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劣质粉煤灰对混凝土性能的影响探讨
发布时间: 10-17 10:15    查看: 269
    

0 引言

粉煤灰作为一种十分常见的矿物掺合料,其质量差别很大,经常有劣质粉煤灰混入,给生产和质量控制带来麻烦。

1 劣质粉煤灰概述

现今市场劣质粉煤灰主要包括:原状粗灰、磨细粉煤灰、脱硫粉煤灰、脱硝粉煤灰、浮黑粉煤灰、掺假粉煤灰等。劣质粉煤灰的使用易导致混凝土28d 强度不足,后期强度增长低,造成混凝土工程质量不合格。

2 试验分析

2.1 试验材料

水泥是常规硅酸盐水泥,密度3.1g/cm3;砂子是中砂FM=2.6,密度2.54g/cm3,含泥量在3%以下;河卵石粒径最大值是40cm,密度2.53g/cm3;外加剂包括引气剂与减水剂。

粉煤灰是化工厂等外原状粉煤灰、发电厂II级原状粉煤灰与发电厂II 级磨细粉煤灰,表1 是详细的化学成分表。

2.2 试验方法

混凝土性质测验根据《水工混凝土试验规程》(SD105-80)中相应的标准开展。

混凝土迅速冻融测验:选择国产全自动混凝土快速冻融测验机,依照ASTCM666 指标开展快速冻融循环测验。一次性冻融循环的时间大约是3h,试件中心温度允许改变范围是-17.5~4.0℃。

2.3 试验结果与分析

粉煤灰质量不同,但混凝土配合比一致,混凝土抗压强度的大小同样存在差异,主要是因为粉煤灰烧失量会在很大程度上影响混凝土抗压强度等级。等外原状灰、II 级磨细灰、II 级原状灰烧失量分别是28.2%、2.24%、7.6%。而掺优质粉煤灰能让混凝土中水分减少15~30%/m3,劣质灰能让混凝土中水分增加20~25%/m3,因水胶比发生了变化,导致混凝土抗压强度等级产生极大的变化。

3 劣质粉煤灰的品质发生变化的原因分析及对混凝土性能的影响

3.1 原状粗灰品质发生变化的原因分析及对混凝土性能的影响

(1) 性质改变的原因研究。原状粗灰主要是由火力发电厂没有进行分选,但排到干灰库或湿排,进而存储在沉灰池内的粉煤灰类型,其表层光滑性较差,细度通常>45%,烧失量>15%,活性指数<60%。如今,常常将此当作水泥混合建材。

(2) 对混凝土性质影响的分析。因为原状粗灰筛余量相对较大,其中含有较多杂质,烧失量相对较大,因此实际效果并不能得到很好地体现。

鉴于此,用其所制成的混凝土不具备理想的流动性,保水性与薪聚性不符合要求,会对新拌混凝土的质量造成极大的影响;由于需水量太大,会导致单位体积混凝土的实际用水量超过预计用水量,进而使水胶比升高,不但会使抗压强度等级出现减小的情况,还会使硬化混凝土的耐久性被严重弱化。

3.2 磨细粉煤灰品质发生变化的原因分析及对混凝土性能的影响

(1) 性质出现变化的原因研究。磨细粉煤灰细致借助废弃原状粗灰,选择粉磨加工的方式,进而得到再生粉煤灰。相较于原状粗灰来说,磨细粉煤灰45μm 筛余量更少,并且活性相对较差。

而在化学成分上来说,磨细粉煤灰其实和优质粉煤灰并不存在明显的不同,可是两者的物理性质却存在很大的不同,会使混凝土的所有性质发生极大的变化。

(2) 对混凝土性质所造成的影响分析。相较于优质粉煤灰而言,因为磨细粉煤灰的碳含量与杂质含量相对较大,能更好地吸附水与各种外加剂,其颗粒大部分是表层光滑性较差的半球形颗粒碎片,球形微珠的润滑性并不理想,鉴于此,倘若掺量一致,其新拌混凝土的流动性能还是会相对较低,经时会存在非常严重的损耗,进而严重影响混凝土灌筑施工。

3.3 脱硫粉煤灰品质发生变化的原因分析及对混凝土性能的影响

(1) 性质出现变化的原因研究。关键性的原因其实就是因为脱硫技术所导致的。

(2) 燃烧脱硫,系指把石灰石粉当成是脱硫剂,在燃煤炉膛燃烧室上部进行喷刷,之后石灰石粉就会立即燃烧,进而产生CaO,而氧化钙又和SO2产生反应,产生CaSO3、CaSO4。

