脱炭粉煤灰制备混凝土的试验研究.pdf

第3 3 卷第6 期 2 0 1 3 年1 2 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G D 哑凰R D i G V 0 1 ．3 3 №6 D e c e m b e r2 0 1 3 脱炭粉煤灰制备混凝土的试验研究① 陈晓东1 , 2 , 3 ，张覃1 ，2 ”，卯松1 ’2 ’3 ，姜 毛1 ’2 ’3 1 ．贵州大学矿业学院，贵州贵阳5 5 0 0 2 5 ；2 ．贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室，贵州贵阳5 5 0 0 2 5 ；3 ．贵州省优势矿产资源高效利用工程 实验室，贵州贵阳5 5 0 0 2 5 摘要对经浮选脱炭后的粉煤灰进行了制备混凝土的配比试验，研究了水胶比与粉煤灰掺量对混凝土抗折强度和抗压强度的影 响，试验结果表明，当粉煤灰最大掺量为5 0 ％，水胶比为0 ，3 4 时，混凝土2 8d 抗压强度为3 5 ．5 2M P a ，达到了混凝土规定等级C 3 0 级 以上，其2 8d 抗折强度为4 ．5 8M P a 。 关键词粉煤灰；混凝土；浮选脱炭 中图分类号T D 9 8 5文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 3 ．0 6 ．0 0 4 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 3 0 6 0 0 1 3 - 0 2 E x p e r i m e n t a lS t u d yO l lP r e p a r a t i o no fC o n c r e t e 稍t hD e c a r b u r i z e dF l y a s h C H E NX i a o - d o n 9 1 ’2 ⋯，Z H A N GQ i n l ，2 ⋯，M A OS o n 9 1 ，2 ”，J I A N GM a 0 1 ，2 ，3 1 ．M i n i n gC o l l e g e ，G u i z h o uU n i v e r s i t y ，G u i y a n g5 5 0 0 2 5 ，G u i z h o u ，C h i n a ；2 ．T h eK e yU t i l i z a t i o nL a b o r a t o r yo f N o n m e t a l l i cM i n e r a lR e s o u r c e si n G u i z h o u ，G u i y a n g5 5 0 0 2 5 ，G u i z h o u ，C h i n a ；3 ．G u i z h o uP r o v i n c i a lE n g i n e e r i n g L a b o r a t o r yo fE f f w i e n tU t i l i z a t i o no fA d v a n t a g e o u sM i n e r a lR e s o u r c e s ，仇咖n g5 5 0 0 2 5 ，G u i z h o u ，C h i n a A b s t r a c t I no r d e rt os t u d yt h ep r o p o r t i o no ff l y a s ht h a tw a sd e c a r b u r i z e db yf l o t a t i o nf o rp r e p a r a t i o no fc o n c r e t e ，t e s t w a sc o n d u c t e do nt h ei n f l u e n c eo fb o t hw a t e r ．．t o ．．c e m e n t i t i o u sm a t e r i a l sr a t i oa n dd o s a g eo f f l y a s ho nr u p t u r ea n d c o m p r e s s i v es t r e n g t h ．R e s u l t ss h o wt h a t ，w i t ht h em a x i m u md o s a g eo ff l y a s ha t5 0 ％．w a t e r ．t o c e m e n t i t i o u sm a t e r i a lr a t i o a t0 ．3 4 ，t h ec o m p r e s s i v es t r e n g t ha n dr u p t u r es t r e n g t ho fc o n c r e t ec a nr e a c h3 5 ．5 2M P aa n d4 ．