高鈣粉煤灰安定性對蒸壓制品的影響

高鈣粉煤灰安定性對蒸壓制品的影響

高鈣血癥顆粒具有cao含量高、火山活性好、具有一定的自硬化性。這是高質(zhì)量的原材料。粉煤灰的一個重要用途是生產(chǎn)加氣混凝土,但是,由于高鈣灰中的f-CaO含量較高,存在安定性問題,一定程度上影響了應(yīng)用。改善高鈣粉煤灰安定性對蒸壓制品影響的措施主要有3種,即陳化消解、機械粉磨和摻加安定劑。本文采取多種措施改善高鈣灰的安定性,就高鈣灰用于制備蒸壓加氣混凝土砌塊進行了研究,制備出了合格的產(chǎn)品。1主要化學(xué)組成高鈣粉煤灰(西柏坡電廠干排粉煤灰,外觀為淺褐色,0.045mm方孔篩篩余48%,該灰氧化鎂含量低,安定性主要由f-CaO引起,主要化學(xué)組成見表1)、低鈣粉煤灰(西柏坡電廠粉煤灰,0.045mm方孔篩篩余41%,主要化學(xué)組成見表1)、石膏(采用煙氣脫硫石膏,CaSO4·2H2O含量達到95%以上)、生石灰(石家莊市某廠生產(chǎn)的塊狀生石灰,有效CaO含量77%,10min消化溫度為82℃)、東方鼎鑫水泥有限公司產(chǎn)32.5#礦渣水泥、發(fā)泡材料(水劑型鋁粉膏,活性鋁含量85%以上)工業(yè)用水。2試塊的制作與養(yǎng)護將高鈣粉煤灰與安定劑混合磨細(xì)(生產(chǎn)時將高鈣灰、安定劑與生石灰混磨),再與低鈣粉煤灰、水泥、生石灰、石膏等原料混合均勻;加水?dāng)嚢?料漿溫度達到40℃左右時,加入鋁粉,繼續(xù)攪拌40S后,注入10mm×10mm×10mm試模,發(fā)泡成型,靜停養(yǎng)護后,將試塊送入蒸壓釜中蒸壓養(yǎng)護;蒸壓后的試塊進行各項性能測試。3高鈣灰改性的混凝土試塊的制備以低鈣粉煤灰為原料的06級加氣混凝土,參照現(xiàn)行工業(yè)實踐上的基礎(chǔ)配比:低鈣灰70%、生石灰18%、水泥8%、石膏4%、鋁粉0.06%、水料比0.58,澆注溫度為50℃,體積密度為622kg/m3,強度為3.8MPa。當(dāng)用高鈣粉煤灰全部代替低鈣粉煤灰時,制備的加氣混凝土試塊在蒸壓后全部開裂,因此,不能直接用大摻量原狀高鈣灰制備蒸壓加氣混凝土砌塊,需要對高鈣灰進行改性處理。本次試驗采取摻加安定劑、機械粉磨和陳化消解的方法,對高鈣灰進行改性處理,以消除其安定性對蒸壓制品的不利影響。3.1蒸壓斑塊cw參照水泥安定性檢驗方法,在水泥中摻入30%高鈣灰,用試餅沸煮法,做高鈣灰安定劑篩選試驗。通過大量試驗,篩選出了結(jié)果較好的兩種安定劑-硅灰和CW安定劑。高鈣粉煤灰中摻入安定劑(摻加量以高鈣灰量計),全部代替低鈣灰,進行蒸壓砌塊試驗:高鈣灰70%、生石灰18%、水泥8%、石膏4%、鋁粉0.06%,成型后陳化24h后進行蒸壓養(yǎng)護,結(jié)果見表2。硅灰中活性二氧化硅含量達98%以上,細(xì)度很高,具有很好的反應(yīng)活性,水熱條件下可迅速與氧化鈣反應(yīng)生成莫來石等礦物,迅速提高漿體的粘結(jié)力,當(dāng)大于f-CaO水化膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力時,漿體才不會破壞[4。CW是一種復(fù)合安定劑,既含有活性二氧化硅,又含有少量堿性成分,可以加速粉煤灰表面的玻璃體解體,使粉煤灰顆粒內(nèi)部的f-CaO暴露并快速消解,加速了水化硅酸鈣的生成。兩種安定劑對高鈣灰的安定性都有較明顯的改善,硅灰價格偏高,CW復(fù)合安定劑價格適中,性能優(yōu)良,是理想的高性能安定劑。