粉煤灰微珠

常用的超细粉填充料为硅灰，硅灰能显著提高混凝土强度和结构密实性，但是却提高了混凝土的需水量比，并且损害混凝土的可加工性。同时由于硅灰的活性好，水化热高，粉煤灰微珠在使混凝土很快得到早期强度的同时，也增加了养护难度，后期因为混凝土的干收缩而产生微裂缝，这些缺陷是导致混凝土后期强度和耐久性下降以及其粉煤灰微珠性能指标降低的根本原因。同样，普通粉煤灰能有效改善混凝土的流动性，也具有一定的填充密实的作用，但是由于粉煤灰的活性低，一般其天的强度不会超过水泥，对混凝土强度的贡献有限，效果通常不如硅灰。

粉煤灰微珠既具备了硅灰的微集料的填充作用等优点，也克服了硅灰的缺点，同时其本身粉煤灰微珠还具有很强的物理减水性并具有相当的活性，在配制高性能混凝土时不仅降低了需水量，而且其活性系数高，并不降低混凝土复合体的强度，相反其微集料特性，进一步提高混凝土的密实性。表几种掺合料各种特性的比较根据实验，用4.5级水泥作水泥砂浆进行性能对比实验,在相同水/胶比情况下用“微珠”等量替代水泥，“微珠”掺入量分别为%、1%%、4%和%,硅灰掺量为%。图显示，“微珠”在改善砂浆流动性方面明显优于硅灰，在天强度方面高于不掺者；天相对强度明显高于水泥，也高于硅灰。根据颗粒粒径颗粒形状和化学成分等指标的对比，我们认为“微珠”的质量优于欧洲同类产品MicrositM优质超细粉煤灰。抗冻和抗融冰盐性能用CDF法作试验次冻融循环结果，优于CEMI型水泥，更明显优于普通粉煤灰和硅灰(加硅灰的混凝土抗冻性不好)。而“微珠”的粒径比M更小一个等级，成球率更高，其他指标和MicrositM相同，因此我们相信，“微珠”在这方面的表现应该同样优异甚至超越M。图胶砂扩展度比和天天强度比七“微珠”应用领域：“微珠”除了可以应用在以上高性能混凝土免蒸养PHC管桩的配制中，粉煤灰微珠还可以在以下方面得到广泛应用：作为一种水泥的改性材料，配制水泥，提高水泥的品质和性能。

利用“微珠”的自密实性和球状特性，应用于海工混凝土水泥基灌浆材料水泥基自流平砂浆，以及自密实混凝土自流平混凝土中。微珠作为人造大理石的填充材料，可生产出各式各样彩色条纹的大理石，粉煤灰微珠是一种美观轻质的新型装饰材料；作为聚氯乙烯人造革的填充剂制成了新型的人造革，具有耐磨性好耐热性好成本低的特点；微珠取代白炭黑作为橡胶填充剂，可大增强橡胶的耐磨性；总之“微珠”的应用广泛。

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粉煤灰微珠具有质轻粒径小耐磨性强抗压强度高分散流动性好反光无毒等优良性能，可替代造价较高的人造空心微珠，广泛应用于建材橡胶塑料化工电子航天等领域。空心微珠的形成机理和性质.空心微珠的形成机理粉煤灰空心微珠的生成与煤种煤质燃烧温度燃烧方式有关。一般地说燃用烟煤的电厂，特别是发热量高含硫量低的烟煤，粉煤灰中产生的空心微珠多；燃用无烟煤的电厂其粉煤灰中空心微珠的含量少；燃用褐煤的电厂几乎没有空心微珠。其次与燃烧方式锅炉的种类有关，如悬浮燃烧的煤粉锅炉有利于空心微珠的形成，其粉煤灰微珠燃烧方式的锅炉如链条炉沸腾炉旋风炉等不易产生空心微珠。煤灰系粘土质矿物中的高岭石和伊利水云母，在℃脱水排气，从单斜晶系相变为非晶质相，膨胀排气使质地变得疏松多孔，从-℃逐渐溶解分解，形成莫来石和石英玻璃的共生组合，如这时受到急冷作用，便形成含多量莫来石微晶的海绵状玻璃，化学反应如下：AlO·SiO·HO→AlO·SiO+HO→(AlO·SiO)→AlO·SiO+Si因急冷作用反应不完全，多量硅铝也形成了玻璃相，粘度大，颗粒有大量空隙，所以易粘连石英等碎屑矿物。当温度升到℃左右时，不规则状的海绵颗粒，先从棱角等尖薄部位开始钝化，继而表面熔融的颗粒受表面张力的作用成为球状，形成了石榴状微孔环壳状等结构，冷却成为空心微珠。

