高硫粉煤灰磷矿渣复合材的制备及其混凝土性能研究

资料大小：280KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-14

资料介绍

高硫粉煤灰磷矿渣复合材的制备及其混凝土性能研究
谢祥明
(1．河海大学水利水电工程学院，江苏南京210098；2．广东省水电集团有限公司，广东广州51 1340)
摘要：高硫粉煤灰因为其高硫、高游离钙含量而被限制在水泥和混凝土中应用。通过采用消解和复合粉磨工艺对高硫粉煤灰和磷矿渣进
行处理，采用物理稀释法来解决原状高硫灰中硫和游离钙超标的问题，配置了一种新型的复合材。该复合材集合了两种原材料的优点、削弱了
各自的缺点，在混凝土中以10％-6O％任意掺量替代水泥时，混凝土性能表现优良。研究成果对探索高硫粉煤灰的综合利用具有积极的作用。
关键词：水工材料；混凝土性能；试验研究；高硫粉煤灰；磷矿渣
中图分类号： TU528．041 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2010)05—0073—03
Preparation of high sulfur coal cinder—phosphate slag com posite and it‘S performance of concrete
X／EXiang-ming ‘
(1．HohaiUniversity，Nanjing 210098，China；2．GuangdongProvincialWaterandElectricityCorporation，Guangzhou 511340，China)
Abstract： The application ofhi sulfur coal cinder is limited in concrete because oftheir high sulfur and high free calcium contents．In this pa—
per，slaking and compound nding technique was use to deal with the high sulfur coal cinder and phosphate slag，and the problem ofsulfur and
free calcium exceeding in original high sulfur coal cinder was solved by physical dilution method．This study found that the composite makes use
oftheir predominance an d weaken their weakness；when the mix ratio ofcomposite in concrete was 10％-60％，the performan ce ofthe concrete
shows quite wel1．This research result has positive contribution tO the multipurpose use ofhigh sulfur coal cinder．
KeyWOrds： hydraulicmaterials；performanceofconcrete；experimentalinvestigation；high sulfurcoal cinder；phosphace slag
0 引言
我国西南地区水电资源丰富，但大坝建设需要的普通粉煤
灰比较紧缺，往往要从西南以外地区调灰。尤其在丰水季节，电
网调控往往让水电满载荷运行，限发或停发火电，从而更加剧
了粉煤灰的稀奇状况，往往造成大坝工程不同程度的停工。在
云南红河流域水电开发过程中就遇到上述情况，这也是本课题
研究的背景。根据该地区有大量高硫粉煤灰和工业制磷后的尾
渣这一特点，开展了高硫粉煤灰磷矿渣复合外掺料的性能及其
应用的相关技术研究。
关于高硫粉煤灰，它是火力发电以高硫煤为燃料，经除硫技
术处理后排放的固体副产品。与普通粉煤灰相比它具有CaO、
f-CaO和SO 含量高的特点，一般情况下高硫伴随着高游离钙。
在高钙粉煤灰性能方面笔者曾进行过专题研究【1]，研究结果表
明，原状高钙灰经技术处理后具有细度好、强度高和微膨胀特
性等特点，综合性能优于普通粉煤灰，可在混凝土中大掺量使
用，并有成功应用的实例。对于胶材中高硫对水泥、混凝土的危
害性，在水泥技术中研究得比较充分：硫在水泥、粉煤灰等矿
物掺合料中主要以CaSO 的形式存在，在水泥水化过程中，它与
Ca(OH) 、c 反应生成三硫型水化硫铝酸钙，俗称钙矾石，其
进一步生成体积膨胀的多结晶水化合物。过量的生成物会导致
硬化混凝土膨胀破坏。研究认为，硅酸盐水泥体系中SO 的胀
缩临界值为4．78％。国内外对粉煤灰中SO，的含量有明确，我国
规定粉煤灰中SO 含量不大于3％，美国规定粉煤灰中SO 含量
收稿日期：2009—12-02
不大于5％。上述规定相当于限制了高硫粉煤灰在水泥、混凝土
中的应用。大量高硫粉煤灰只能以废渣形式堆放处理，这既造
成资源浪费又造成环境污染。
关于磷矿渣粉，它是工业制磷产生的尾渣，经粉磨后可用作
混凝土的外掺料。磷矿渣粉用作混凝土的外掺料方面的研究在
国内进行的比较充分，也有应用的实例[3-5／：与外掺普通粉煤灰相
比，混凝土外掺磷矿渣粉具有用水量小、和易性好、早期水化热
低、后期抗压强度高、极限拉伸值高、抗裂性能好等优点。但也存
在干缩性大、绝热温升高等对水工大体积混凝土不利的缺点。
根据高硫粉煤灰、磷矿渣的上述特点，采用消解和复合粉
磨工艺对高硫粉煤灰和磷矿渣进行处理，采用物理稀释法来解
决原状高硫灰硫和游离钙超标的问题，配置一种新型的复合材
料，以寻求集合二者优点克服各自的缺点的解决方案，以探索
高硫粉煤灰综合利用的有效途径。
1 高硫粉煤灰磷矿渣复合材的制备
1：1 原材料
采用云南开远地区的高硫粉煤灰和磷矿尾渣，采用云南通
海普通硅酸盐水泥，主要的矿物成分如表1。