粉煤灰

粉煤灰简介

1、粉煤灰是怎么产生的?

从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰称为粉煤灰。粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。

粉煤灰的燃烧过程：煤粉在炉膛中呈悬浮状态燃烧，燃煤中的绝大部分可燃物都能在炉内烧尽，而煤粉中的不燃物(主要为灰分)大量混杂在高温烟气中。这些不燃物因受到高温作用而部分熔融．同时由于其表面张力的作用，形成大量细小的球形颗粒。在锅炉尾部引风机的抽气作用下，含有大量灰分的烟气流向炉尾。随着烟气温度的降低，一部分熔融的细粒因受到一定程度的急冷呈玻璃体状态，从而具有较高的潜在活性。在引风机将烟气排入大气之前，上述这些细小的球形颗粒，经过除尘器，被分离、收集，即为粉煤灰。

粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一。现阶段我国年排渣量已达3000万t。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。因此粉煤灰的处理和利用问题引起人们广泛的注意。

2、粉煤灰的品种及主要用途

煤在锅炉中燃烧后有两种形状的固态残留物——灰和渣。随烟气从锅炉尾部排出的，主要是经除尘器收集下来的固体颗粒即为粉煤灰，简称灰或飞灰；颗粒较大或呈块状的，是从炉堂底部收集出来的称为炉底渣，简称渣。我们通常讲粉煤灰综合利用，也包括渣在内。

根据燃煤电厂燃烧的煤种不同,排放收集的粉煤灰就有低钙粉煤灰和高钙粉煤灰之分.按照上海市标准DBJ08—230—98的规定,凡氧化钙含量大于8%或游离氧化钙含量大于1%的粉煤灰称为高钙粉煤灰.故一般情况下,高钙灰和低钙灰都是以测定粉煤灰中氧化钙含量或游离氧化钙含量的数值来区分的.通常高钙粉煤灰的颜色偏黄,低钙粉煤灰的颜色偏灰。

随着人们对煤灰研究开发利用的不断深入,粉煤灰综合利用途径趋广泛。目前粉煤灰可应用于墙体材料,水泥生产,混凝土和砂浆,筑路,回填等领域。

F类和C类粉煤灰的定义与区别

F类：是指由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰。

C类：是指由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰。

粉煤灰的分类是根据它含游离氧化钙的含量来分的,可分为F类(低钙灰)和C类（高钙灰）和复合灰。高钙粉煤灰通常是指火力发电厂采用褐煤、次烟煤作为燃料而排放出的一种氧化钙成分较高的粉煤灰，是一种既含有一定数量水硬性晶体矿物又含有潜在活性物质的材料。与普通粉煤灰相比，高钙粉煤灰粒径更小，用作水泥混合材或混凝土掺合料具有减水效果好、早期强度发展快等优点，但它含有一定量的游离氧化钙，如果使用不当，用作水泥混合材及混凝土、砂浆掺合料可能会造成体积安定性不良等一系列后果。

2005年，国家首次将高钙粉煤灰的应用标准纳入2005版标准。为使高钙粉煤灰得到充分利用，在2005版新标准中，规定了C类粉煤灰即氧化钙含量一般大于10%的高钙粉煤灰用于拌制砂浆混凝土以及水泥活性混合材料的技术要求，在新标准中，除对细度、烧失量、含水量都有了明确的指标外，还规定高钙粉煤灰的游离氧化钙的限量及沸煮安定性必须合格。

可参考的结论

1、通过对粉煤灰中火山灰作用的试验研究表明，粉煤灰硅酸盐制品6个月后，大于7μm的颗粒未受到石灰的侵蚀，这说明大于7μm的颗粒大多是起填料作用，而小于该粒径的颗粒主要起火山灰作用。（粉煤灰混凝土中粉煤灰的火山灰效应综述）

试验方向

一、普通粉煤灰

缺点：水化速度慢，掺入混凝土后会引起早期强度明显降低。

1、密度：比重瓶法测定。

2、物质组成：主要以玻璃质结构为主，内含小部分晶体矿物，主要为：

①莫来石(AI6Si2O13)----（由煤灰冷却过程中直接结晶形成，由煤中的高岭土、伊利石以及其他黏土矿物分解而成）

②石英（SiO2）---（来源于未来得及与其它无机物化合的石英颗粒）

③赤铁矿（α-Fe2O3）、磁铁矿(Fe3O4)-------（高温下煤炭中的FeS与熔融的硅酸盐反应而成）

粉煤灰的技术要求

1.1 分级及技术要求

1.1.1 用于水工混凝土的粉煤灰分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级三个等级，其技术要求 应符合下表

