超細粉煤灰及其制備
一.導言
¡將粉煤灰加工到比表面積≥700m2/kg，作為高性能摻合料具有優(yōu)異的性能。由于超細粉煤灰的形態(tài)效應、微集料填充效應和火山灰活X，生產(chǎn)配制水泥時可大幅提高其在水泥中的摻加比例，在配制高性能混凝土或普通混凝土中摻入超細粉煤灰，可G善混凝土的工作性能，提高混凝土的強度、抗?jié)B性及抗凍性等；還可用于配制超細水泥、注（灌）漿材料等。在普通一、二級商品灰的基礎上又顯著提升了粉煤灰的應用價值。
二.粉煤灰的粉磨比較
1.共同粉磨
與熟料、石膏及其它混合材共同在磨機中粉磨。工藝簡單；但粉煤灰與熟料的易磨性差異大以及粉煤灰自身流動性好等因素，會導致磨內(nèi)參數(shù)難以優(yōu)化，降低了粉磨效率，同時物料流速過快使得粉煤灰并不能夠被充分磨細，使得粉煤灰水泥的需水量較高。
2.單獨粉磨
1） 目前主要是將原灰或粗灰制備成一、二級灰。針對粉煤灰粉磨特性優(yōu)化粉磨工藝參數(shù)，克服共同粉磨的缺點；而粉煤灰細磨則有利于發(fā)揮其活X和填充效應, 粉煤灰中的未燃盡炭和多孔玻璃體可被充分磨細, 有利于需水量的降低。配制水泥時能夠降低單位產(chǎn)品的綜合電耗。
2）普通磨細灰與直接分選灰
單獨粉磨工藝加工的一、二級灰，與直接分選的粉煤灰比較：
1）普通磨細灰的需水量比較大，且在相同水膠比的條件下，所配制的水泥膠砂流動度較小。
2）在相同水泥膠砂流動度的條件下，普通磨細灰配制水泥膠砂的3、7及 28天強度低于分選粉煤灰配制的水泥膠砂強度。
普通磨細灰在綜合性能上弱于直接分選灰，若將磨細灰的細度大幅提高會獲得較為滿意的效果。
3.超細粉磨
相關研究表明，將粉煤灰粉磨到比表面積≥ 700m2/kg,將明顯提升其應用價值：超細粉煤灰的減水作用、對混凝土工作性的顯著改進作用, 以及對砂漿或混凝土強度的增加程度, 是普通磨細灰和商品灰所不能達到的, 是一種具有高功能效應的混凝土礦物摻和料或者水泥混合材。
1）顯著提高粉煤灰活X，使得在配制相同等級的水泥或者塑性混凝土時, 大幅提高粉煤灰的摻量。
2）在粉磨過程中雖然有部分大的球狀微珠遭到了破壞, 但又能夠釋放新的和更小的球狀微珠；盡管比表面積大幅增加會需要更多的濕潤水，但其密實填充效應又大幅減少孔隙水。在摻有減水劑和低水灰比的體系下, 由于其良好的填充效應, 反而能夠大幅度提高工作性, 減水10左右。
3) 超細粉煤灰和減水劑雙摻使用時, 能夠配制GAO強度砂漿和大流動度高性能混凝土, 并具有流動度損失小和干燥收縮小等特點。
三.超細粉煤灰制備
¡綜合比較目前應用的粉磨設備可以發(fā)現(xiàn)，基于料層間擠壓原理的粉磨設備如輥壓機、立磨、水平輥磨（HORO磨）等對于粉煤灰的粉磨特性不是很適應，而國內(nèi)的高能球磨如振動磨、行星磨等雖然N量利用率高，但目前尚不能適應建材產(chǎn)品的大規(guī)模制備以及高運轉(zhuǎn)率的要求。
制備工藝采用改進型管磨機的閉路粉磨系統(tǒng)。
1.基本流程
¡現(xiàn)場圖
2.系統(tǒng)設備
1）超細管磨機
新建生產(chǎn)線專用磨機采用特殊設計的長徑比及內(nèi)部可控流裝置結(jié)構(gòu)，適應粉煤灰的超細粉磨特性；原有粉磨線的技改可根據(jù)現(xiàn)有磨機的規(guī)格做優(yōu)化配置以及相應改造。
2）JSII空氣噴射型超細選粉機
JSII空氣噴射型超細選粉機采用空氣噴射氣流懸浮分散物料、預分級物料以及平面渦流分級技術，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)的專門設計使物料得到分級，可穩(wěn)定分選比表面積在≥700 m2/kg的產(chǎn)品。
3）針對超細粉煤灰特性改進設計的收塵器、輸送等設備。
其它：根據(jù)粉煤灰工藝性能需要在粉磨時還可加入添加劑。
3.相關制備工藝
¡1）預選粉磨：適用原料為一、二級灰
2）粉磨分選工藝
¡適用原料為原灰、粗灰
3）串聯(lián)粉磨工藝
¡適用于長徑比小的舊磨機系統(tǒng)改造
4.相關技術指標
1）視原料不同，單位實際電耗35-60kwh/t；
2）超細粉煤灰比表面積≥ 700m2/kg ；
3）超細粉煤灰顆粒細度： 32um 篩余≤10；45um篩余一般為零。
四. 部分性能研究
1.水泥試驗
試驗方法：按照GBT 18736-2002《GAO強高性能混凝土用礦物外加劑》進行，按相同流動度條件下的水膠比進行強度試驗，比較各個齡期的活X。其中超細粉煤灰由NMG東孚水泥公司生產(chǎn)（比表面積750m2/kg）；磨細礦粉：采用NMG當?shù)啬ゼ毜V渣粉（比表面積415m2/kg）；水泥為該公司32.5#、42.5#水泥。
水泥試驗
1）出廠325#水泥試驗數(shù)據(jù)
水泥試驗
¡2）出廠425#水泥試驗數(shù)據(jù)
2.混凝土試驗（數(shù)據(jù)表略）
3.試驗結(jié)果
¡分別在現(xiàn)有出廠325#和425#水泥中摻入5、10、20超細粉煤灰，試驗結(jié)果表明，按合適比例摻入并不降低水泥的各項性能。
¡水膠比0.45時，在相同外加劑用量、相同用水量的條件下，摻入20的超細粉煤灰，與純水泥混凝土相比，混凝土的流動性、抗壓強度基本沒有變化；其中超細粉煤灰30的摻量效果與摻量30的S95級礦粉相當。
五.結(jié)語
¡在粉煤灰水泥粉磨中，單獨粉磨粉煤灰比共同粉磨有優(yōu)勢；相比普通細磨，將粉煤灰超細粉磨又會帶來顯著的性能提升。超細粉煤灰是一種高功能性的水泥混合材和混凝土摻合料，通過粉磨將電廠原灰或粗灰加工成超細粉煤灰無疑是提升粉煤灰附加值的工業(yè)化途徑之一。
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