■试验研究 建蜥 利用循环流化床脱硫灰作为混凝土掺合料的探讨 王子为 稿建．萏建筑材料工业科学研究所，福建肖建筑材料质量监督检验站，福建福州３５１）１）ｌｌ 摘要循环流化床（（：ＦＩｊ）脱硫灰作为混凝土掺和料使用时，因其高硫高钙的特点，存在着膨胀性能过大的危害 通过分析脱硫灰物理化学ｔｉ￣－ｇｔ：．，研究脱硫灰作为混凝土掺和料的最佳掺量点，并对其进行一定程度的机械粉磨使其改 洼，改善其膨胀性能以及提高其力学性能、 关键词ＣＦＢ脱硫灰；粉磨改性；浸水膨胀性能；混凝土；掺合料 ０引言 找 址肿 ｛人的垛狄 ｆ『ｊ１ 消费 ，燃煤Ｔ：、 带 、Ｉ Ｊｔ】 ｊ１ 流化眯 』ｉ警通煤粉炉技术仃筹异， 燃烧濉 物料，；『ｌＪ味的－岛低小Ｍ，导敛其产生的坎的化学成分、矿物 求的Ｉ 人的ｓ（） 排放｛ 埘ｒ 怠环境是严重威胁，ｊ ｔ ．火 ，ｌＪ发电 垃ｓ（） 排放的 求源之一…，其产牛的ｈＪ 剐 绀战故物 忡质 ，Ｊ‘ 也有很夫片抖Ｉ ＣＦＢ脱硫厥 硫 岛 钙Ｖ，ｊ￣，￣－－ 使 仃较大的膨胀性．对丁建材制 １ 具ｌｆｒ较大艟 Ｊ 品悦硫捩淤也 ｌ１ 增『ＪＩｌ ｆ ¨、¨ 脱硫灰的研究，还主 封 ”料、路 Ｊ Ｉ』 忖料等领域，利川途 较 昕以进 步 ｆ究（：｝ Ｂ脱硫恢的特性，埘其进ｆ 适、 改悱 ． 埘＿ｒ 的资源化利川具有重大意义 少，带术的ｌ＿、』 附『』Ｉｌｆｆ．『们 ，没“『ＪＩＪ 的 济效盗 流化 （ｔ： ）技术址近卜ＪＬｑ－迅速发展的一项高效 低污染清沾燃烧技术， 箭Ｊ 燃料适咿 广、燃烧效率离和 尚效脱硫 优 Ｉ一 （：¨；Ｊ】弛硫从【｛ＩＪ衢』 流化Ｊ术锅炉内的禽硫 １原材料 （１）ＣＩ Ｂ悦疏 ： ｊ Ｅ尔 “Ｉ土厂提供， 丧１十¨埘ｊ 普通 粉煤厥．（： Ｂ脱硫耿 观｛｝Ｊ高硫高钙的特点， … 与ｆ－Ｃ ０ ｝ 均趟“；ｒ（；Ｂｆｌ、１５９６—２００５（（［ＨＴ－水泥与混凝上ｌＩＩ的粉煤 厌》的 嘤求 ＂外．瓴弹试验结Ｉ求为２０３０ｋＪ／ｋｇ，蜕［』Ｉ］（ ＦＩ｛ 一定 ｎ 术燃尽的碳，这 』 较高的烧火 纳 墚与 硫刹以一定比圳混合． ８５０～ ０Ｉ１ 的炉膛Ｉ太Ｊ以 Ｉｆ１ 特 殊的 Ⅲ流动，Ｊ‘』 上耋动，离Ｊｔ：＇ｂ － 的 粒义被分离分圳送川 悦硫从『 ｆ ，Ｊ粜．致 Ｊ＝ｆ＇Ｉ膛燃烧ｆ¨排…．排…的 ｊ＝Ｊｌ＝ｌ通做ｌＩ芟集，即（：ＦＢ脱硫版 表１ ＣＦＢ脱硫灰的化学成分 【２）刈比水 ｆ ：ＩＩ Ｉ 《 ４２．５水 孔 粉煤肤 则 ｔ 脱 滑的球状玻璃体，结构致密 从 ２【｝ｌ『１ｒ以行ＩＩ：，随着ＣＦＢ悦硫耿掺 的增）儿１，水 （３）ｆ沙：ｆ巫ｆ、Ｊ殳 Ｉ吠 ｆＩ ｆ ｊ Ｉ 公・ 牛 广’自０ ＩＳ｛）十，Ｊｊ ：眇 ２ ＣＦＢ脱硫灰的物理性能 从 ｌ Ｉ Ｊ ．ＣＩ・ Ｉ｛ｊＪ 硫扶 状１ 则． 构疏忪．丧 多 的标准例瞍Ｊ｝Ｊ水 ‘ ｉ父趋势增７Ｊ【１结合表ｌ ｆ 较大的烧 火Ｊｊ ，…Ｔ ＣＦｔＩ：脱疏 形成温度较低，其含仃较多未燃 的 图１ ＣＦＢ脱硫灰（左）与粉煤灰（右）的ＳＥＭ图 第５期（总第１９３期） 疯楚建．