高活性掺合料

高活性掺合料

项目建议书目录

第一章项目背景

目前资源与能源的相对紧张是经济快速发展的瓶颈。活性掺合料作为良好的混凝土矿物添加剂，不仅可节约水泥用量，并且对废弃物具有很好的消纳作，其废弃物利用率可达到90%以上。一方面，消耗废弃物，避免环境污染，另一方面，节约资源，同时改善混凝土性能，提高混凝土耐久性。

掺合料的使用，可改善混凝土和易性，提升混凝土的长期性能，主要原理在于稀释并反应其中的氢氧化钙，使混凝土结构更密实，不易发生侵蚀破坏，是提高混凝土耐久性的重要手段。

宜昌地区磷资源丰富，而在磷资源利用过程中产生废弃已经成为制约宜昌经济发展的重大问题。另外，火电厂存在的粉煤灰同样无法高效利用。利用磷资源废弃及粉煤灰制备高活性掺合料具有较好的市场前景，可缓解目前掺合料不足的局面，同时消纳固体废弃物，节约水泥，降低成本。

第二章项目产品介绍

在混凝土拌和物制备时，为了节约水泥、改善混凝土性能、调节混凝土强度等级，而加人的天然的或者人造的矿物材料，统称为混凝土掺合料。

用于混凝土中的掺合料可分为活性矿物掺合料和非活性矿物掺

合料两大类。非活性矿物掺合料一般与水泥组分不起化学作用，或化学作用很小，如磨细石英砂、石灰石、硬矿渣之类材料。活性矿物掺合料虽然本身不水化或水化速度很慢，但能与水泥水化生成的Ca(OH)反应，生成具有水硬性的胶凝材料。如粒化高炉矿渣，火山灰质材料、粉煤灰、硅灰等。

通常使用的掺合料多为活性矿物掺合料。由于它能够改善混凝土拌和物的和易性，或能够提高混凝土硬化后的密实性、抗渗性和强度等，因此目前较多的土木工程中都或多或少地应用混凝土活性掺合料。特别是随着预拌混凝土、泵送混凝土技术的发展应用，以及环境保护的要求，混凝土掺合料的使用将愈加广泛。

活性矿物掺合料依其来源可分为天然类、人工类和工业废料类。

本项目以粉煤灰、黄磷渣粉和硅粉等几种活性矿物掺合料为主。粉煤灰是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末，其颗粒多呈球

形，表面光滑。粉煤灰有高钙粉煤灰和低钙粉煤灰之分，由褐煤燃烧形成的粉煤灰，其氧化钙含量较高(一般大于10％)，呈褐黄色，称为高钙粉煤灰，它具有一定的水硬性；由烟煤和无烟煤燃烧形成的粉煤灰，其氧化钙含量很低(一般小于10％)，呈灰色或深灰色，称为低钙粉煤灰，一般具有火山灰活性。

低钙粉煤灰来源比较广泛，是当前国内外用量最大、使用范围最广的混凝土掺合料。用其做掺合料有两方面的效果。

(1)节约水泥。一般可节约水泥10％～15％，有显著的经济效益。

(2)改善和提高混凝土的下述技术性能：①改善混凝土拌和物的和易性、可泵性和抹面性；②降低了混凝土水化热，是大体积混凝土的主要掺合料；③提高混凝土抗硫酸及硫酸盐侵蚀的性能；④提高混凝土抗渗性；⑤抑制碱集料反应。

化学成分及主要技术性能

粉煤灰的化学成分因煤的品种及燃烧的条件不同而存在一定的差异，但其主要的成分还是SiO2、A12O3和Fe2O，等，它们的总含量约占粉煤灰质量的75％以上。下表给出了我国一些产煤地区煤种的粉煤灰化学成分及烧失量的统计指标

粉煤灰的主要技术指标包括细度、密度、颗粒形貌、需水量比、活性及烧失量等。粉煤灰的粒径一般为0．001一o．05mm。通常以通过0．045mm的方孔筛余量来评定粉煤灰的细度，有时也用比表面积表示。一般普通粉煤灰的比表面积为200—300平方／kg，而磨细后的粉煤灰一般为300—700平方／kg。

国家标准GBl596-91《用于水泥和混凝土中的煤煤灰》将粉煤灰分为三个等级，各等级细度等指标要求见下表。

粉煤灰的细度一般愈小，其活性就愈大，对馄凝土的作用效果愈好。

世界经济的发展推动着中国技术的进步。我国加入世贸促进了中国在各个领域的技术发展。粉煤灰利用率在美、日、欧等发达国家均已达100%。我国北京、上海、广州等发达城市粉煤灰的利用率达90%，全国平均利用率为40%，而在相当一部分边远落后地区利用率仍为空白。

我国经济高速发展的势头推动着粉煤灰应用的进程。我国经济实力日益状大，国家、地方每年都有相当多的特大型建筑工程。工程越大，混凝土方量越大，粉煤灰是大方量混凝土首选的材料，因为它的性能水化热低，后期强度高，耐久性好，节约水泥量大，实属两全齐美。大工程能用，小工程更可以用。所以社会的发展，技术的进步，改变着人们因循守旧的观念。

目前宜昌地区无活性掺合料，混凝土方量约800万立方，单方混凝土用量100kg，每年市场容量约80万吨。

总之，人类进入21世纪后，在抓混凝土性能质量的提高，经济效益的增长和环保造福人类三股洪流的驱动下，以粉煤灰为主料的本专利技术产品的市场必然是广阔的，前景是辉煌的。

高活性掺合料产业的发展现状和趋势，市场的供需现状、市场规模和发展潜力，高活性掺合料技术与研发状况，高活性掺合料产业链，包括生产商、供应商、服务商和终端用户等进行了系统、全面的调查、分析和预测，确定生产规模如下：

1、粉煤灰型高和性掺合料150,000-200,000吨/年；

2、黄磷渣粉型高和性掺合料50,000-100,000吨/年。

结合本项目生产设计规模，需要建设用地70亩，新建厂房及办公楼48000M2。

一、对磷工业废气物和粉煤灰进行物理活化和化学活化。

物理活化，即对粉体进行超细化处理，增加其表面活性，从而提高其水化能力，在水泥水化的碱性环境下发挥其高胶凝特性。

化学活化，即采用化学激发剂激发起反应活性，从达提高其胶凝效率，达到增强的效果。

二、高效减水剂对超细微珠表面改性

利用高效减水剂对掺合料进行表面改性，并研究高效减水剂在超细微珠表面的吸附及释放特性，从而利用高活性掺合料控制浆体流动性，使混凝土具有更好的流动性。

三、高活性掺合料的功能化设计

利用化学外加剂对高活性掺合料进行改性，从引气、增强等多手段增加活性掺合料的功能性，使配制的混凝土具有良好的工作性和强度，提高其耐久性和防侵蚀能力，同时代替水泥降低成本。