超细粉煤灰的应用

超细粉煤灰的应用

----双鸭山新时代水泥有限责任公司

双鸭山新时代水泥有限责任公司是股份制企业,是黑龙江省重点水泥企业之一。位于市区北部6.5公里、福利镇东南2公里。毗邻哈同公路、依饶公路和双鸭山城市环路，有自备铁路专用线，交通运输方便。公司占地面积20万平方米，有ф3X46m五级旋风窑外分解窑（1500T/D熟料）和ф2.8/2.5X41m四级旋风窑外分解窑（1000T/D熟料）两条新型干法水泥生产线，公司拥有储量丰富的原材料基地，年生产水泥能力150万吨。固定资产净值43370万元，企业注册资本7079万元,银行信用等级为AA级，企业资信等级A+级。现有员工943人，各类专业技术人才76人，其中高级职称6人，中级职称26人，初级职称44人；专业技能人才237人，其中高级技师4人，技师117人。几年来，企业全面贯彻落实科学发展观，依靠科技进步、科技创新，大力开展节约能源、保护环境、资源综合利用和可持续发展的技术改造项目，用现代技术改造传统产业，走新型工业化道路，使企业发生了巨大变化。

在继粉煤灰综合利用项目之后，企业与哈工大自主联合开始了对粉煤灰深化利用，如何进行超细粉煤灰进行了研究。超细粉煤灰（比表面积为700-1000m2/kg）是一种高功能性的水泥混合材和混凝土掺合料，应用经济高效的制备工艺来生产超细粉煤灰是提升粉煤灰附加值的工业化有效途径之一。粉煤灰已得到建材工业的广泛应用，尤其在水泥和混凝土中，这无疑是大宗消化粉煤灰的有效途径。如何制备高功能效应的粉煤灰是深化利用粉煤灰的研发方向，而应用经济高效

的制备工艺来实施粉煤灰的超细粉磨是非常有效的途径之一。众所周知，在配制高性能混凝土的关键技术中，利用微粉掺合料的特性可以改善混凝土的性能，因此硅灰、超细矿渣粉、细粉煤灰等掺合料已被视为现代混凝土的“第六组分”，其中硅灰和矿粉资源在全国很多地方已是物尽其用，而粉煤灰资源的深化利用还有较大提升空间。

目前在水泥行业，一般将电厂分选后的粗灰作为混合材与熟料、石膏等共同粉磨，或者将粗灰单独粉磨成普通细灰再外掺入水泥中，而将粗灰加工成超细灰的很少。而我们的研发工作主要就是将粗灰、常规粉煤灰加工成超细灰。粉煤灰处理工艺简单分为两种，共同粉磨和单独粉磨，下面简要比较不同粉煤灰处理工艺的相关情况。

1、共同粉磨和单独粉磨

共同粉磨尽管工艺简单，但由于粉煤灰与熟料的易磨性差异很大，以及粉煤灰自身流动性好等因素，会导致磨机仓中破碎能力减弱，粉煤灰细粉会起到垫衬作用；物料流速过快使其在磨内的停留时间大大减少，粉煤灰易磨性好却并不能够被充分磨细，使得粉煤灰水泥需水量很高。而采用分别粉磨工艺可以有效解决以上问题，因为根据粉煤灰的粉磨特性可以配置合理的研磨体级配以及磨内适宜的结构参数，有效控制物料流速来实现较好的粉磨效果。而粉煤灰磨得更细一些则更有利于发挥其活性和填充效应。粉煤灰中的未燃尽炭和多孔玻璃体都可被充分磨细，有利于粉煤灰减水效应的发挥。研究表明：（1）分别粉磨工艺能够有效改善粉煤灰水泥的颗粒级配，提高抗压强度、标准稠度用水量，并能够降低粉磨综合电耗。

（2）在保持水泥具有基本相同的强度和工作性能的情况下，分别粉磨工艺能够有效提高水泥中粉煤灰的掺量，并能够明显增强水泥与减水剂的适应性。

（3）分别粉磨工艺生产水泥时，在配制水泥的比表面积相同的情况下，熟料组分的细度较粗而粉煤灰细度较细的方案，与熟料组分较细而粉煤灰组分较粗的方案相比，两者的强度性能差别并不大，而前者的工作性、与减水剂的适应性以及在能量消耗方面都有比较显著的优势。

2、普通磨细灰和分选灰

电厂分选的一、二级灰一般可以直接销售，剩余的粗灰若采用单独粉磨工艺来加工，粉煤灰的成品细度也大都在一、二级灰水平，可称之为普通磨细灰。以比表面积370 m2/kg的分选灰与普通磨细灰比较，研究表明：

（1）细粉煤灰由于网珠状颗粒少于分选粉煤灰，表面缺陷较多且较为粗糙，因此普通磨细粉煤灰的需水量较大，且在相同水胶比的条件下，所配置的水泥胶砂流动度较小。

（2）在相同水泥胶砂流动度的条件下，普通磨细粉煤灰配制水泥胶砂的3d、7d及28d强度低于分选粉煤灰配制的水泥胶砂强度：在60d时二者接近或反超。

可见普通磨细粉煤灰在综合性能上弱于分选灰，将磨细粉煤灰的细度大幅提高会获得较为满意的效果。

3、超细粉煤灰

相关研究表明，根据具体粉煤灰的物性，将粉煤灰的原灰或粗灰粉磨到比表面积为700-1000m2/kg，将明显提升其应用价值：普通磨细灰和超细粉煤灰不同掺入量对水泥强度的影响统计报

（1）显著提高粉煤灰活性，使得在配制相同强度等级的水泥或者塑性混凝土时，大幅提高粉煤灰的掺量。

（2）具有明显的减水效果。对超细粉煤灰颗粒形貌的研究表明，在粉磨过程中虽然有部分大的球状微珠遭到了破坏，但又能够释放新的和更小的球状微珠；尽管比表面积大幅增加会需要更多的湿润水，但其密实填充效应又大幅减少孔隙水，因此超细粉磨对粉煤灰在水泥和混凝土中的工作性没有不利影响。在掺有高效减水剂和低水灰比的体系下，由于其良好的填充效应，反而能够大幅度提高工作性，能减水10%左右。

（3）超细粉煤灰和高效减水剂双掺使用时，能够配制高强度砂浆和

大流动度高性能混凝土，并具有流动度损失小和干燥收缩小等

特点。

在粉煤灰水泥粉磨中，单独粉磨粉煤灰比共同粉磨有优势；相比普通粉磨，将粉煤灰超细粉磨又会带来显著的性能提升。超细粉煤灰是一种高功能性的水泥混合材和混凝土掺合料，而电厂通过电收尘收集的超细灰数量占比很小，通过粉磨将电厂原灰或粗灰加工成超细粉煤灰无疑是提升粉煤灰附加值的工业化有效途径之一。

超细粉煤灰的减水作用，对混凝土工作性的显著改进作用，以及对砂浆或者混凝土强度的增加程度，是普通磨细灰和商品灰所不能达到的，在等同生产条件下可比普通磨细灰多掺入10%，节约10%的熟料用量，按公司150万吨水泥生产能力计算，可节约熟料15万吨，仅此一项可为公司节约成本3000多万元，，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益.推广潜力巨大。