前 试验研究● 薯 ＊旺戛Ｉ咚 晕 ∞ 巧 ∞ 碳，行较夫的吸附性，造成需水量较大；另一办面，ＣＦＢ脱硫 从本身的体貌特征为表面疏松呈多孔尤定彤态，也足其需水 增大原【大１ ｕ ｂＵ ＩＵＵ ｌ ｕ ＺＵＵ 凸Ｕ 龄 日，ｄ Ｏ １ｕ Ｕ ＪＵ ４０ ５０ 图３掺不同量ＣＦＢ脱硫灰的水泥净浆浸水膨胀率 脱硫灰掺量，％ 图２不同ＣＦＢ脱硫灰掺量下的水泥的标准稠度用水量 入．其作为硫酸盐激发刹．能够促进水化硫铝酸钙即钙矾石 高含 的ｆ－ＣａＯ对于水泥的危害主要体现在体积安定 的生成 ．住早期形成的水泥 疏松网状结构中，少量的钙矾 悱Ｌ。表２中显示， 与脱硫灰掺量大至４０％Ｈ￣，依然对水泥的 百町以将水泥 结卡勾填充得 结实。反映到宏观上．即为掺 沸煮安定性不存存影响 这是南于ＣＦＢ脱硫灰巾的游离氧化 量ｌＯ％ＣＦＢ脱硫灰水泥胶砂 强度略高；随着ＣＦＢ脱硫灰 钙足 ８５０～９００￣（：的温度下形成…，属轻烧石灰，其水化速度 掺量的增大，强度随着水泥减少 降低。随着龄期的增加，脱 较快．能 短期内形成氧氧化钙，硫厌巾富禽活性ＳｉＯ ｆ１ｌ ＡＩ Ｏ 的火１Ｉ１灰性 叮以为胶砂提供一 ＃、 嵩耸＊ 不会计水泥的安定性产牛 ０ ０ ０ ０ １ 良影响 定后期强度，因其【Ｉｊ水化的氧氧化钙ｑ｜成水化硅酸钙胶凝 ∞ ∞ ２ ７Ｏ 对于凝结时 ，掺脱硫灰的水泥ｍ下ｒｊｌ入了大龄的硫酸 ６０ 钙组分，导致其凝结时间有所延长，ｆｆｌ是脱硫灰掺量的增ｆＪ［Ｉ 肝ｌ术使 凝结时间呈线性增长，在２０％掺鲢时即达到饱和 ５０ 点 晕 裴４ｏ 表２脱硫灰对水泥凝结时间及安定性的影响 剖 蟮 ２０ ３０ ｃＦＢ脱硫获棒量 图４不同掺置脱硫灰水泥胶砂的抗压强度 Ｈ１于 温度过高时，氧氧化钙 硫酸钙的溶解度过低， 减缓ｒＩｌ１于＝ｉ氧化硫过量而导致的膨胀，【大ｌ此沸煮法不能完 令体现脱硫灰时水泥带来的膨胀，对 增加净浆的浸水膨胀 试验 ３丌｛曲线 比较直观地反应ｒ脱硫厌｝１｛于 氧化硫 过嫩带来的膨胀。掺入脱硫灰的水泥净浆在早期阶段，膨胀 牢ｌ 升很快，进人半个月至一个月阶段．柯减缓的趋势 ．一个 月到半年后的观察阶段．膨胀率摧＿小趋了 稳定，且在ＩＯ％ ２Ｏ ３ｏ ４ｏ ５ｏ ｃＦＢ蜕硫炙Ｉ参量 ～４ｏ％ｆ￣９掺量变化过程中，这种趋势是基本一敛的。 罔４、５显示不同掺量脱硫灰的水泥胶砂强度与符龄期 图５不同掺量脱硫灰水泥胶砂的活性指数 的活忡指数， ＣＦＢ脱硫灰掺量到达ｌ０％时．水泥胶砂的强 ３ ＣＦＢ脱硫灰的改性 度达刮峰值 从图５叮以看出，在１Ｏ％ＣＦＢ脱硫灰掺最下的 将ＣＦＢ脱硫灰 ｊ：球磨饥ｌｆＪ磨细．可以增加数其细粉 水泥胶砂，从３－９０ｄ龄期间，强度始终保持最高；随着掺量的 量．提升强度，一方呵也・Ｕ以破坏 疏松多孑Ｌ形态．改善其流 增加，胶砂住早期活性下降的较为 戎，而后期活性下降得 动性 将脱硫灰置ｒ球髓机粉磨２５ｒａｉｎ，川４５ ＦＩ１方孑Ｌ筛筛 较为缓慢．