹蝕（CorrosionofEmbedded蒸汽易得而且價格便宜。蒸汽氣流磨的能量轉(zhuǎn)換形式為：燃料→過熱蒸汽的勢能和熱能→過熱蒸汽的動能→物料顆粒的微細(xì)化。蒸汽工質(zhì)的壓強(qiáng)可以很高，而其成本并不因?yàn)閴簭?qiáng)的提高而直線上升。蒸氣氣流磨的粉碎力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于壓縮空氣。蒸汽工質(zhì)因?yàn)榕R界速度高，動能大，過熱蒸汽的動能比空氣高170%。在同一溫度下，過熱蒸汽的粘度比空氣低得多。高的臨界速度又配合有低的粘度。過熱蒸汽氣流磨的優(yōu)點(diǎn)第84頁/共85頁蒸汽易得而且價格便宜。過熱蒸汽氣流磨的優(yōu)點(diǎn)第84頁/共85第85頁/共85頁第85頁/共85頁會計學(xué)86常用摻合料的性能測試第1頁/共85頁會計學(xué)1常用摻合料的性能測試第1頁/共85頁礦物摻合料的定義礦物摻合料的作用機(jī)理礦物摻合料的分類礦物摻合料的特性礦物摻合料的檢測礦物摻合料的生產(chǎn)礦物摻合料面臨問題本章內(nèi)容第2頁/共85頁礦物摻合料的定義本章內(nèi)容第2頁/共85頁一、礦物摻合料的定義定義：礦物摻合料是指在配制混凝土?xí)r加入的能改變新拌混凝土和硬化混凝土性能的無機(jī)礦物細(xì)粉。國外將這種材料稱為輔助膠凝材料（Supplementarycementitiousmaterials），已成為高性能混凝土不可缺少的第六組分。第3頁/共85頁一、礦物摻合料的定義定義：礦物摻合料是指在配制混凝土?xí)r加入的在《礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(征求意見稿)中,對礦物摻合料的定義是:以硅、鋁、鈣等一種或多種氧化物為主要成分,

摻入混凝土中能改善新拌或硬化混凝土性能的粉體材料,涉及的礦物摻合料包括了粉煤灰、?；郀t礦渣粉、鋼渣粉、磷渣粉、硅灰、沸石粉等6種材料。第4頁/共85頁在《礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(征求意見稿)中,對礦物摻

有關(guān)學(xué)者建議礦物摻合料的定義為:對人體無害的,在一定范圍內(nèi)取代水泥后能夠配制出工作性能、力學(xué)性能和耐久性能符合混凝土要求的粉體材料。第5頁/共85頁有關(guān)學(xué)者建議礦物摻合料的定義為:對人體無害的,在二、礦物摻合料的作用機(jī)理1、

形態(tài)效應(yīng)所謂形態(tài)就是顆粒的表觀特征，有圓球形、橢圓球形、不規(guī)則形、光滑形、毛澀形、晶體型。質(zhì)態(tài)有硬、軟、脆、堅之分。粗糙、軟、脆形態(tài)，化學(xué)活動性較易，活性指數(shù)高，而需水量較大，影響拌合物流動性和硬化物耐久性，總體效應(yīng)前期好后期差；粗糙、硬、堅形態(tài)，化學(xué)活動性較易，需水量較低，總體效應(yīng)前、后期均勻，為優(yōu)良形態(tài)。軟、粗糙形態(tài)是活性效應(yīng)的化學(xué)基礎(chǔ)，堅、硬、光、圓形態(tài)是微集料效應(yīng)的物理基礎(chǔ)。孫氰萍先生說過：“形態(tài)效應(yīng)在形態(tài)、活性、微集料三效應(yīng)中占第一位”。第6頁/共85頁二、礦物摻合料的作用機(jī)理1、形態(tài)效應(yīng)第6頁/共85頁