3.2高鈣灰灰粉磨及摻量對蒸壓加壓斑塊性能的影響將1.2%CW(以高鈣灰量計)與高鈣灰共同粉磨,研究不同粉磨時間對加氣混凝土的影響,試驗結(jié)果見表3。高鈣粉煤灰含60%～70%的玻璃微珠,隨著粉磨時間的延長,粉煤灰細(xì)度增加、篩余量降低。粉磨前20min篩余降低幅度較大,主要使團聚的顆粒解體分散,將薄避空心微珠粉碎;超過20min,粉煤灰篩余降低趨勢減緩,這是因為實心圓珠和厚壁空心圓珠較難粉碎,主要對顆粒表面進行了機械研磨。粉磨延長到40min,試塊外觀完好、無裂紋,強度達到2.3MPa。機械粉磨粉磨提高了f-CaO顆粒的分散度,改變了粉煤灰顆粒表面形態(tài),利于f-CaO迅速消解,安定性改善效果明顯,考慮實際生產(chǎn)和經(jīng)濟性等原因?qū)⒎勰r間暫定為20min。將高鈣灰粉磨20min,研究高鈣灰不同摻量對蒸壓加氣砌塊的影響,試驗結(jié)果見表4。從表4可以看出,未加安定劑的高鈣灰粉磨后,砌塊依然開裂;加入安定劑的,安定性有很大改善。隨著高鈣灰摻量逐漸降低,試塊的外觀由橫向細(xì)小裂紋變化到外觀完好,表明了加氣塊中f-CaO含量的變化對試塊的性能有很大的影響;隨f-CaO含量的減少,試塊強度逐漸升高,這也證明了f-CaO對加氣塊的影響。安定劑增加,促進了f-CaO的消解,漿體膨脹應(yīng)力降低,強度提高。高鈣灰硅含量低,適當(dāng)增加低鈣灰,補充了二氧化硅含量,使體系Ca/Si比達到平衡,更有利于水化產(chǎn)物的生成和強度發(fā)展。3.3模后靜停陳化養(yǎng)護摻入1.2%CW的高鈣灰粉粉磨20min,高鈣灰50%,低鈣灰20%,砌塊拆模后靜停陳化養(yǎng)護,研究不同陳化時間的對試塊的影響,結(jié)果見表5。試驗表明,陳化時間延長f-CaO的消解率增大,高鈣灰對蒸壓試塊的負(fù)面影響降低,強度逐漸提高;陳化時間超過24h,強度的增長率放緩,為了提高生產(chǎn)效率,試驗陳化消解時間定為24h。4蒸壓釜蒸壓養(yǎng)護通過試驗和理論計算,摻入50%的高鈣灰,可以降低4%的石灰用量。但在料漿發(fā)泡階段,由于石灰量的減少造成料漿溫度低、發(fā)泡緩慢,有時甚至發(fā)生發(fā)泡困難的問題。解決辦法是:用溫水進行料漿攪拌,在儲水池內(nèi)安裝熱交換器,引入蒸壓釜余熱對水進行預(yù)熱,水溫控制在35℃～37℃。工業(yè)化試驗中,高鈣灰與生石灰、安定劑共同粉磨,通過試驗確定了最終配比為:高鈣灰55%、低鈣灰20%、生石灰14%、水泥7%、石膏4%、水料比0.56。漿體硬化切割,砌塊靜停陳化24h,再送入蒸壓釜蒸壓養(yǎng)護。產(chǎn)品經(jīng)檢測,滿足國家建材標(biāo)準(zhǔn)《蒸壓加氣混凝土砌塊》GB11968-2006要求,容重617kg/m3,強度3.7MPa。該工藝生產(chǎn)的加氣混凝土,降低了生石灰和水泥的用量,以年產(chǎn)砌塊20m3方規(guī)模計算,年消耗高鈣粉煤灰6萬t,節(jié)約生產(chǎn)成本30萬元,經(jīng)濟效益和社會效益顯著。5優(yōu)化工藝(1)由于存在一定游離氧化鈣,高鈣粉煤灰在生產(chǎn)蒸壓加氣混凝土砌塊時,受到一定限制。試驗表明,未經(jīng)改性處理的原狀高鈣灰,制備的砌塊蒸壓后出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。(2)通過機械粉磨、添加安定劑和陳化消解的方法,改