磨细炉底干渣作为混凝土掺合料的应用研究.pdf

文章编号 ：1 0 0 7 0 4 6 X ( 2 0 1 0 ) 0 6 - 0 0 3 0 - 0 3 应用研究 磨细炉底干渣作为混凝土掺合料的应用研究 Ap p l i e d Re s e a r c h o n Gr o u n d Dr i e d F u r n a c e Bo t t o m S l a g a s Ad mi x t u r e o f Co n c r e t e 沈燕华，朱春江 ，贾谊 ( 宝钢发展有限公司 新型材 料分 公司技术 中心 ，上海2 0 1 9 0 0) 摘要 ： 分析 了宝钢 自备 电厂 炉底 干渣的 产生和品 质情况 ，对 宝钢 磨细 炉底干渣 粉作 为混凝 土掺合料 的综 合利 用情况进行 了简 要 介绍 ，提 出宝钢 炉底干渣 利用过程 中遇到 的主要 问题及 建议 。 关键 词 ： 电厂炉底 干渣 ；作为混凝 土掺舍料 的 ；性 能研究 中图 分类 号 ：TU 5 2 8 2 文 献标 识 码 ：A 0前 言 宝钢股份公司的炉底干渣主要来 自 宝钢电厂的干排渣 机组。为了减少对环境的污染，尽量减少湿排灰的量，电厂 需对发电机组作一定的改造，把湿灰装置改成千排装置。 这除了需要一定的投资外，还产生了另一种废弃物一炉底 干渣 。炉底干渣是 电厂处理系统经风冷后排出的粒径为 3 5 m m的脆硬干渣，如全部改造完毕，预计每年排放量 达 5 万 t 左右。 为此我们将其磨细作为混凝土掺合料，对其进行各种 性能的实验研究以提高综合利用的附加值，变废为宝，达 到应用的最大值。 1试验原材料 1 1 水泥 上海联合水泥厂 4 2 5 普通水泥。 1 2粉煤灰 上海宝钢电厂的级磨细灰。 t 3磨细炉底渣粉 试验室粉磨，细度 ( 4 5 m筛筛余 ) 6 5 0 ，比表面 积4 0 6 m k g 。粉煤灰和磨细炉底渣粉的物化性能见表 l 。 表 l 粉煤灰和磨细炉底渣粉的物化性能 1 4 化学成分 3 O CoAL AS H 6 2 01 0 炉底干渣粉煤灰化学成分对比见表 2 。 表 2 化学成分对比 从表 2中可以看出，宝钢电厂炉底干渣的化学成分和 宝钢磨细灰的化学成分接近。 1 5 砂 细度模数为 2 4的中砂。 1 6 石 5 2 0连续级配的碎石。 1 7 减水剂 中效减水剂 ( 掺量 1 5 0 )。 2 混凝土试验配合比 表 3 两种掺合料配制的混凝土试验配合比 k g m 由试拌情况及表3 可得出：在相同混凝土配合比条件 下，分别以炉底渣粉和粉煤灰为掺合料配制的两组混凝土， 其坍落度几乎完全一致，以炉底渣粉为掺合料配制的混 凝土的和易性良好。这说明尽管炉底渣粉的需水量比略大， 但不会提高混凝土的用水量。 3两种掺合料配制的混凝土坍落度经时损失 表 4 两种掺合料配制的混凝土坍落度经时损失 由表 4可得出，在 O 3 0 ra i n时间段 内，以炉底渣粉 为掺合料配制的混凝土的坍落度经时损失较小；而在 3 0 6 0 m i n时间段内，以炉底渣粉为掺合料配制的混凝土的 坍落度经时损失较大。总体来说，以炉底渣粉为掺合料配 制的混凝土的坍落度损失略大一些，但在正常范围内，不 会影响混凝土施工。 4 两种掺合料配制的混凝土的凝结时间 以上两组混凝土的凝结时问见表 5 。 