项目 技术要求

Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级

细度（45μm方孔筛筛余）

% F类粉煤灰 ≤12.0 ≤25.0 ≤45.0

C类粉煤灰

需水量比

% F类粉煤灰 ≤95 ≤105 ≤115

C类粉煤灰

烧失量

% F类粉煤灰 ≤5.0 ≤8.0 ≤15.0

C类粉煤灰

含水量

% F类粉煤灰 ≤1.0

C类粉煤灰

三氧化硫

% F类粉煤灰 ≤3.0

C类粉煤灰

游离氧化钙

% F类粉煤灰 ≤1.0

C类粉煤灰 ≤4.0

安定性 C类粉煤灰 合格

1.1.2 粉煤灰的放射性应合格。

1.1.3 当粉煤灰用于活性骨料混凝土时，需限制粉煤灰的碱含量，其允许值应经实验论证确定。粉煤灰的碱含量以钠当量（Na2O+0.658K2O）计。

1.1.4 宜控制粉煤灰的均匀性，粉煤灰的均匀性可用需水量比或细度为考核依据。

1.2 标识

1.2.1 粉煤灰生产厂应按批检验，并向用户提交每批粉煤灰的检验结果及出厂产品合格证。

1.2.2 出厂粉煤灰应标明产品名称、类别、等级、生产方式、批号、执行标准号、生产厂名称和地址、出厂日期。袋装粉煤灰还应标明净质量。

1.3 检验与验收

1.2.1 对进场的粉煤灰应按批次取样检验。粉煤灰的取样以连续供应是相同等级、相同种类的200t为一批，不足200t者按一批计。

1.2.2 取样要具有代表性，从不同的部位取样，粉煤灰的品质检验按现行国家和有关行业标准进行。

1.2.3 对进场的粉煤灰抽取的检验样品，应留样封存，并保留3个月。当有争议时，对留洋进行复检或仲裁检验。

1.2.4 每批F类粉煤灰应检验细度、需水量比、烧失量、含水量.三氧化硫和游离氧化钙可按5-7个批次检验一次。每批C类粉煤灰应位验细度、需水量比、烧失量、含水量、游离氧化钙和安定性，三氧化硫可按5-7个批次检脸一次。

试验检测试题（矿物掺合料试验）

一、填空题（15题）

1、混凝土的总碱含量包括水泥、矿物掺合料、外加剂及水的碱含量之和。其中，矿物掺合料的碱含量以其所含可溶性碱计算。粉煤灰的可溶性碱量取粉煤灰总碱量的1/6，矿渣粉的可溶性碱量取矿渣总碱量的1/2，硅灰的可溶性碱量取硅灰总碱量的1/2。

2、按TB10424规范中要求，预应力混凝土中粉煤灰的掺量不宜大于30%。

3、拌制混凝土和砂浆用的粉煤灰一般分为F类粉煤灰和C类粉煤灰。

4、胶凝材料是指用于配制混凝土的水泥与粉煤灰、磨细矿渣粉和硅灰等活性矿物掺和料的总称。水胶比则是混凝土配制时的用水量与胶凝材料总量之比。

5、测定试验样品和对比样品的流动度，两者流动度之比评价矿渣粉的流动度比。

6、矿渣粉活性指数试验是分别测定对比胶砂和试验胶砂的7d和28d抗压强度。

7、粉煤灰用于混凝土中有四种功效 火山灰效应、形态效应、微集料效应、稳定效应。

8、粉煤灰的需水量比对混凝土影响很大除了强度外，还影响流动性和 早期收缩，因此做好需水量比为混凝土试配提供依据。

9、测定试验样品和对比样品的抗压强度，采用两种样品同龄期的抗压强度之比来评价矿渣粉的活性指数。

10、矿渣粉28d活性指数计算，计算结果保留至整数。

11、粉煤灰的矿物组成 结晶矿物、玻璃体、炭粒。

12、粉煤灰对混凝土性能的影响工作性、抗渗性、强度、耐久性、水化热、干缩及弹性模量。

13、筛网的校正采用粉煤灰细度标准样品的标准值与实测值的比值来计算。 14、粉煤灰细度筛工作负压范围4000-6000Pa，筛析时间为180秒，若有成球、粘筛情况可延长筛析时间1-3分钟，直到筛分彻底为止。

15、矿渣粉烧失量检测由于硫化物的氧化引起的误差，可通过检测灼烧前后的SO3来进行校正。

二、单选题（15题）

1、在粉煤灰化学成分中， C 约占 45%—60%。

A、Al2O3 B、Fe2O3 C、SiO2 D、CaO