关键词:粉煤灰,烧失量,巷道支护

中图分类号:TU528

引言

　　截至2000年,我国目前发电机总容量为2.7亿kW,火电装机容量为2亿kW,每年燃煤电厂粉煤灰排放量为1.2亿t,综合利用率不到45%。因而,粉煤灰资源化确实是一个迫切需要解决的问题。根据粉煤灰的组成和物理力学性质,粉煤灰可以填料用作路面填料、代替水泥原料,代替砂子喷浆使用,可以大大降低资源消耗,降低成本。同时,既节省水资源及土地占有,达到了资源可持续发展的重要战略思想的要求,又有利于环保。

1　九龙矸石电厂粉煤灰物理性质研究

　　九龙矸石电厂粉煤灰性质在河北工程学院土工实验室完成,共计进行了粉煤灰颜色、密度、细度、含水率试验及微观结构试验研究,试验结果如下:九龙矸石电厂采集到的粉煤灰进行色泽分析,色泽指数达到8～9。

　　粉煤灰密度试验方法宜采用环刀法,密度曲线见图1。用烘干法测含水率的试验结果见图2。粉煤灰细度分析记录结果见图3。

　　九龙矸石电厂粉煤灰物理研究得出以下结论:色泽指数为8～9;平均密度0.963gcm3;含水率为1.34%;细度为0.045mm的筛余量为53.48%,该灰属于Ⅲ级粉煤灰,且含水量略微大,建议在使用前应对粉煤灰含水率进行量测。

2　九龙矸石电厂粉煤灰化学成分分析

　　九龙矸石电厂粉煤灰性质在河北工程学院化学实验室完成,对粉煤灰的燃失量及SiO2,Al2O3,Fe2O3,CaO,MgO,SO3等含量进行了化学分析试验,结果如表1所示。

　　试验结果表明九龙矸石电厂粉煤灰属于低钙灰,烧失量较大,建议在使用前应做脱炭处理。

3　高掺量粉煤灰混凝土强度试验分析

　　不掺粉煤灰混凝土强度与龄期关系曲线及优化组CFS05组高掺量混凝土强度与龄期曲线分别见图4,图5。从图4,图5可以看出,掺粉煤灰混凝土1d,7d龄期抗压强度增长率有随粉煤灰掺量的增大而降低的趋势。21d,28d粉煤灰混凝土强度增加幅度较大,接近并几乎超过不掺粉煤灰素混凝土强度。

　　掺粉煤灰水泥的水化,首先是水泥熟料水化所析出的Ca(OH)2,通过液相扩散到粉煤灰球形玻璃体的表面,发生化学吸附和侵蚀,并生成水化硅酸钙和水化铝酸钙;当有石膏存在时,随即产生水化硫铝酸钙结晶。大部分水化产物开始以凝胶状出现,随着龄期的增长,逐步转化成纤维状晶体,数量不断增加,相互交叉,形成连锁结构,使后期强度得到较快的增长。由于粉煤灰的球形玻璃体比较稳定,表面又相当致密,不易水化,在水泥水化1d后的粉煤灰颗粒表面上,几乎没有变化,直到7d后才开始初始水化,略有凝胶状的水化产物出现,在28d后粉煤灰颗粒表面上才产生大量的水化硅酸钙纤维状晶体,它们相互交叉连接形成很高的粘结强度。由此可见,在早龄期掺粉煤灰的混凝土强度都偏低,以后逐渐接近甚至超过纯水泥熟料混凝土的强度。掺粉煤灰的混凝土抗压强度有随粉煤灰掺量的增加而降低的趋势,且其抗压强度均低于不掺粉煤灰的混凝土抗压强度。对比试验结果表明,高掺量粉煤灰混凝土在井下巷道喷浆支护中应用是可行的。

4　结语

　　1)通过试验的方法测定了九龙矸石电厂粉煤灰的物理性质及化学成分,为该电厂粉煤灰资源化综合利用奠定了基础。2)九龙矸石电厂粉煤灰含水量偏高,在使用前应对其含水率进行测试。3)筛分试验表明,粉煤灰属Ⅲ级低钙灰,烧失量高,在作为掺料前应做脱炭处理。4)掺粉煤灰混凝土早期抗压强度增长率随粉煤灰掺量的增大而降低,但后期强度增长速率很快,达到并几乎超过不掺粉煤灰素混凝土强度。5)高掺量粉煤灰混凝土强度试验表明,高掺量粉煤灰混凝土技术是可行的,并可以在井下巷道进行喷浆使用,为粉煤灰资源化综合利用开辟了新的途径。

参考文献:

　　[1]李金奎,李鸿雷,谷祖雨.高掺量粉煤灰混凝土性能试验研究[A].全国新型墙体材料及资源综合利用发展论坛暨新技术、新产品推广应用交流经验大会论文集[C].2004.7.

　　[2]马志霞,李金奎,侯瑞珀.不同掺量粉煤灰混凝土强度试验研究[J].河北建筑科技学院学报,2005,22(4):32234.