2、活性效應(yīng)所謂活性就是摻合料顆粒含有較高SiO2

、Al2O3成分，在水泥中CaO的作用下能大量生成CSH和CAH。表現(xiàn)特征為早期強(qiáng)度高，活性指數(shù)高?；钚孕?yīng)的大小不僅與化學(xué)成分含量有關(guān)，而且還與形態(tài)和集料顆粒大小有關(guān)。第7頁/共85頁2、活性效應(yīng)第7頁/共85頁3、微集料效應(yīng)所謂微集料就是摻合料顆粒的大小，從比表面積測定值就可預(yù)料其效應(yīng)的好壞，在高強(qiáng)混凝土和混凝土的耐久性中起著很大的作用。同樣微集料效應(yīng)與形態(tài)、活性效應(yīng)相關(guān)聯(lián)。三效應(yīng)相輔相成，同時又相互制約，所以不同材質(zhì)的摻合料均有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，所以揚(yáng)長避短，是提高摻合料性能的重要技術(shù)課題。第8頁/共85頁3、微集料效應(yīng)第8頁/共85頁三、礦物摻合料的分類1.根據(jù)來源分類類別品種天然類火山灰、凝灰?guī)r、沸石粉、硅質(zhì)頁巖等人工類水萃高爐礦渣、煅燒頁巖、偏高嶺土等工業(yè)廢料類粉煤灰、硅灰等礦物摻和料的分類第9頁/共85頁三、礦物摻合料的分類1.根據(jù)來源分類類別品種天然類火山灰、凝2.根據(jù)化學(xué)活性有膠凝性（或稱潛在水硬活性）的，如礦渣、高鈣灰、固硫渣等有火山灰活性的，如粉煤灰、硅灰、硅藻土等惰性摻合料，如石灰石粉、石英粉等第10頁/共85頁2.根據(jù)化學(xué)活性有膠凝性（或稱潛在水硬活性）的，如礦渣、高鈣礦渣（Groundgranulatedblast-furnaceslag）CaO：38～46SiO2：26～42Al2O3：7～20Fe2O3：0.2～1MgO：4～13第11頁/共85頁礦渣（Groundgranulatedblast-fur粉煤灰（Flyash）CaO：2～7SiO2：40～65Al2O3：15～40Fe2O3：4～20第12頁/共85頁粉煤灰（Flyash）CaO：2～7第12頁/共85頁硅灰（Silicafume）CaO：0.5～1SiO2：90～92Al2O3：0.4～1Fe2O3：0.3～2細(xì)度和比表面積約為水泥的80～100倍，粉煤灰的50～70倍。

第13頁/共85頁硅灰（Silicafume）CaO：0.5～1火山灰（Naturalpozzolans）CaO：0.5～1SiO2：40～60Al2O3+Fe2O3：15～30CaO+MgO+R2O：15燒失量：10％左右第14頁/共85頁火山灰（Naturalpozzolans）CaO：0.5～石英粉（Quartz

powder）第15頁/共85頁石英粉（Quartzpowder）第15頁/共85頁四、礦物摻合料的特性經(jīng)濟(jì)效益：低廉技術(shù)效益：功能社會效益：環(huán)保第16頁/共85頁四、礦物摻合料的特性經(jīng)濟(jì)效益：低廉第16頁/共85頁以工業(yè)廢渣為主的摻合料在混凝土中的大量應(yīng)用,首先它意味著混凝土的生產(chǎn)降低了工業(yè)廢渣自身的環(huán)境污染及土地資源浪費(fèi)其次它減少了膠結(jié)材中水泥的用量而間接地減少了由于生產(chǎn)水泥而導(dǎo)致的能源、資源消耗及環(huán)境污染另外由于它能在一定程度上提高混凝土的性能,延長了混凝土的使用壽命,減少了維護(hù)及重建所需的水泥及混凝土用量,也間接地節(jié)約了資源、能源,降低了環(huán)境污染環(huán)保：綠色產(chǎn)品第17頁/共85頁以工業(yè)廢渣為主的摻合料在混凝土中的大量應(yīng)用,首先它意味著混凝1.對新拌混凝土的影響（1）需水量（WaterRequirements）第18頁/共85頁1.對新拌混凝土的影響（1）需水量（WaterRequi（2）泌水和離析（BleedingandSegregation）

