山西省在发展煤电行业的同时,也通过加快技术创新, 积极努力地推进粉煤灰综合利用产业的发展,使得专业二级粉煤灰综合利用率稳步增长,利用领域逐渐拓宽,技术水平不断提升。近年来山西省专业二级粉煤灰利用量呈持续上升趋势,从2000 年的145 万t 增加到2013年的2 687 万t, 综合利用率从18 %增加到56%,但仍低于全国68 %的平均水平12 个百分点。此外, 由于全省缺乏具有较强市场竞争力的跨区域大集团,企业资源整合能力差,无法对全省的粉煤灰资源进行合理调配。加之受地域资源、经济发展水平和城市建设规模等因素的影响, 全省各地市粉煤灰综合利用情况差异较大。
在粉磨水泥时,为改善水泥工作性能、调节水泥强度等级、增加水泥产量等而掺入的人工或天然的矿物材料,称为水泥混合材。目前,水泥企业所用的混合材主要是工业废渣。按其性能不同,通常分为活性和非活性混合材两大类,其中前者用量较大。物理激活也称机械激活,对专业二级粉煤灰、矿渣、煤矸石等具有很好的处理效果。超细粉磨可以使粉煤灰颗粒粒径变小,比表面积增加,有效填充于水泥硬化浆体的孔隙,起到密实增强的作用。同时,超细颗粒表面出现错位、点缺陷和结构缺陷,表面自由能增加,活性提高。在水泥水化过程中超细粉煤灰会与水泥初期水化生成的氢氧化钙发生二次水化反应,不但有助于提高水泥后期强度,而且降低体系碱度,改善耐久性。二级粉煤灰厂家超细粉粒径比水泥粒径小很多,其密实填充效应将水泥空隙中的水置换出来,抵消了比表面积高而增加的湿润水部分,所以掺加超细粉会不提高而是减少水泥需水量。另超细粉颜色较深能改善水泥颜色,增强水泥和减水剂的适应性。
根据研究超细矿渣粉对水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响,掺入15%、25%的超细矿渣粉不仅可以增加水泥砂浆的强度,而且可以提高其抗硫酸盐侵蚀性能。利用细度分别为305m2/kg、425 m2/kg和550m2/kg的专业二级粉煤灰制备了粉煤灰高强轻骨料混凝土,研究结果表明,专业二级粉煤灰掺量相同时,随着粉煤灰细度的增大,混凝土抗氯离子渗透性及护筋性均随之增加。粉煤灰细度越髙,减缩效果越明显,早期抗裂性能增强越显著。掺合料超细粉能显著提高改善水泥基材料的孔结构,提高结构的密实性。改善混凝土的孔结构和界面过渡区,提高混凝土的综合耐久性。
粉煤灰经加工达到超细状态后,其物理性能发生改变,比表面积加大,表面能提高,表面活性增加,在水泥混凝土水化过程中的效应归结起来可分为形态效应、活性效应和微集料效应。1、形态效应:泛指混凝土或砂浆中的专业二级粉煤灰, 由其颗粒的外观形貌、内部结构、表面性质、颗粒级配等物理性状所产生的效应。专业二级粉煤灰2、活性效应:指粉煤灰中的活性成分SiO2 和Al2O3 与水泥中的矿物质发生化学反应生成水化硅酸钙凝胶和水化铝酸钙晶体的能力。这是因为粉煤灰超细粉中SiO2、Al2O3等活性成分在熟料水化产物氢氧化钙的作用下,发生二次水化反应生成水化硅酸钙凝胶,增强了水泥石体系的粘接,减少了混凝土内不利于耐久性的晶相含量。随着超细粉体粒径的降低