技术突破|改性碳酸钙成功替代粉煤灰作为水泥混凝土第二大掺合料!
桂林鸿程碳酸钙制粉生产线设备厂了解到,目前粉煤灰的综合利用途径包括水泥生产、混凝土添加剂、路基填料、煤矸石砖等多个方面,据《2023-2028年中国粉煤庆行业市场深度研究及发展前景投资可行性分析报告》统计,中国粉煤灰综合利用量从2015年的495亿吨增长至202年的6.63亿吨,期间CAGR为4.26%,综合利用率也从76.04%提升至79.75%,在中国等主要煤炭生产和消费国家,粉煤灰市场规模尤为巨大,随着国际贸易的发展,粉煤灰的出口量也在逐年增加,粉煤灰市场现状呈现出供需平衡、需求增长和竞争多元化的特点。在粉煤灰供应形势紧张的情况下,水泥混凝土掺合料迎来了技术性地突破!近日,黄百铁路贵州段站前三标段混凝土施工迎来一项重大技术突破,改性碳酸钙成功替代粉煤灰作为水泥混凝土第二大掺合料。改性碳酸钙石粉混凝土的成功应用,不但解决了施工中粉煤灰供应难、质量不稳定的问题,而且可对隧道石碴进行利用,变废为宝,降低混凝土施工成本。据悉,改性碳酸钙石粉混凝土是一种新型的建筑材料,它以碳酸钙石粉为主要原料,通过特殊的改性工艺,使其具有优异的物理性能和化学稳定性。与传统粉煤灰混凝土相比,改性碳酸钙石粉混凝土具有更高的强度、更好的抗渗性和抗冻性,同时还能够降低成本、减少环境污染。
一、粉煤灰在水泥混凝土掺合料应用中存在哪些技术瓶颈?
1、质量稳定性方面:粉煤灰的质量因煤种、燃烧条件和收尘系统等因素而有很大不同。不同煤矿的煤质成分差异大,低钙粉煤灰(主要来源于烟煤和无烟煤)和高钙粉煤灰(主要来源于褐煤)的化学组成和性能就有所区别。低钙粉煤灰的氧化钙含量一般低于 10%,而高钙粉煤灰的氧化钙含量可能达到 15% - 30%。高钙粉煤灰中的游离氧化钙如果含量过高,可能会导致混凝土体积安定性不良。另外,火力发电厂的燃烧工艺和收尘设备也会影响粉煤灰的质量。一些老式的发电厂,燃烧温度控制不够精准或收尘效率不高,生产出的粉煤灰颗粒粗细不均,含碳量波动较大。含碳量高的粉煤灰会影响混凝土的需水量和强度发展,因为碳粒是多孔结构,会吸附较多的外加剂和拌合水。
2、储存和运输过程的影响:粉煤灰在储存过程中,容易受潮。受潮后的粉煤灰会结块,其活性成分可能会发生变化。例如,当粉煤灰中的活性氧化铝和活性二氧化硅与水分接触时,可能会发生缓慢的水化反应,降低其在混凝土中的潜在活性。运输过程中,如果不同质量批次的粉煤灰混合,也会导致其质量不稳定。比如,在将多个产地或不同时间段收集的粉煤灰混合运输到混凝土搅拌站时,由于各批次粉煤灰的细度、烧失量等指标不同,最终用于混凝土生产时会使混凝土性能产生波动。
二、改性碳酸钙代替粉煤灰生产水泥混凝土掺合料工艺流程分析:
1、碳酸钙改性工艺技术:
01、物理改性工艺:
机械研磨:立磨、超细立磨、雷蒙磨等设备对碳酸钙进行研磨,可减小其粒度,增大比表面积,从而提高其在水泥混凝土中的填充效应和活性。研磨后的碳酸钙能够更好地填充水泥颗粒之间的空隙,使混凝土更加密实,进而提高强度 。
桂林鸿程超细碳酸钙细粉生产现场:物料-大理石,细度-400-2500目,生产能力-年产40万吨,使用设备-HLMX1700超细立磨、HCH1395超细环辊磨
分级筛选:采用分级设备对研磨后的碳酸钙进行筛选,获得不同粒度分布的产品,根据水泥混凝土的不同性能要求,选择合适目数的碳酸钙作为掺合料,以优化混凝土的微观结构和性能,如 200 目、400 目、600 目等不同目数的超细碳酸钙粉可用于不同强度和耐久性要求的混凝土 .