混凝土在攤鋪以后凝結(jié)以前，從外觀上看來在表面出現(xiàn)水分的一種現(xiàn)象。混凝土在運(yùn)輸、振搗、泵送的過程中出現(xiàn)粗骨料下沉，水分上浮的現(xiàn)象。描述混凝土泌水特性的指標(biāo)：泌水量、泌水率。指粗骨料與細(xì)骨料分離。第19頁/共85頁（2）泌水和離析（BleedingandSegregat（3）含氣量（AirContent）第20頁/共85頁（3）含氣量（AirContent）第20頁/共85頁（4）水化熱（HeatofHydration）第21頁/共85頁（4）水化熱（HeatofHydration）第21頁/（5）凝結(jié)時間（Settingtime）第22頁/共85頁（5）凝結(jié)時間（Settingtime）第22頁/共85頁（7）可泵性（Pumpability）通常使用礦物摻合料可以改善混凝土的泵送性能。第23頁/共85頁（7）可泵性（Pumpability）通常使用礦物摻合料可以2.對硬化混凝土的影響（1）強(qiáng)度（Strength）第24頁/共85頁2.對硬化混凝土的影響（1）強(qiáng)度（Strength）第第25頁/共85頁第25頁/共85頁（2）抗沖擊性與耐磨性（ImpactandAbrasionResistance）

材料抵抗沖擊負(fù)荷作用的能力。

第26頁/共85頁（2）抗沖擊性與耐磨性（ImpactandAbrasio（3）抗凍融性（Freeze-ThawResistance）

材料抵抗多次“凍融循環(huán)”而不疲勞、破、壞的性質(zhì)。在寒冷氣候條件下，土壤或巖層中凍結(jié)的冰在白天融化，晚上凍結(jié)，或者夏季融化，冬季凍結(jié)。這種融化、凍結(jié)的過程稱為凍融作用。

煅燒頁巖水泥礦渣粉煤灰含碳量！第27頁/共85頁（3）抗凍融性（Freeze-ThawResistance（4）干縮和徐變（DryingShrinkageandCreep）

當(dāng)摻量較少時，礦物摻合料對干縮和徐變影響很小，通常沒有實(shí)際影響。（粉煤灰-用水量不增加-減少干縮）即混凝土的干燥收縮。就是混凝土在養(yǎng)護(hù)時由于養(yǎng)護(hù)不好，造成的其表面缺水而引起收縮，給混凝土工程的帶來了開裂的隱患。

混凝土徐變是指混凝土在應(yīng)力作用下,其應(yīng)變隨時間而持續(xù)增長的特性。

第28頁/共85頁（4）干縮和徐變（DryingShrinkageand（5）滲透性和吸水性（PermeabilityandAbsorption）如果養(yǎng)護(hù)充分，通?？蓪⒌突炷恋臐B透性和吸水性。一種材料在不損壞介質(zhì)構(gòu)造情況下，能使流體通過的能力。

指材料在水中能吸收水分的性質(zhì)。

第29頁/共85頁（5）滲透性和吸水性（PermeabilityandAb（6）堿集料反應(yīng)（Alkali-AggregateReactivity）第30頁/共85頁（6）堿集料反應(yīng)（Alkali-AggregateReac（7）抗硫酸鹽性（SulfateResistance）

采用合理的配合比、材料選擇恰當(dāng)，礦物摻合料可提高混凝土抗硫酸鹽及海水侵蝕的能力。第31頁/共85頁（7）抗硫酸鹽性（SulfateResistance）（8）鋼筋銹蝕（CorrosionofEmbeddedSteel）

對合理養(yǎng)護(hù)的混凝土，礦物摻合料可將低水、空氣和氯離子的滲透過混凝土的能力，從而減少鋼筋的銹蝕。第32頁/共85頁（8）鋼筋銹蝕（CorrosionofEmbedded（9）碳化（Carbonation）

有報道顯示通常粉煤灰摻量的情況下，較短（標(biāo)準(zhǔn)）濕養(yǎng)護(hù)的混凝土（普通摻量）碳化會略微增加，但一般增加程度不大。第33頁/共85頁（9）碳化（Carbonation）有報道顯示通常粉（10）抗化學(xué)侵蝕性（ChemicalResistance）

礦物摻合料通過降低混凝土的滲透性使混凝土抗化學(xué)侵蝕性能增加。雖然許多礦物摻合料可提高抗化學(xué)侵蝕性，但并不能使混凝土完全免受化學(xué)侵蝕。第34頁/共85頁（10）抗化學(xué)侵蝕性（ChemicalResistance五、礦物摻合料的檢測維卡法強(qiáng)度法酸堿溶出度法結(jié)構(gòu)分析化學(xué)分析相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)第35頁/共85頁五、礦物摻合料的檢測維卡法第35頁/共85頁維卡法是較早測定火山灰活性的方法；該法系測量火山灰質(zhì)材料自氫氧化鈣溶液中吸收石灰的速率；對迅速區(qū)別活性和惰性材料有一定效果；但還不能充分評定火山灰質(zhì)材料的使用價值。維卡法第36頁/共85頁維卡法是較早測定火山灰活性的方法；維卡法第36頁/共85頁

