粉煤灰性质及介绍.docx

粉煤灰的概念粉煤灰的现状粉煤灰的成份与性质一粉煤灰的形成二粉煤灰的组成三粉煤灰的结构四粉煤灰的性质五粉煤灰的存在形态粉煤灰的概念粉煤灰的现状粉煤灰的成份与性质一粉煤灰的形成二粉煤灰的组成三粉煤灰的结构四粉煤灰的性质五粉煤灰的存在形态• 粉煤灰的用途• 粉煤灰检验规定• 粉煤灰标志和包装• 粉煤灰运输和储存粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体 废物我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO2、AI2O3、FeO、Fe2O3、CaO、Ti O2 等粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉 煤灰排放量逐年增加大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造 成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害另外粉煤灰可作为混凝土 的掺合料粉煤灰的概念粉煤灰的燃烧过程：煤粉在炉膛中呈悬浮状态燃烧，燃煤中的绝大部分可燃物都 能在炉内烧尽，而煤粉中的不燃物 （主要为灰分 ）大量混杂在高温烟气中这些不燃物 因受到高温作用而部分熔融， 同时由于其表面张力的作用， 形成大量细小的球形颗粒 在锅炉尾部引风机的抽气作用下，含有大量灰分的烟气流向炉尾。

随着烟气温度的降 低，一部分熔融的细粒因受到一定程度的急冷呈玻璃体状态，从而具有较高的潜在活 性在引风机将烟气排入大气之前， 上述这些细小的球形颗粒， 经过除尘器， 被分离、 收集，即为粉煤灰粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，现阶段我国年排渣量已达 3000 万 t随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，粉煤灰的处理和利用 问题引起人们广泛的注意粉煤灰的现状我国是个产煤大国，以煤炭为电力生产基本燃料近年来，我国的能源工业稳步 发展，发电能力年增长率为 7.3% ，电力工业的迅速发展，带来了粉煤灰排放量的急 剧增加，燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量逐年增加， 1995 年粉煤灰排放量达 1. 25亿吨，2000年约为1.5亿吨，到 2010年将达到 3亿吨，给我国的国民经济建设 及生态环境造成巨大的压力 另一方面，我国又是一个人均占有资源储量有限的国家， 粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经 济政策，是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是电力生 产所面临解决的任务之一经过开发，粉煤灰在建工、建材、水利等各部门得到广泛 的应用。

20 世纪 70 年代，世界性能源危机，环境污染以及矿物资源的枯竭等强烈地激发 了粉煤灰利用的研究和开发，多次召开国际性粉煤灰会议，研究工作日趋深入，应用 方面也有了长足的进步粉煤灰成为国际市场上引人注目的资源丰富、价格低廉，兴 利除害的新兴建材原料和化工产品的原料，受到人们的青睐目前，对粉煤灰的研究 工作大都由理论研究转向应用研究，特别是着重要资源化研究和开发利用利用粉煤 灰生产的产品在不断增加，技术在不断更新国内外粉煤灰综合利用工作与过去相比 较，发生了重大的变化，主要表现为：粉煤灰治理的指导思想已从过去的单纯环境角 度转变为综合治理、资源化利用；粉煤灰综合利用的途径以从过去的路基、填方、混 凝土掺和料、土壤改造等方面的应用外，发展到目前的在水泥原料、水泥混合材、大 型水利枢纽工程、泵送混凝土、大体积混凝土制品、高级填料等高级化利用途径 粉煤灰的成份与性质粉煤灰、沙子、水泥构成了生产彩瓦的主要成分一 粉煤灰的形成第一阶段粉煤在开始燃烧时，其中气化温度低的挥发分，首先自矿物质与固体碳连接的缝 隙间不断逸出，使粉煤灰变成多孔型炭粒此时的煤灰，颗粒状态基本保持原煤粉的 不规则碎屑状，但因多孔型性，使其表面积更大。

