[粉煤灰及矿粉2.ppt

第三讲 粉煤灰及矿粉 一、国内外粉煤灰综合利用概述 粉煤灰是火力发电厂的主要废弃物，其产量逐年增大。 处理不当将严重污染环境 目前国内外已经把粉煤灰广泛应用于建材、建工、回填、筑路、农业、化工、环保、高性能陶瓷材料等众多领域。 1、国外粉煤灰利用情况 国外20世纪30年代就用粉煤灰配置混凝土 英国粉煤灰利用率为46.2%,德国65%, 法国75%。 美国把粉煤灰列入矿物资源的第七位，排在矿渣石灰与石膏之前。美国20世纪30、40年代就用粉煤灰建造水坝 日本也从20世纪50年代起用粉煤灰建造水坝 一、国内外粉煤灰综合利用概述 2、国内粉煤灰利用情况 我国粉煤灰的综合利用技术有近200 项，其中得到实施应用的近70 项。但是相对来说我国粉煤灰的利用率还是较低产生的附加值并不是很高。所以我们必须加紧对粉煤灰在高新技术领域应用的研究。 据资料统计，中国的粉煤灰堆积量已达到120亿t，且每年以1.6 亿t 速度增加，用这些粉煤灰堆成4 m 宽、4m 高的城墙，长达80，000km，比万里长城长16 倍多，可以绕地球两圈以上 目前我国粉煤灰利用率约为45％左右 二、粉煤灰基本性能 1、外观特性 粉煤灰外观类似水泥，颜色在乳白色到灰黑色之间变化。 粉煤灰的颜色是一项重要的质量指标，可以反映含碳量的多少和差异。 在一定程度上也可以反映粉煤灰的细度，颜色越深，粉煤灰粒度越细，含碳量越高。 粉煤灰就有低钙粉煤灰和高钙粉煤灰之分。通常高钙粉煤灰的颜色偏黄,低钙粉煤灰的颜色偏灰。 粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性，颗粒的粒径范围为0.5～300μm。并且珠壁具有多孔结构，孔隙率高达50%—80%，有很强的吸水性 二、粉煤灰基本性能 2、化学成分 粉煤灰物理化学性质波动比较大，这主要是煤质的不同、锅炉技术参数不同、技术管理水平不同等造成的。 粉煤灰的主要化学成分为：SiO2：33%—63%；AlO3：16%—40%；Fe2O3：1.5%—6%；CaO：2%—8%；MgO：1.5%—4%；Na2O：0.5%—2.5%；K2O：0.3%—2%；TiO2：0.3%—1.6%。 ? 二、粉煤灰基本性能 3、微观性能 粉煤灰的显微结构主要是研究颗粒形状、内部结构及物相种类等特性。 3．1 漂珠 漂珠一般呈乳白色，密度小于1g/cm3，粒径15μm—180μm，以玻璃相为主，空心球，漂于水面，玻璃相内有残存气体包裹。在熔融态时，因表面张力的作用，在最终收缩过程中，产生复合结构的微珠（即子母珠）。有呈定向针状莫来石集合体和交织状的针状莫来石晶体。 二、粉煤灰基本性能 3、微观性能 3．2 沉珠（硅铝质玻璃微珠） 一般呈灰白色，粒径小于50μm，密度为1.8-2.7g/cm3可沉于水底。 SiO2和Al2O3的总和通常在80%以上，珠体形成的温度为1300℃-1400℃左右，其物相主要为玻璃相、莫来石及少量鳞石英晶体析出，莫来石的含量与晶体的程度高于石英 如果对微珠进行轻度溶蚀，使壳层玻璃体溶解，可清晰见到从珠壁向内生长的针状莫来石晶体，并且大微珠内还包裹着更小的微珠。 也有微珠在玻璃质珠壁上析出莫来石和鳞石英。其玻璃基质有很多气孔出现。 二、粉煤灰基本性能 3．3 海绵体玻璃体（也称不规则微珠） 当煤粉粒子较粗或锅炉温度低于1300℃时，煤粉中的铝硅酸盐黏土矿物来不及完全液化，通过固-液相反应和快速冷却而形成的。 在液相粘度较大所形成的硅铝玻璃体表面极为粗糙，具有大量微孔的近似圆形的海绵体的不规则微珠。 该微珠呈乳白色-灰色，粒径小。含硅量高，有少量的莫来石等。 3．4 磁珠 也称高铁微珠，呈黑色，粒径为50μm左右，导电，并显磁性，密度为3.8—4.2 g/cm3。 该珠体是由富铁组成的粉煤灰溶体从高温快速冷却，通过表面张力收缩形成的，成珠后溶体极易析出磁铁矿、赤铁矿和方铁矿等晶体。 某电厂粉煤灰的颗粒形貌（1） 某电厂粉煤灰的颗粒形貌（1） 某电厂粉煤灰的颗粒形貌（2） 某电厂粉煤灰的颗粒形貌（2） 某电厂粉煤灰的颗粒形貌（3） 某电厂粉煤灰的颗粒形貌（3） 某电厂粉煤灰的颗粒形貌（3） 某电厂粉煤灰的颗粒形貌（4） 某电厂粉煤灰的颗粒形貌（4） 二、粉煤灰基本性能 3．5 残炭 残炭的形成是当煤粉过粗或炉温较低时，燃烧不完全形成的一种未燃尽的残屑。 一般呈黑色，粒度范围较大，密度在1.5g/cm3左右 表面疏松多孔，有片状残炭、半圆状残炭、多孔球状残炭及无定形残炭和硅铝微珠连接体。 二、粉煤灰基本性能 4、水化活性 粉煤灰最主要的三大效应。 第一，“形态效应”。 在显微镜下显示，粉煤灰中含有70％以上的玻璃微珠，粒形完整，表面光滑，质地致密。这种形态对混凝土而言，无疑能起