強(qiáng)度法是把礦物摻合料以一定量取代水泥或同其它膠凝材料結(jié)合所呈現(xiàn)的強(qiáng)度作為指標(biāo)來評價礦物摻合料活性的一種方法。還有學(xué)者在強(qiáng)度法的基礎(chǔ)上,經(jīng)過一定的數(shù)學(xué)處理,提出了比強(qiáng)度的概念來評價礦物摻合料的活性。

強(qiáng)度法是摻合料效應(yīng)的綜合體現(xiàn),受實(shí)驗(yàn)所用膠凝材料的影響較大。強(qiáng)度法第37頁/共85頁強(qiáng)度法是把礦物摻合料以一定量取代水泥或同其它膠凝材料

酸堿溶出度法是以火山灰質(zhì)材料在酸或堿溶液中或者在先酸后堿溶液中可溶物的組分和含量作為評定火山灰活性的指標(biāo)。但是,過去一些企圖找出可溶組分及含量與火山灰質(zhì)材料在石灰或水泥砂漿中的強(qiáng)度發(fā)展間的任何關(guān)系的努力均沒有成功。

酸堿溶出度法第38頁/共85頁酸堿溶出度法是以火山灰質(zhì)材料在酸或堿溶液中或者在先酸

基于礦渣微觀結(jié)構(gòu)與其水硬活性內(nèi)在聯(lián)系的特點(diǎn)。將礦渣結(jié)構(gòu)分為3個層次,即玻晶比、玻璃相平均離子鍵程度和玻璃相中網(wǎng)絡(luò)形成體的聚合度,并確定了各層次中與活性相關(guān)的表征參數(shù)。

該方法從本質(zhì)上描述了礦渣的潛在膠凝性能,但用結(jié)構(gòu)分析很難確定3個結(jié)構(gòu)參數(shù)對活性影響的定量關(guān)系。結(jié)構(gòu)分析法第39頁/共85頁基于礦渣微觀結(jié)構(gòu)與其水硬活性內(nèi)在聯(lián)系的特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)分析根據(jù)礦渣中主要氧化物的含量計算出各種系數(shù)來評定礦渣的活性,如質(zhì)量系數(shù)(CaO+MgO+Al2O3)/(SiO2+MnO2+TiO2),水硬性系數(shù)(CaO+MgO+(Al2O3)/3)/(SiO2+(Al2O3)×2/3)等。盡管化學(xué)分析法在特定條件下(如:礦渣的熱歷史差別不大等)可用來粗略評價礦渣的潛在水硬性,但已有許多研究表明,這些系數(shù)與礦渣潛在水硬性間沒有良好的相關(guān)性?；瘜W(xué)分析法第40頁/共85頁根據(jù)礦渣中主要氧化物的含量計算出各種系數(shù)來評定礦渣的礦物摻合料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)第41頁/共85頁礦物摻合料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)第41頁/共85頁用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GBT1596-2005）

第42頁/共85頁用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GBT1596-2005）用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉（GB/T18046-2000）第43頁/共85頁用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉（GB/T18046-2高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑（GBT18736-2002）第44頁/共85頁高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑（GBT18736-2002）第用于水泥混合材的工業(yè)廢渣活性試驗(yàn)方法（GBT12957-2005）第45頁/共85頁用于水泥混合材的工業(yè)廢渣活性試驗(yàn)方法（GBT12957-20粉煤灰、燒結(jié)或天然的火山灰作為混凝土礦物摻合料的標(biāo)準(zhǔn)(ASTMC618－00)第46頁/共85頁粉煤灰、燒結(jié)或天然的火山灰作為混凝土礦物摻合料的標(biāo)準(zhǔn)(AST第47頁/共85頁第47頁/共85頁煅燒酸處理延長碾磨時間高溫處理化學(xué)活化劑提高火山灰活性的方法第48頁/共85頁煅燒提高火山灰活性的方法第48頁/共85頁