表 5 两种掺合料配制的混凝土的凝结时闾 mi n 7两种掺合料配制的混凝土的耐久性能试验 7 1抗渗性 F L 一 3 0 、H S 一 3 0两组混凝土抗渗试件达到 2 8 d龄期 时，进行抗渗试验。水压力从 0 1 M P a 开始，每隔 8 h 增 加水压 0 1 M P a 。当水压增加到 0 9 M P a 时，两组混凝土 试件 ( 每组 6块) 均无任何一块试件出现渗水现象。说明 两组混凝土的抗渗标号均达到 P 8以上。这时劈开所有试 件，测量每个试件的渗透高度 ( 每个试件测 1 0只点 )， 将这些数据平均，得出每组混凝土的渗透高度，由此来对 比两组混凝土的抗渗性能，结果如下：F L 一 3 0的混凝土渗 透高度为 2 0 m m，H S 3 0的混凝土渗透高度为3 6 m m。这 说明以磨细炉底渣粉为混凝土掺合料，不会对混凝土的抗 渗性能造成影响。 7 2抗冻性 _ 土 土 的 长 I 时 ， 第二组混凝土比第一组混凝土的凝结时间缩短。 由表 5可得出，以炉底渣粉为掺合料配制的混凝土的 初凝、终凝时间均缩短了约 2 h 。这可能是由于炉底渣粉 细度较细，水化反应速度略快一些。这对混凝土施工无甚 影响。 5两种掺合料配制的混凝土的抗压强度 两种掺合料配制的混凝土各龄期的抗压强度试验结果 见表 6 。 表 6 两种掺合料配制的混凝土的抗压强度 MP a 由表 6的试验结果可知，两种掺合料配制的混凝土的 2 8 d 龄期以内的抗压强度值基本一致，但是2 8 d 龄期以后， 以炉底渣粉为掺合料配制的混凝土的后期强度增长较快。 6 两种掺合料配制的混凝土的 2 8 d力学性能试验 两种掺合料配制的混凝土的2 8 d力学性能试验结果见 表 7 。 表 7 两种掺合料配制的混凝土的 2 8 d力学性能试验结果MP a 由表7的试验结果可得出，两种掺合料配制的混凝土 的力学性能基本一致，说明磨细炉底渣粉与粉煤灰的作用 基本一致。 F L 一 3 0 、H s 一 3 0两组混凝土抗冻试件达到 2 8 d 龄期 进行抗冻试验( 慢冻法，2 5 次冻融循环) ，见表 8 。 表 8 两种掺合料配制的混凝土的抗冻性试验结果 由表 8的试验结果可知，经过 2 5次冻融循环，F L 一 3 0 、H s 一 3 0的重量损失率均为 0 ；F L - 3 0 的强度损失率为 3 7 0 ，而 H S 一 3 0的强度损失率为6 9 0 。这说明以磨细 炉底渣粉为混凝土掺合料，混凝土抗冻性良好，但略低于 以粉煤灰为混凝土掺合料配制的混凝土。 7 3碳化试验 F L 一 3 0 、H S 一 3 0 两组混凝土的碳化试件达到 2 8 d 龄期 时，进行碳化试验( 碳化龄期 2 8 d ) ，结果见表 9 。 表 9 两种掺合料配制的混凝土的碳化试验结果 编号 F L- 3 O HS 3 O 这说明以磨细炉底渣粉和粉煤灰为混凝土掺合料，混 凝土抗碳化性能基本一致。 7 4 收缩性 两种掺合料配制的混凝土的收缩值试验结果见表 1 0 。 表 1 0 两种掺合料配制的混凝土的收缩性试验结果 ( 1 0 ) ( 下转3 5 页) 6 2 0 1 0 粉煤灰 3 1 化一 碳 一 的水溶液中c r “浓度， 其结果如表 6所示。 表 6 扩大试验结果 表 6数据表 明模拟废水 中 C r “浓度在 0 2 0 0 m g L范 围内，陶粒与含铬废水接触时间为 3 7 7 ra i n时，铬去除率 可达到 9 9 以上 。 