在水泥早期水化过程叶１，迂 的硫酸钙组分的加 余衷征ｊ毒细度，结果 丧３ ＣＩ＇、Ｂ原耿的细度达到 ・ｌ５・ 蛐 呈Ｊ ∞ ∞ ∞一试验研究 ２Ｏ１７卑 、 鬻 呈Ｊ Ｍ 他 ∞ ∞ 酾 “ 鸵 茬； （；Ｂ／１’１５９６—２ｏｏ５＜＜；｛ｊ于水 濉凝土中的粉煤灰》标准中二绒 雠霜获霸 ｃｏ：避 氯辣折｝Ｂ 扎黛ｔｅ‘ ‘埔曩来匿度的 吠的 求．迎过机做粉瞵，他 变成超细的・级灰。 表３ ＣＦＢ原灰及改性后的细度 ６、７分圳为ＣＦＢ 灰以及改性后的脱硫灰的颗粒级 配 ，埘比改 前后Ｉｊ 以发脱．细粉浓度明 增加。 嘲ｌ｜● ＿Ｉ 七 Ｈ阜辜十工 一 ’ 嶂 ＇－ 图６ ＣＦＢ脱硫灰颗粒级配图 ■｝ ’ ＿＿■＿＿ ’ ’ ■～／ 曩 一 。０ ＿ ｒ０∞ ０ ０ｉ宝 阻 再 ０ ０ ０ ｊ ： ０＿ ｌ｜ ｌ涟 兰兰 兰 糖鲁■囊ｂ崩ｄ 釜一 图７改性脱硫灰颗粒级配 ｉ ８为睽细脱硫耿 （：１．、Ｂ原耿的活性指数对比，ＣＦＩ｛脱 硫灰的 ｊ９ｊ活 ＰｉＥ得到较大提升，后期活性也得到小幅提升， Ｌ ５ １０ １５ ２０ ２５ ３０ 龄期，ｄ 图８改性脱硫灰与ＣＦＢ原灰的活性指数对比 对十ＣＦＢ脱硫坟，其游离氧化钙周『韦１包裹着一层硫酸 钙．这埘 ：这些轻烧“：ａ¨的水化产生一定影响，通过机械粉 偿改性后的ＣＦＢ脱硫灰，其游离氧化钙表州的硫酸钙被打 啐．游离瓴化钙得到释放， 以迅速参 水化，使得早期慢度 Ｊ 快稳定．这也是其 期强度得到提高的重要原冈，如图９。 将改 的ＣＦＢ脱硫耿 做混合材按照一定的掺量进 行水泥净浆 水膨胀试验，外与ＣＦＢ原版进行对比，见『挈１ ｌ０ １Ｉ ｌ０、Ｙ２０、Ｍｌ０与Ｍ２０ ｌ｛｛Ｉ线分别代表掺ＣＦＢ原灰与改性 ・１６・ ｃ ｓｏ 这啜 井囊蘑辨奠＿叠化 图９循环流化床固硫过程 崔 避 Ｕ５，８ １０（３ １５０ ２００ ２５０ 龄期／ｄ 图１ Ｏ改性脱硫灰与ＣＦＢ原灰浸水膨胀性能对比 脱硫从１０％、２０％的试件。磨细后的脱硫灰浸水膨胀明显减 小，而Ｉ．ｉ ＿膨胀的稳定期也得到Ｊ 缩蛳。粉磨使得包裹在硫 酸钙中的ｆ－ＣａＯ释放水化，快速进入稳定期，ｍｊ 大夫减小 ｒ游离氧化钙后期带来的膨胀这也验证了之ｆｊｉ『改¨ 脱硫灰 力学性能上的表现。 ４结论 （１）陔ＣＦＢ脱硫耿掺入ｌｏ％ｆｉ￣为水泥和混凝：ｆ 掺合料， 强度最优 （２）通过粉腓【１』以使该ｃＦＢ脱硫／火改性变为超细灰．提 高强度以及减少需水 。 参考文献 ｆ１】赵晓伟，初志明，张春银，等ＣＦＢ脱硫灰对混凝土性能影响 的研究 建材发展导向，２０１４，（６）：６７—７２． Ｉ２１付晓茹，黎飞虎，方华．ＣＦＢＣ脱硫灰活性影响因素分析Ｕ Ｊ 四川建筑科学研究，２ｏ１３，３９（５）：２１５－２２５． 杨利香，李国友，顾文飞，等．ＬＩＦＡＣ脱硫灰一粉煤灰新型复 合掺和料及其混凝土性能研究…新型建筑材料，２０１ １，３８ （１２）：５６—５９． Ｊ４ｌ董文辰，康德君，王立久．粉煤灰混凝土中粉煤灰的火山灰 效应综述 国外建材科技２００４，２５（３）：２８—３１． 作者简介：王子为，男，本科学历，主要从事水泥基材料 物理性能检验工作