[发明专利]一种用于水泥生产或混凝土掺合料的粉煤灰及生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥生产中作混合材料或拌制水泥混凝土和砂浆时作掺合料的粉煤灰。

背景技术

粉煤灰是一种工业固体废物，是燃煤电厂或动力锅炉排出的主要固体废弃物，是从煤粉燃烧后的烟气中搜捕下来的细灰。

我国历史存留粉煤灰达120亿吨。按全国平均排灰水平计算，每增加10MW装机容量，每年将增加近万吨粉煤灰的排放量。2009年，中国粉煤灰的产量达到了3.75亿吨，相当于当年中国城市生活垃圾总量的两倍多，其体积可达到4.24亿立方米。相当于每天倒满一个水立方。

大量的粉煤灰如不加处理，就会占用土地，破坏作物和植被；晴天产生扬尘，污染大气；受雨水冲刷渗沥会造成水道淤塞，有毒化学物质还会污染水体，对人类和生物造成危害。

来自国家发改委的数据显示，近几年，在国家一系列鼓励政策的引导下，我国资源综合利用取得了显著成效。据初步统计，2008年，我国工业固体废物综合利用量为12.3亿吨，综合利用率达64.3％，其中粉煤灰综合利用率达67％。

根据中国资源综合利用协会测算，2009年我国综合利用粉煤灰约4亿吨，综合利用率为68％。基本实现了由“以储为主”向“以用为主”的转变。

欧盟、美国、日本等先进国家粉煤灰利用率已达70％～80％，对节约资源和保护环境起到了重要作用。

粉煤灰主要用于拌制水泥混凝土和砂浆时作掺合料及水泥生产中作混合材料。粉煤灰取代部分水泥和细集料，可获得显著的经济效益，还可提高混凝土的抗拉、抗弯强度和耐磨性、耐蚀性、抗渗性、抗冲击性等。在实际施工中，由于粉煤灰的滚珠效应，掺粉煤灰的混凝土有较大的有效振捣半径，易于振捣密实；粉煤灰减水效果显著，能有效改善混凝土的和易性；同时具有减少泌水和离析、降低透水和浸析、减少早期和后期干缩、降低水化热和干燥收缩率等功效。

实践证明，在生产水泥或配制混凝土时掺入一定的粉煤灰，可达到节约水泥、改善混凝土性能、提高工程质量和效率、降低生产成本和工程造价的目的。

然而，我国电厂历史排放的陈年粉煤灰品质不稳定，其中粉煤灰中的烧失量是主要因素。80％以上的粉煤灰烧失量超过6％，有的达20％以上，资源化性能较差，限制了粉煤灰的应用领域和数量，是导致我国粉粉煤灰利用率偏低的重要原因。

对粉煤灰烧失量贡献最大粉煤灰中残余的固定碳。

固定碳的危害来自其多孔体作用。粉煤灰中的残碳主要以空心碳和网状碳的形貌存在，其存在的状态是单体形式、粘结在粉煤灰颗粒的表面、被包裹在粉煤灰颗粒中三种形式。

烧失量越大粉煤灰的需水量比越大。烧失量对粉煤灰需水量比的影响是由于残碳的多孔作用，由于这些多孔的碳颗粒的吸附和固水作用，使粉煤灰的需水量比增大。

烧失量还对混凝土的引气剂效果产生不利的影响，因为这些碳颗粒更容易吸附引气剂。掺加高烧失量粉煤灰通常需要更大剂量的引气剂。引气剂易被多孔体吸附，减少了其周围的气泡量。

同时，未燃尽的碳粒还可视作一个蓄水中心，在严寒气候下形成冰屑影响混凝土的耐久性。

此外高烧失量的粉煤灰因为含碳组分高的颗粒比较轻，在混凝土搅拌、运输和成型过程中容易浮到表面造成混凝土的离析。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于水泥生产或混凝土掺合料的粉煤灰及生产工艺。

本发明的技术方案是，一种用于水泥生产或混凝土掺合料的粉煤灰，由下列原料组成：粉煤灰原灰90％～98％，助燃剂1～10％，粘接剂0.1％～10％。

粉煤灰原灰碳含量为5％以上，水分2～50％。

粘接剂为矿物粘接剂或有机粘接剂。

一种用于水泥生产或混凝土掺合料的粉煤灰的生产工艺，

(1)将上述原料混合均匀为混合料后，用成型设备将混合料加工成团块。团块形状为球状、条状或块状中的一种，团块直径或长度大于5毫米。成型设备为制棒机、制砖机、压块机、压球机、成球机中的一种；

(2)脱碳工序，是将成型后的团块加入到工业窑炉中，用木柴、木炭或煤气引燃后焙烧，温度550～1000℃，时间0.5～12小时；脱碳设备为平炉、竖窑、回转窑、隧道窑中的一种；

(3)烧成后的团块磨制成粉末。