第二阶段伴随着多孔性炭粒中的有机质完全燃烧和温度的升高，其中的矿物质也将脱水、 分解、氧化变成无机氧化物，此时的煤灰颗粒变成多孔玻璃体，尽管其形态大体上仍 维持与多孔炭粒相同，但比表面积明显地小于多孔炭粒第三阶段随着燃烧的进行，多孔玻璃体逐渐融收缩而形成颗粒，其孔隙率不断降低，圆度 不断提高，粒径不断变小， 最终由多孔玻璃转变为一密度较高、 粒径较小的密实球体 颗粒比表面积下降为最小 不同粒度和密度的灰粒具有显著的化学和矿物学方面的特 征差别，小颗粒一般比大颗粒更具玻璃性和化学活性最后形成的粉煤灰（其中80%〜90%为飞灰,10%〜20%为炉底灰）是外观相似, 颗粒教细而不均匀的复杂多变的多相物质飞灰是进入烟道气灰尘中最细的部分，炉 底灰是分离出来的比较粗的颗粒，或是炉渣这些东西有足够的重量，燃烧带跑到炉 子的底部二 粉煤灰的组成1 粉煤灰的化学组成我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为： SiO2 、Al2O3 、FeO、Fe2O3 、CaO 、 TiO2、 MgO 、K2O、 Na2O、SO3、MnO2 等，此外还有 P2O5 等其中氧化硅、 氧化钛来自黏土，岩页；氧化铁主要来自黄铁矿；氧化镁和氧化钙来自与其相应的碳 酸盐和硫酸盐。

粉煤灰的元素组成（质量分数）为：O 47.83% , Si 11.48%〜31.14% , AI 6.40%〜 22.91%，Fe 1.90%〜18.51%， Ca 0.30%〜25.10%，K 0.22%〜3.10%，Mg 0.0 5%〜1.92%，Ti 0.40%〜1.80%，S 0.03%〜4.75%，Na 0.05%〜1.40%，P 0.00%〜 0.90%，CI 0.00%〜0.12%，其他 0.50%〜29.12%由于煤的灰量变化范围很广， 而且这一变化不仅发生在来自世界各地或同一地区 不同煤层的煤中，甚至也发生在同一煤矿不同的部分的煤中因此，构成粉煤灰的具 体化学成分含量，也就因煤的产地、煤的燃烧方式和程度等不同而有所不同其主要 化学组成见下表我国电厂粉煤灰化学组成 %成分 SiO2 A12O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O 烧失量 范围 34.30〜65.76 14.59〜40.12 1.50〜16.22 0.44〜16.80 0.20〜3.72 0.00〜6.00 0.10〜4.23 0.02〜2.14 0.63〜29.97均值 50.8 28.1 6.2 3.7 1.2 0.8 1.2 0.6 7.92 粉煤灰相关信息粉煤灰的活性主要来自活性 SiO2（玻璃体SiO2）和活性A12O3 （玻璃体A12O3 ） 在一定碱性条件下的水化作用。

因此，粉煤灰中活性 SiO2、活性A12O3和f-CaO（游 离氧化钙）都是活性的的有利成分，硫在粉煤灰中一部分以可溶性石膏 （CaSO4）的形式存在，它对粉煤灰早期强度的发挥有一定作用，因此粉煤灰中的硫对粉煤灰活性也 是有利组成粉煤灰中的钙含量在 3%左右，它对胶凝体的形成是有利的国外把 C aO含量超过10%的粉煤灰称为C类灰，而低与10%的粉煤灰称为F类灰C类灰 其本身具有一定的水硬性，可作水泥混合材， F 类灰常作混凝土掺和料，它比 C 类灰 使用时的水化热要低粉煤灰中少量的 MgO、 Na2O、 K2O 等生成较多玻璃体，在水化反应中会促进碱 硅反应但 MgO 含量过高时，对安定性带来不利影响粉煤灰中的未燃炭粒疏松多孔，是一种惰性物质不仅对粉煤灰的活性有害，而且 对粉煤灰的压实也不利过量的 Fe2O3 对粉煤灰的活性也不利粉煤灰的矿物组成由于煤粉各颗粒间的化学成分并不完全一致， 因此燃烧过程中形成的粉煤灰在排 出的冷却过程中，形成了不同的物相比如：氧化硅及氧化铝含量较高的玻璃珠在铁 矿，另外，粉煤灰中晶体矿物的含量与粉煤灰冷却速度有关一般来说，冷却速度较 快时，玻璃体含量较多：反之，玻璃体容易析晶。