3结 论 ( 1 )粉煤灰、黏土和木炭粉配比、焙烧温度和保温 时间对粉煤灰陶粒的吸水率和抗压力均有一定影响。结合 试验数据确定的最佳方案为粉煤灰、黏土和木炭粉以8 5 ： 1 0 ： 5比例混合，1 1 5 0 C 焙烧保温 6 0 ra i n 。利用此粉煤灰 陶粒处理 G r 浓度在 0 2 0 0 m g L的模拟废水，接触时间 为 3 7 7 m i n 时铬去除率可达9 9 以上。 ( 2) 制备粉煤灰陶粒试验中，添加黏土和木炭粉在 增大陶粒抗压强度同时也提高了陶粒的孔隙率，从而提高 了陶粒颗粒的抗压力和吸水率。 ( 3 ) 在铬去除试验中，由于陶粒质轻，可使废水与陶 粒发生相对对流，从而大大减少了废水与陶粒的接触时间。 ( 4 ) 利用粉煤灰制备陶粒来处理含铬废水，可达到以 废治废的目的，并且处理效果较好、费用低 、原料来源丰 富，可以考虑将其应用于实际中。 ( 5 ) 本试验中采用的是模拟含铬废水，现实中的含铬 废水中同时含有其他影响物质，因此在实际中的应用还有 待进一步研究。 参考文献 【 1 】 王晓昌造粒型高效圃液分离技术用于电厂废水再生的试验研究 J 】 冶 水排水， 2 0 0 1 ，2 7 ( 8 ) ： 3 9 4 1 【 2 】 黄廷林， 解岳， 丛海兵，等水厂生产废水结团凝聚处理的中试试验研究 给水排水，2 0 0 3 ， 2 9 ( 3 ) ： 9 1 2 【 3 】 黄廷林， 张刚， 聂小宝， 等 造粒流化床浓缩技术处理给水厂排泥水的中试 研究 J l 给水排水，2 0 0 5 ， 3 1 ( 1 1 ) ： 1 0 - 1 4 【 4 】 占天刚， 王晓昌， 袁宏林等 生物造粒流化床脱氮除磷研究 J l 水处理技 术，2 0 0 7 3 3 ( 3 ) ： 2 0 - 2 1 5 周海涛， 白毓谦 一株六价铬还原菌的分离及其用于含铬废水处理的初 步研究 青岛海洋大学学报， 1 9 9 1 ， 2 1 ( 3 ) ： 1 0 4 1 0 9 作者简介：张顺成， ( 1 9 7 3 )男， 工程硕士， 质量工程师。E ma i l ：z s c 1 2 8 8 8 1 2 6 c o m， 1 3 8 3 2 8 6 8 2 1 6 1 2 6 c o m 收稿日期： 2 0 1 0年 5月 1 6日 ( 上接3 1 页) 由表 1 O的试验结果可知，两种掺合料配制的混凝土 的收缩值基本相当。 7 5钢筋锈蚀试验 参照 G B 8 0 7 6 1 9 9 7中 钢筋锈蚀快速试验方法( 硬化 砂浆法) ，对两种掺合料配制的混凝土进行钢筋锈蚀试 验。试验结果见表 1 1 。 表 1 1 两种掺合料配制的混凝土的钢筋锈蚀试验结果 由表 1 l 的试验结果可知，虽然两种掺合料水泥硬化 砂浆的电位一 时间曲线都属钝化曲线，说明以炉底渣粉为 掺合料的混凝土，抗钢筋锈蚀的性能较好。 8结 论 ( 1 )以磨细炉底渣粉为掺合料的混凝土的用水量与粉 煤灰混凝土一致，新拌混凝土和易性较好、坍落度经时损 失略大、凝结时间略短，但是不会影响施工。 ( 2 ) 无论以粉煤灰还是以磨细炉底渣粉为混凝土掺合 料，其配制的混凝土的力学性能和耐久性基本一致。但是， 以炉底渣粉为掺合料配制的混凝土的抗压强度增长较快。 收稿 13 期： 2 0 1 0年 1 O月 2 8日 6 2 0 1 0 粉煤灰 3 5