超细粉煤灰及其制备
一.导言
¡将粉煤灰加工到比表面积≥700m2/kg，作为高性能掺合料具有优异的性能。由于超细粉煤灰的形态效应、微集料填充效应和火山灰活X，生产配制水泥时可大幅提高其在水泥中的掺加比例，在配制高性能混凝土或普通混凝土中掺入超细粉煤灰，可G善混凝土的工作性能，提高混凝土的强度、抗渗性及抗冻性等；还可用于配制超细水泥、注（灌）浆材料等。在普通一、二级商品灰的基础上又显著提升了粉煤灰的应用价值。
二.粉煤灰的粉磨比较
1.共同粉磨
与熟料、石膏及其它混合材共同在磨机中粉磨。工艺简单；但粉煤灰与熟料的易磨性差异大以及粉煤灰自身流动性好等因素，会导致磨内参数难以优化，降低了粉磨效率，同时物料流速过快使得粉煤灰并不能够被充分磨细，使得粉煤灰水泥的需水量较高。
2.单独粉磨
1） 目前主要是将原灰或粗灰制备成一、二级灰。针对粉煤灰粉磨特性优化粉磨工艺参数，克服共同粉磨的缺点；而粉煤灰细磨则有利于发挥其活X和填充效应, 粉煤灰中的未燃尽炭和多孔玻璃体可被充分磨细, 有利于需水量的降低。配制水泥时能够降低单位产品的综合电耗。
2）普通磨细灰与直接分选灰
单独粉磨工艺加工的一、二级灰，与直接分选的粉煤灰比较：
1）普通磨细灰的需水量比较大，且在相同水胶比的条件下，所配制的水泥胶砂流动度较小。
2）在相同水泥胶砂流动度的条件下，普通磨细灰配制水泥胶砂的3、7及 28天强度低于分选粉煤灰配制的水泥胶砂强度。
普通磨细灰在综合性能上弱于直接分选灰，若将磨细灰的细度大幅提高会获得较为满意的效果。
3.超细粉磨
相关研究表明，将粉煤灰粉磨到比表面积≥ 700m2/kg,将明显提升其应用价值：超细粉煤灰的减水作用、对混凝土工作性的显著改进作用, 以及对砂浆或混凝土强度的增加程度, 是普通磨细灰和商品灰所不能达到的, 是一种具有高功能效应的混凝土矿物掺和料或者水泥混合材。
1）显著提高粉煤灰活X，使得在配制相同等级的水泥或者塑性混凝土时, 大幅提高粉煤灰的掺量。
2）在粉磨过程中虽然有部分大的球状微珠遭到了破坏, 但又能够释放新的和更小的球状微珠；尽管比表面积大幅增加会需要更多的湿润水，但其密实填充效应又大幅减少孔隙水。在掺有减水剂和低水灰比的体系下, 由于其良好的填充效应, 反而能够大幅度提高工作性, 减水10左右。
3) 超细粉煤灰和减水剂双掺使用时, 能够配制GAO强度砂浆和大流动度高性能混凝土, 并具有流动度损失小和干燥收缩小等特点。
三.超细粉煤灰制备
¡综合比较目前应用的粉磨设备可以发现，基于料层间挤压原理的粉磨设备如辊压机、立磨、水平辊磨（HORO磨）等对于粉煤灰的粉磨特性不是很适应，而国内的高能球磨如振动磨、行星磨等虽然N量利用率高，但目前尚不能适应建材产品的大规模制备以及高运转率的要求。
制备工艺采用改进型管磨机的闭路粉磨系统。
1.基本流程
¡现场图
2.系统设备
1）超细管磨机
新建生产线专用磨机采用特殊设计的长径比及内部可控流装置结构，适应粉煤灰的超细粉磨特性；原有粉磨线的技改可根据现有磨机的规格做优化配置以及相应改造。
2）JSII空气喷射型超细选粉机
JSII空气喷射型超细选粉机采用空气喷射气流悬浮分散物料、预分级物料以及平面涡流分级技术，由于内部结构参数的专门设计使物料得到分级，可稳定分选比表面积在≥700 m2/kg的产品。
3）针对超细粉煤灰特性改进设计的收尘器、输送等设备。
其它：根据粉煤灰工艺性能需要在粉磨时还可加入添加剂。
3.相关制备工艺
¡1）预选粉磨：适用原料为一、二级灰
2）粉磨分选工艺
¡适用原料为原灰、粗灰
3）串联粉磨工艺
¡适用于长径比小的旧磨机系统改造
4.相关技术指标
1）视原料不同，单位实际电耗35-60kwh/t；
2）超细粉煤灰比表面积≥ 700m2/kg ；
3）超细粉煤灰颗粒细度： 32um 筛余≤10；45um筛余一般为零。
四. 部分性能研究
1.水泥试验
试验方法：按照GBT 18736-2002《GAO强高性能混凝土用矿物外加剂》进行，按相同流动度条件下的水胶比进行强度试验，比较各个龄期的活X。其中超细粉煤灰由NMG东孚水泥公司生产（比表面积750m2/kg）；磨细矿粉：采用NMG当地磨细矿渣粉（比表面积415m2/kg）；水泥为该公司32.5#、42.5#水泥。
水泥试验
1）出厂325#水泥试验数据
水泥试验
¡2）出厂425#水泥试验数据
2.混凝土试验（数据表略）
3.试验结果
¡分别在现有出厂325#和425#水泥中掺入5、10、20超细粉煤灰，试验结果表明，按合适比例掺入并不降低水泥的各项性能。
¡水胶比0.45时，在相同外加剂用量、相同用水量的条件下，掺入20的超细粉煤灰，与纯水泥混凝土相比，混凝土的流动性、抗压强度基本没有变化；其中超细粉煤灰30的掺量效果与掺量30的S95级矿粉相当。
五.结语
¡在粉煤灰水泥粉磨中，单独粉磨粉煤灰比共同粉磨有优势；相比普通细磨，将粉煤灰超细粉磨又会带来显著的性能提升。超细粉煤灰是一种高功能性的水泥混合材和混凝土掺合料，通过粉磨将电厂原灰或粗灰加工成超细粉煤灰无疑是提升粉煤灰附加值的工业化途径之一。
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