其中包着的气体是氮气以及由氧化铁和分散后的碳反应生成的CO，随着温度的升高，空心微珠内的气体不断膨胀，球体增大，球壳越来越薄。由于各空心珠内所包气体量不同，各空心珠形成温度，在高温区的停留时间冷却速率等形成热力学条件不同，使得空心珠大小珠壳厚度密度不同。．空心微珠的性质粉煤灰空心微珠通常包含三种形态，漂珠沉珠和磁珠，漂珠是指密度小于g/cm的空心微珠，沉珠是指密度大于g/cm的空心微珠，磁珠是指具有磁性能够被磁极吸附的空心微珠。

粉煤灰空心微珠一般是指粒子尺寸在几十到几百微米且具有较为规则的球形结构的微粒，主要特征是中空部分的直径应在D(D指整个微粒的直径)以上，如果中空部分的直径小于D，则表示粉煤灰微珠在整个微粒中占有很小的比例，这种大小的中空部分对于微粒的密度所产生的影响是很小的或者说是可以忽略不记的。另外在高倍显微镜下观察，其中至少应有%-%以上的粒子是球状的，这样才能称这种微粒为空心的球状的。

表粉煤灰空心微珠的物理性能表粉煤灰空心微珠的化学组成空心微珠的分选原理和方法.空心微珠的分选原理通过对粉煤灰组成和性质的研究可知，组成粉煤灰的各组分均是单体，各自以游离单体形式存在于粉煤灰中，且表现形式及物理化学性质各不相同，具备了进行分选的基础和可能。粉煤灰中各组分大致包括以下几种：未燃尽炭粒漂珠沉珠磁珠铁粉及铁氧化物尾灰等，可以根据各组分的特性进行单独分选或组合分选。

对于湿排粉煤灰，可首先以水为介质分选漂珠（漂珠密度小于g/cm），利用磁选方法分离磁珠铁粉和铁氧化物，利用炭粒表面特性，以浮选法选取炭粒，利用重力分选法分离沉珠。目前排放粉煤灰含碳量超过%的火力发电厂占全国电厂的%，超过%的占%，其他火力发电厂粉煤灰含碳量也多在%-%之间。因此，每年随火力发电厂粉煤灰排放出来的热值达MJ/kg的炭粒达数百万吨之多，不仅造成资源的极大浪费，更重要的是，由于粉煤灰中含有未燃尽的炭粒，严重影响了粉煤灰资源的开发与利用。对于湿排粉煤灰来说，粉煤灰中炭粒的表面润湿性和可浮性与煤炭相近，其接触角在°左右，而粉煤灰中其他颗粒的接触角较小，只有°左右，因此采用浮选法分选粉煤灰中的炭粒是选择。具体工艺流程为：湿排灰→混浆→浮选（加浮选药剂）→炭粒→干燥→成品沉珠的分选当从粉煤灰中分选出漂珠磁珠和炭粒后，粉煤灰中只剩下沉珠少量单体石英和杂质等，由于粉煤灰微珠们在粒径密度形状表面特性等方面有很大不同，因此可采用重力分选的方法将沉珠分选出来，具体工艺流程为：湿排灰→重力分选→干燥→筛分→不同等级沉珠湿排灰分选空心微珠的原则工艺流程对于湿排粉煤灰来说，湿法分选是选择，分选工艺流程的选择应根据粉煤灰的物化性质，各珠体的含量组成及分选特性等综合因素确定。

若粉煤灰中含炭量高，三种珠体（漂珠沉珠磁珠）均有回收价值，可采用图所示，先分选漂珠，次选炭粒，再选磁珠，分选沉珠的工艺流程。若粉煤灰中含炭粒较少，但炭粒的存在会影响沉珠质量，三种珠体有回收价值，可采用图所示，先分选漂珠，次选磁珠，再选沉珠，并对分选出的沉珠进行炭粒分选的工艺流程。

由于各燃煤电厂煤源不同，燃烧方式不同，因此所产生的粉煤灰中所含空心微珠的数量质量也不相同，在确定湿法分选粉煤灰中空心微珠的工艺流程时，应根据各自所产粉煤灰含炭及空心微珠情况和对空心微珠的质量要求，选择合适的工艺流程。尽管湿法分选粉煤灰中空心微珠的工艺基本上是采用比较成熟的采矿设备，关于此方面的研究也比较多，但实际上湿法分选空心微珠的工艺尚未广泛推广，应加强推广与应用。随着越来越多的电厂采用干法排灰以保证粉煤灰的活性，干法分选粉煤灰中空心微珠工艺的研究应当是以后研究的重点。