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脱硝粉煤灰用于水泥和混凝土的应用技术研究

2019-12-16 18:49 作者:电竞app 点击:

  《火电厂大气污染物排放标准》以来,已相继出台一系列节能环保政策,加快推进了燃煤电厂脱硝工程的建设和

  目前我国大型电厂纷纷完成脱硝设施改造。据统计,2013年全行业火电SCR脱硝机组容量达3.26亿kw,约占现役机组容量的96.18%。随着电力脱硝的强制实施,电厂产生的粉煤灰将全部成为脱硝粉煤灰。

  脱硝工艺的运行可能使粉煤灰含碳量提高,强度活性指数降低且铵盐、硝酸盐等化学成分偏高,影响其应用于水泥、混凝土的性能。目前普通粉煤灰、脱硫粉煤灰应用于水泥和混凝土的技术国内外已有诸多研究,而关于脱硝粉煤灰的应用技术研究国内尚存在空白。

  本文通过对比脱硝粉煤灰与普通粉煤灰应用于水泥、混凝土的性能差异及其与减水剂的相容性等,探索脱硝粉煤灰资源化利用于建材的应用技术,为实际工程应用提供指导。

  P.I42.5水泥:来自曲阜中联水泥有限公司,化学成分及物理性能见表2、表3;

  粉煤灰:来自华能上海石洞口第一电厂的普通粉煤灰(Y2)和脱硝粉煤灰(Y4)共4批,每批为同一时间同步取样,化学成分见表5;

  减水剂:采用上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司生产的两种萘系减水剂和上海建研建材科技公司生产的两种聚羧酸减水剂,基本信息见表9。

  水泥的外加剂相容性试验依据GB50119―2013《混凝土外加剂应用技术规范》进行,水泥凝结时间、强度依据GB175―2007《通用硅酸盐水泥》进行;混凝土性能试验依据GB/T50080―2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》、GB/T50081―2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》、GB/T50082―2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行。

  掺脱硝粉煤灰的水泥-粉煤灰体系、掺普通脱硝粉煤灰的水泥-粉煤灰体系(掺量为整个体系的30%)与减水剂的相容性试验结果见如下:

  由图1可见,萘系减水剂与两种水泥-粉煤灰体系的相容性试验结果比较一致。随着萘系减水剂N1、萘系减水剂N2掺量的增加,两种水泥-粉煤灰体系的初始流动度逐渐增加,60min流动度损失逐渐减小,当达到饱和掺入点2%(对应的60min流动度损失为9mm)后,初始流动度增速放缓,对应的60min流动度损失减速也放缓。

  由图2可见,掺两种聚羧酸减水剂的水泥-粉煤灰体系的初始流动度与60min流动度损失稍有差异。比较聚羧酸减水剂J2和聚羧酸减水剂J1,聚羧酸减水剂J1更能提高水泥-粉煤灰体系的初始流动度,饱和掺入点为0.8%,对应的60min流动度损失为12mm;聚羧酸减水剂J2更能降低水泥-粉煤灰体系的60min流动度损失,饱和掺入点为0.8%所对应的60min流动度损失为3mm,这体现了保坍型减水剂的优势。

  总体来说,两种萘系减水剂、两种聚羧酸减水剂均可用于掺脱硝粉煤灰的水泥-粉煤灰体系,且聚羧酸减水剂与此水泥-粉煤灰体系的相容性更好。

  掺不同比例粉煤灰的水泥组分见表10。其凝结时间测试结果见图3,强度试验结果见图4。

  掺入脱硝粉煤灰的水泥比掺入普通粉煤灰的水泥相的初凝时间平均缩短25min、终凝时间平均缩短20min。强度方面,随着粉煤灰掺量的增加,水泥的抗压强度逐渐下降,而水泥的抗折强度小幅上升。这可能是由于磨细后的粉煤灰掺入水泥中使硬化体更致密,首先表现在以解理断裂为破坏机理的抗折强度上;但随着粉煤灰掺量的增加,水泥熟料含量降低导致水泥活性逐渐下降。

  掺脱硝粉煤灰的水泥比掺普通粉煤灰的水泥的抗压强度下降3.2%~9.3%,抗折强度下降1.5%~13.2%。故使用脱硝粉煤灰时应适当降低掺量上限。

  掺脱硝粉煤灰的混凝土和掺普通粉煤灰的混凝土和的配合比见表11,基本性能见表12。

  掺脱硝粉煤灰的混凝土的坍落度、含气量、电通量试验结果与掺普通粉煤灰的混凝土一致。凝结时间缩短5~30min。这与掺脱硝粉煤灰的水泥凝结时间会缩短结论一致。总体来说脱硝粉煤灰对混凝土拌合物性能影响不大。掺脱硝粉煤灰的混凝土的7d、28d抗压强度比掺普通粉煤灰的降低12.6%、6.1%,故将脱硝粉煤灰应用于混凝土时可适当降低掺量。

  (1)萘系减水剂、聚羧酸减水剂均可用于掺脱硝粉煤灰的水泥-粉煤灰体系,饱和掺入量分别为2%与0.8%,且聚羧酸减水剂与水泥-粉煤灰体系的相容性更好。

  (2)与掺普通粉煤灰的水泥相比,掺脱硝粉煤灰的水泥的凝结时间缩短20~25min,3d、7d的抗压强度下降3.2%~9.3%,早期抗折强度下降1.5%~13.2%。

  (3)脱硝粉煤灰对混凝土拌合物性能影响不大,凝结时间缩短5~30min,其7d、28d抗压强度比掺普通粉煤灰的混凝土降低12.6%、6.1%,在实际工程应用中应限制掺入上限或结合现场验证试验后谨慎使用。(来源:《粉煤灰》2016)返回搜狐,查看更多

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