可见，从物相上讲，粉煤灰是晶体 矿物和非晶体矿物的混合物其矿物组成的波动范围较大一般晶体矿物为石英、莫 来石、磁铁矿、氧化镁、生 石灰及无水石膏等，非晶体矿物为玻璃体、无定形碳和次 生褐铁矿，其中玻璃体含量占 50%以上三 粉煤灰的结构粉煤灰的结构是在煤粉燃烧和排出过程中形成的，比较复杂在显微镜下观察， 粉煤灰是晶体、玻璃体及少量未燃炭组成的一个复合结构的混合体混合体中这三者 的比例随着煤燃烧所选用的技术及操作手法不同而不同其中结晶体包括石英、莫来 石、磁铁矿等；玻璃体包括光滑的球体形玻璃体粒子、形状不规则孔隙少的小颗粒、 疏松多孔且形状不规则的玻璃体球等；未燃炭多呈疏松多孔形式四 粉煤灰的性质物理性质粉煤灰的物理性质包括密度、堆积密度、细度、比表面积、需水量等，这些性质 是化学成分及矿物组成的宏观反映由于粉煤灰的组成波动范围很大，这就决定了其 物理性质的差异也很大粉煤灰的基本物理性质见表粉煤灰的基本物理特性项目范围均值密度/ （g/cm3 ） 1.9 〜2.9 2.1堆积密度 / （g/cm3 ） 0.531 〜1.261 0.780比表面积（cm2/g ） 氮吸附法800〜19500 3400透气法1180〜6530 3300原灰标准稠度 /% 27.3〜66.7 48.0需水量/% 89〜130 10628d 抗压强度比 /% 37〜85 66粉煤灰的物理性质中，细度和粒度是比较重要的项目。

它直接影响着粉煤灰的其 他性质，粉煤灰越细，细粉占的比重越大，其活性也越大粉煤灰的细度影响早期水 化反应，而化学成分影响后期的反应化学性质粉煤灰是一种人工 火山灰质混合材料，它本身略有或没有水硬胶凝性能，但当以 粉状及水存在时，能在常温，特别是在水热处理（蒸汽养护）条件下，与氢氧化钙或其 他碱土金属氢氧化物发生化学反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，成为一种增加 强度和耐久性的材料五 粉煤灰的存在形态粉煤灰是以颗粒形态存在的， 且这些颗粒的矿物组成、 粒径大小、形态各不相同 人们通常将其形状分为珠状颗粒和渣状颗粒两大类 根据北京科技大学宋存义等用扫 描式电子显微镜的观察表明，粉煤灰由多种粒子构成，其中珠状颗粒包括空心玻珠（漂 珠）、厚壁及实心微珠（沉珠）、铁珠（磁珠）、炭粒、不规则玻璃体和多孔玻璃体等五大 品种其中不规则玻璃体是粉煤灰中较多的颗粒之一，大多是由似球和非球形的各种 浑圆度不同的粘连体颗粒组成有的粘连体断开后，其外观和性质与各种玻璃球形体 相同，其化学成分则略有不同多孔玻璃体形似蜂窝，具有较大的表面积，易黏附其 他碎屑，密度较小，熔点比其他微珠偏低，其颜色由乳白至灰色不等在扫描式电子 显微镜下可以比较容易地观察到不规则玻璃体的存在。

渣状颗粒包括海绵状玻璃渣 粒、炭粒、钝角颗粒、碎屑和粘聚颗粒等五大品种正是由于这些颗粒各自组成上的 变化，组合上的比例不同，才直接影响到粉煤灰质量的优劣粉煤灰的用途在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细 骨料；减少了用水量；改善了混凝 土拌和物的和易性；增强混凝土的可泵性；减少了混凝土的徐变；减少水化热、热能 膨胀性；提高混凝土抗渗能力；增加混凝土地修饰性国标一级：采用优质粉煤灰和高效减水剂复合技术生产高标号混凝土的现代混凝 土新技术正在全国迅速发展国标二级：优质粉煤灰特别适用于配制泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗结构混 凝土、抗硫酸盐混凝土和抗软水侵蚀混凝土及地下、水下工程混凝土、压浆混凝土和 碾压混凝土国标三级：粉煤灰混凝土具有和易性好、可泵性强、终饰性改善、抗冲击能力提高、抗冻性增强等优点粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质混合材料 它是燃烧煤的发电 厂将煤磨成 100 微米以下的煤粉， 用预热空气喷入炉膛成悬浮状态燃烧， 产生混杂有 大量不燃物的高温烟气，经集尘装置捕集就得到了粉煤。