02、化学改性工艺:
表面活性剂改性:利用表面活性剂对碳酸钙表面进行处理,使其表面性质由亲水性变为疏水性,从而改善碳酸钙在水泥浆体中的分散性和相容性。常用的表面活性剂有硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠等。经表面活性剂改性后的碳酸钙,在混凝土搅拌过程中能够均匀分散,避免团聚现象,提高混凝土的工作性能和强度.
偶联剂改性:使用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等对碳酸钙进行改性,偶联剂分子一端与碳酸钙表面的羟基发生化学反应,另一端与水泥水化产物或混凝土基体形成化学键合,增强碳酸钙与水泥基体之间的结合力,提高混凝土的力学性能和耐久性.
03、复合改性工艺:
物理 - 化学复合改性:先对碳酸钙进行机械研磨等物理改性,然后再采用化学改性方法对其进行表面处理,综合物理和化学改性的优点,进一步提高碳酸钙的性能。例如,先将碳酸钙研磨至一定细度,再用偶联剂对其进行表面改性,可使其在混凝土中的填充、增强和界面结合效果达到最佳.
04、多元复合改性:在碳酸钙改性过程中,同时添加多种改性剂或掺合料,形成协同效应,以改善混凝土的综合性能。如在改性碳酸钙中同时掺入适量的减水剂、引气剂等外加剂,可在提高混凝土强度的同时,改善其工作性和耐久性
2.改性碳酸钙代替粉煤灰生产水泥混凝土掺合料工艺流程:
01、原料准备:选取合适的碳酸钙矿石,经过破碎、筛选等预处理后,得到符合要求的碳酸钙原料。同时,准备好所需的改性剂、外加剂以及水泥、骨料、水等混凝土生产的常规原料.
02、改性处理:按照一定的比例将碳酸钙原料与改性剂混合,在特定的温度、湿度和搅拌条件下进行改性反应,使改性剂充分作用于碳酸钙表面,完成改性过程.
03、混凝土制备:将改性后的碳酸钙作为掺合料,按照混凝土配合比设计要求,与水泥、骨料、水以及其他外加剂等一同加入混凝土搅拌机中,进行充分搅拌,制成具有良好性能的水泥混凝土拌合物.
04、性能检测与优化:对制备好的改性碳酸钙水泥混凝土进行性能检测,如抗压强度、抗折强度、抗渗性、耐久性等指标的测试,根据检测结果对工艺参数和配合比进行调整和优化,以满足不同工程应用的要求
粉煤灰属于工业废渣,其供应量受煤炭燃烧等工业生产的制约,存在一定的资源局限性。相比之下,碳酸钙资源丰富,分布广泛,经过改性处理后可作为稳定的水泥混凝土掺合料来源,保障建筑行业的可持续发展。随着环保要求的日益严格,对粉煤灰的生产、排放和使用都有了更严格的限制,其产量和质量受到影响。而改性碳酸钙作为一种相对环保的材料,其生产和使用过程对环境的影响较小,能够更好地满足环保政策的要求,因此市场对其需求将逐渐增加。
桂林鸿程是一家30余的矿石磨粉机生产厂家,我公司自主研发生产的雷蒙磨、立磨、超细立磨、环辊磨,可高效生产碳酸钙粉。鸿程磨粉机在碳酸钙领域磨粉工艺技术成熟、成功案例众多、市场占有率高。了解桂林鸿程磨粉机助力碳酸钙改性工艺技术方案,欢迎联系姚工进行咨询,联系电话:18878317068