礦物摻合料無論用作水泥大摻量混合材還是高性能混凝土細(xì)摻料，其基本條件是具備足夠的比表面積)。通常，水泥混合材比表面積要求350～500m2/kg；混凝土細(xì)摻料要求420～600m2/kg，有的甚至高達(dá)800m2/kg以上。

礦渣粉的比表面積及活性指數(shù)六、礦物摻合料的生產(chǎn)第49頁/共85頁礦物摻合料無論用作水泥大摻量混合材還是高性能混凝土細(xì)

如果將水泥熟料與礦渣在同一臺磨機(jī)中混合粉磨，由于礦渣的易磨性比水泥熟料差（約差30％），必然產(chǎn)生選擇性粉磨，使成品中兩組分的顆粒分布不同)。據(jù)資料顯示礦渣水泥中熟料組分比表面積不必超過350～400m2/kg；礦渣比表面積應(yīng)達(dá)500m2/kg左右)。顯然如果混合粉磨，要達(dá)到礦渣的適宜比表面積，熟料就會過粉磨而浪費(fèi)電能；只達(dá)到熟料比表面積，則礦渣太粗而不能充分發(fā)揮其潛在水硬性，使礦渣水泥的強(qiáng)度偏低，所以只能分別粉磨。選擇性粉磨第50頁/共85頁如果將水泥熟料與礦渣在同一臺磨機(jī)中混合粉磨，由于礦

假定水泥與礦渣顆粒均為球形，當(dāng)相互間達(dá)到最緊密堆積且礦渣顆粒粒徑最大時，必須滿足下列條件，首先作為骨架的水泥顆粒最密集堆積，其次礦渣顆粒以最大可能的粒徑填充在水泥顆粒構(gòu)成的空隙中。

目前水泥的平均粒徑為20～30μm，因此礦渣微粉的理論合理粒徑(單個顆粒)為4.4～4.6μm，即礦渣合理比表面積為400～600m2/kg。在實(shí)際生產(chǎn)中礦渣微粉的顆粒分布為連續(xù)分布，礦渣微粉的比表面積為400～600m2/kg時，其平均粒徑為10～16μm，D50=7一12μm。礦渣微粉合理粒徑范圍的確定第51頁/共85頁假定水泥與礦渣顆粒均為球形，當(dāng)相互間達(dá)到最緊密（一）礦渣

超細(xì)礦渣制備技術(shù)目前主要有立磨生產(chǎn)技術(shù)、輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨或終粉磨生產(chǎn)技術(shù)、球磨機(jī)閉路生產(chǎn)技術(shù)、球磨機(jī)開流生產(chǎn)技術(shù)以及振動磨生產(chǎn)技術(shù)。國際上以立磨和輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)為主。從國內(nèi)實(shí)際應(yīng)用情況來看,以立磨和球磨兩種生產(chǎn)工藝占大多數(shù)。采用立磨和閉路磨工藝要特別注意除鐵的問題,如果聚集在磨床或磨內(nèi)的鐵不能及時除掉,不僅影響產(chǎn)量,對設(shè)備的磨損特別大。第52頁/共85頁（一）礦渣超細(xì)礦渣制備技術(shù)目前主要有立磨生產(chǎn)技術(shù)立磨系統(tǒng)的特點(diǎn)采用料床粉磨,效率高,電耗低;粉磨、選粉、烘干同時在磨體內(nèi)部完成,系統(tǒng)簡單;物料在磨機(jī)內(nèi)部呈懸浮狀以及粗粉的多次循環(huán),熱交換充分,因此烘干能力強(qiáng)。料床的穩(wěn)定防止震動,磨盤及磨輥的磨損是立磨進(jìn)行礦渣粉磨的難點(diǎn);另外系統(tǒng)投資較大,非一般小企業(yè)所能承受的。（上海寶鋼、遼寧鞍剛使用的FL.Smith公司、Polysius公司的OK型立磨、Loseche公司的萊歇磨）第53頁/共85頁立磨系統(tǒng)的特點(diǎn)采用料床粉磨,效率高,電耗低;第53頁/輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)的特點(diǎn)效率高,電耗更低。相對于立磨,輥壓機(jī)本身不能起烘干作用,

