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我国是粉煤灰资源大国,但长期以来粉煤灰综合利用率不高,特别是低等级粉煤灰,由于活性低、加工成本高,在利用上受到极大地限制。大量的低等级粉煤灰不但占用了大量的耕地,危害了周围的环境,还造成严重的资源浪费。因此,迫切需要开发低等级粉煤灰低成本高效活化技术,以实现大规模化利用低等级粉煤灰的目的。
本文以煤电厂余热蒸汽为动力,利用自主开发的“过热蒸汽气流磨”加工低等级粉煤灰,制备超细粉煤灰。采用激光粒度分析仪、SEM、XRD等测试手段分析了“过热蒸汽气流磨”制备的超细粉煤灰的基本性能;通过测定超细粉煤灰在单掺、与高效减水剂复合掺入时的减水率,分析了超细粉煤灰与高效减水剂的复合减水效应;以饱和点值、流动度经时损失、胶砂流动度和胶砂强度为指标,研究超细粉煤灰对水泥与高效减水剂相容性的影响;利用Zeta电位实验分析了超细粉煤灰对水泥浆体带电性能的影响,并用紫外分光光度法测定了水泥对高效减水剂的吸附量;同时研究了超细粉煤灰在高性能混凝土中的应用情况。
实验结果表明,超细粉煤灰具有良好的形态效应,与高效减水剂复合时,减水协同作用显而易见。超细粉煤灰的加入可明显改善水泥与高效减水剂的相容性,从净浆流动度、砂浆流动度、砂浆强度及粉磨成本综合考虑,d(0.5)为10μm左右的超细粉煤灰对水泥与高效减水剂相容性改善效果最佳。
超细粉煤灰的应用研究表明,超细粉煤灰的掺入有利于改善混凝土的和易性,提高流动性及后期强度。当超细粉煤灰d(0.5)≤10μm,掺量小于30%时,掺粉煤灰混凝土90天强度均大于基准混凝土。从粉煤灰混凝土的流动性、力学性能及粉煤灰粉磨成本考虑,超细粉煤灰的细度以d(0.5)为10μm左右为宜。