(3) 烟气脱硫,烟气脱硫其实就是在燃烧生成的烟气到脱硫设备湿式吸收塔之后,选择Ca(OH)2当成是脱硫剂,进而在吸收塔中对烟气中的SO2从上到下进行石灰浆液的喷洒,这就会导致SO2和Ca(OH)2雾滴以逆流的形式进行接触,进而两者产生反应,反应产物是CaSO3、CaSO4、2H2O。

CaSO4和2H2O 会发生反应,产物是二水硫酸钙晶体,并且脱水处理后,可获得CaSO4·2H2O,也就是生石膏,如此就能完成含硫烟气的有效治理。

在燃烧脱硫或烟气脱硫的过程中,可以在除尘器内进行固体废弃物与粉煤灰的采集与分选操作。

但该粉煤灰是一种混合物,其中含有的物质如下:粉煤灰、亚硫酸钙、硫酸钙、氢氧化钙、氧化钙与碳酸钙。

(4) 对混凝土性质所造成的影响分析。脱硫粉煤灰中的关键性成分是亚硫酸钙,能缓凝水泥,因此会影响混凝土的凝结时间,加大混凝土凝结的难度。

3.4 脱硝粉煤灰品质发生变化的原因分析及对混凝土性能的影响

(1) 品质被改变的原因研究。脱硝环节结束后,剩下的脱硝剂会形成的NH4 由于粉煤灰颗粒的存在,会被吸附至空腔中,若环境中的水分相对较多,NH4和CO2会产生反应,产物是(NH42CO3,碳酸钱会继续反应,产物是NH4HCO3。而在36℃的条件下,碳酸氢钠就会进行分解反应,产物是NH3、CO2与H2O,氨气味就是这样形成的。

(2) 对混凝土性质所造成的影响分析。假若选择脱硝粉煤灰进行混凝土的制备,拌合物表层常常会出现丰富的气泡,并且氨气味也会出现。

若把不同电厂的脱硝粉煤灰,依照10%、20%、30%与40%的比例加入到水泥里,就会使水泥凝结时间增加,使水泥早期强度等级减小,并且会由于粉煤灰掺量的增多,出现显著的强化现象。

3.5 浮黑粉煤灰品质发生变化的原因分析及对混凝土性能的影响

(1) 性质出现改变的原因研究。火力电厂要想使燃煤技术得到改善,在燃煤时加入柴油或其他油性物体当成是助燃剂。但这些助燃剂并不能彻底进行燃烧,因此就会在粉煤灰内出现残留,这也就是浮黑粉煤灰。

(2) 对混凝土性质所造成的影响分析。假若选择浮黑粉煤灰进行混凝土制作,拌合物表层会出现很多黑色油状物,硬化环节结束后,混凝土构件表层会产生不规则黑斑,进而使构件外观出现很大的缺陷。在构件抹灰或装饰板块粘贴的过程中,甚至会使砂浆和基层、砂浆和板块粘结效果不理想。

3.6 掺假粉煤灰品质发生变化的原因分析及对混凝土性能的影响

(1) 品质被改变的原因研究。粉煤灰厂商为了能提升自己的经济效益,在罐车上部安设满足质量条件的粉煤灰,罐车中、底部装入质量相对较差的粉煤灰;此外,在燃煤电厂采购粉煤灰之后,能添加石灰石、煤渣、炉渣等,不断磨细,最终以优质粉煤灰的形式卖出。

(2) 对混凝土性质所造成的影响分析。掺假粉煤灰因为成分非常多,并且混合的均匀性非常差,对新拌混凝土性质所造成的影响程度非常不稳定。如此就会导致新拌混凝土质量的管控工作非常困难,评估硬化混凝土性能的工作也非常难开展。

4 结语

综上所述,因为粉煤灰的多元化与复杂化趋势,预拌混凝土的施工人员与技术人员务必掌握各种劣质粉煤灰品质出现改变的根本原因与对混凝土性质产生影响的各种影响,借助科学的检验方式,能使劣质粉煤灰的实际运用得到有效抑制,使混凝土质量得到有效保障。


来源:《建材发展导向》

作者:陈碧宗

    

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