需另設(shè)烘干系統(tǒng)。輥壓機(jī)對礦渣的水分要求比較高,水分過低,反而容易產(chǎn)生設(shè)備震動,水分應(yīng)控制在比較合適的水平。由于礦渣的磨蝕強(qiáng),因此對輥面的耐磨性能要求高,維護(hù)費(fèi)用較高。（德國KHD公司推出的輥壓機(jī)+V型選粉機(jī)+高效選粉機(jī)超細(xì)礦渣粉磨系統(tǒng)）第54頁/共85頁輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)的特點(diǎn)效率高,電耗更低。第54頁/共85頁球磨機(jī)閉路系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)備和工藝成熟可靠；對物料的適應(yīng)性較強(qiáng)；成品細(xì)度控制范圍較廣（400～500m2/kg比表面積）；電耗較開路系統(tǒng)低（80～90kW·h/t左右）；但系統(tǒng)相對復(fù)雜,要求配置高性能的選粉機(jī),系統(tǒng)投資適中。第55頁/共85頁球磨機(jī)閉路系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)備和工藝成熟可靠；第55頁/共85頁球磨機(jī)開路系統(tǒng)的特點(diǎn)工藝系統(tǒng)簡單,操作簡便,投資低。但系統(tǒng)效率低,電耗（120kW·h/t以上）,成品溫度高,成品細(xì)度調(diào)整不便（一般只能達(dá)到400m2/kg）。第56頁/共85頁球磨機(jī)開路系統(tǒng)的特點(diǎn)工藝系統(tǒng)簡單,操作簡便,投資低。第5振動磨系統(tǒng)的特點(diǎn)振動磨系統(tǒng)可以采用開路或閉路工藝；振動磨在細(xì)磨上具有一定的優(yōu)勢。

但是振動磨的單臺生產(chǎn)能力低，且大型化振動磨的開發(fā)未能形成突破，因此限制了規(guī)模化生產(chǎn)；另外系統(tǒng)的維修費(fèi)用較高，產(chǎn)品質(zhì)量的控制不方便，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)品細(xì)度調(diào)節(jié)不便。第57頁/共85頁振動磨系統(tǒng)的特點(diǎn)振動磨系統(tǒng)可以采用開路或閉路工藝；第57頁/系統(tǒng)立磨系統(tǒng)輥壓機(jī)系統(tǒng)球磨機(jī)閉路系統(tǒng)球磨機(jī)開流系統(tǒng)聯(lián)合終極磨投資（%）12013010010090電耗（%）50-7055-7540-6010012維修（%）11513012010080礦渣各生產(chǎn)工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)第58頁/共85頁系統(tǒng)立磨系統(tǒng)輥壓機(jī)系統(tǒng)球磨機(jī)球磨機(jī)聯(lián)合終極磨投資（%）120（二）粉煤灰

粉煤灰活性低、質(zhì)量波動大是影響其在水泥混凝土中大摻量應(yīng)用的二大難題。目前，國內(nèi)外流行的方法是采取分級(氣力或液力)方法，分選后的粉煤灰質(zhì)量較穩(wěn)定。但分選后大量的低等級灰如何高附加值地使用，急需解決；此外，我國還有大量的低等級灰目前尚無好的處理方法。粉煤灰磨細(xì)能有效地提高其活性，改善其質(zhì)量。但目前的粉磨工藝能耗大，成本高。第59頁/共85頁（二）粉煤灰粉煤灰活性低、質(zhì)量波動大是影響其在水泥混風(fēng)選灰系統(tǒng)第60頁/共85頁風(fēng)選灰系統(tǒng)第60頁/共85頁第61頁/共85頁第61頁/共85頁磨細(xì)灰系統(tǒng)第62頁/共85頁磨細(xì)灰系統(tǒng)第62頁/共85頁立式磨系統(tǒng)粉煤灰立式磨粉機(jī).FLV第63頁/共85頁立式磨系統(tǒng)粉煤灰立式磨粉機(jī).FLV第63頁/共85頁氣流磨系統(tǒng)火電廠低等級粉煤灰高效化利用技術(shù)研究——國家科技支撐計劃“高性能水泥綠色制造工藝和裝備第64頁/共85頁氣流磨系統(tǒng)火電廠低等級粉煤灰高效化利用技術(shù)研究——國家科技支

氣流磨是目前加工微米級微粉最有效的手段之一。以壓縮空氣為介質(zhì)的氣流磨(以下簡稱空氣氣流磨)，存在以下兩個問題：①能耗大，成本高；②粉碎力低。第65頁/共85頁氣流磨是目前加工微米級微粉最有效的手段之一。第65頁蒸汽易得而且價