5 8M P a 幽e r2 8d ． r e s p e c t i v e l y ，w h i c hi su pt ot h es t i p u l a t e dc o n c r e t eg r a d eC 3 0 ． K e yw o r d s f l y a s h ；c o n c r e t e d e c a r b u r i z a t i o nb yf l o t a t i o n 粉煤灰是在煤燃烧后从其烟气中收集下来的微细 颗粒，我国9 0 ％以上的粉煤灰品质较差，需要对其进 行加工提高其活性J 。与此同时，大量粉煤灰含炭量 较高不能直接利用，因此，对高炭粉煤灰脱炭后再进行 利用，是提高粉煤灰利用率的一个有效途径。 目前我国粉煤灰在建材方面已经得到较为广泛的 应用，而低品质的粉煤灰特别是部分高炭粉煤灰由于 炭含量较高，其利用受到一定限制，同时，在粉煤灰磨 细的过程中，颗粒表面性质等会发生一定变化【2 q j 。 本文通过浮选脱炭后制备出I 级粉煤灰，然后通 过混凝土配比试验确定合理的混凝土配合比，降低了 水泥消耗，为粉煤灰综合利用提供了～个有效途径。 为3 ．7 5 ％，降到了5 ％以下 ，- 4 5I x m 粒级产率仅为 4 3 ．7 1 ％，经球磨机再磨，使一4 5 m 粒级含量达到I 级 粉煤灰国标要求 4 5 “m 粒级含量为5 ．7 1 ％ ，其主 要成分见表1 。 表l 脘炭粉煤灰主要成分f 质量分数I ／％ 其他材料包括P 0 3 2 5 水泥，粗集料 5 ．1 5 ～1 1 ．2 3 m m 连续碎石 和细集料 细砂 。试验用水为普通自 来水。 1 试验材料2 脱炭粉煤灰为经过浮选脱炭后的粉煤灰 烧失量 试验结果与讨论 主要考虑水胶比与粉煤灰掺量这2 个因素对制备 ①牧穑日期2 0 1 3 0 6 2 4 基金项目贵州省教育厅自然科学研究项目 黔教科 2 0 1 1 0 1 3 号 作者简介陈晓东 1 9 9 0 一 ，男，山西晋中人，主要从事难选矿石的选矿技术及资源综合利用。 通讯作者张覃 1 9 6 7 一 ，女，贵州人，教授，博士，博士研究生导师，主要研究方向为难选矿石选矿技术及资源综合利用。 万方数据 矿冶工程 第3 3 卷 混凝土的影响，试验条件见表2 。 表2 粉煤灰混凝土制备试验条件 试件均在标准养护条件下养护2 8d ，测定其抗折 及抗压强度，结果见表3 。 表3 粉煤灰混凝土抗折强度与抗压强度 根据表3 数据绘制出了在粉煤灰掺量相同的条件 下粉煤灰混凝土2 8d 的抗折与抗压强度随水胶比变 化的情况，同时绘制了在水胶比固定的条件下，粉煤灰 混凝土2 8d 的抗折与抗压强度随粉煤灰掺量的变化 情况，如图1 ～4 所示。 水胶比 图l水胶比对混凝土2 8 d 抗折强度的影响 水胶比 图2 水胶比对混凝土2 8d 抗压强度的影响 一 叟 毯 强 羹 粉煤灰掺量／％ 图3 粉煤灰掺■对混凝土2 8d 抗折强度的影响 粉煤灰掺量／％ 图4 粉煤灰掺量对混凝土2 8d 抗压强度的影响 由图1 4 可以看出，混凝土2 8d 抗压强度为 3 5 ．5 2N P a ，其2 8d 抗压强度达到了混凝土规定等级 下转第1 8 页 万方数据 矿冶工程第3 3 卷 t ／s 图9 单泵进行负载压力模拟测试 工程机械动力系统负载模拟如图1 0 所示。实际 负载与模拟负载的误差结果表明，此实验平台可以准 确可靠地实现工程机械负载模拟，可以避免工程机械 整车测试的繁琐与人为因素、工况等不可控条件所导 致的测试误差，提高了测试的可信度。并进行三泵同 图1 0 工程机械动力系统负载模拟 时加载，测得转速、扭矩、三个泵出口压力，表明该负载 模拟实验平台可以对大多数工程机械负载进行模拟。 5 结语 根据负载模拟实验系统设计要求及其原理，通过 M a t l a b 系统辨识确定了比例溢流阀的数学模型，选取 增量式P I D 控制算法进行负载模拟控制，完成负载模 拟实验平台的搭建，在实验平台上完成了负载模拟，测 试结果显示模拟负载与实际负载误差小于4 ．5 ％，表明 该平台可以实现负载的准确可靠模拟，可进行动力匹 配、发动机性能测试、液压元器件动态性能测试、控制 器在线控制等测试，有较强的工程实用价值。 参考文献 [ 1 ] 方志宏，陈章位，傅周东．发动机台架自动测控系统的设计与实现 [ J ] ．机械工业自动化，1 9 9 7 I 4 4 4 7 ． [ 2 ]权龙，林廷圻，史维祥．比例溢流阀复合控制压力流量原理及实 现[ J ] ．机械工程学报，1 9 9 5 1 2 3 2 8 ． [ 3 ]高珊，郭勇，程敬敬，等．恒功率轴向柱塞泵建模及动态性能 优化[ J ] ．机械设计与研究，2 0 1 3 ，2 9 1 8 3 - 8 6 ． [ 4 ] L e iX ，W uY ．S i m u l a t i o na n dR e s u l tA n a l y s i so fA M E s i mf o rt h e R e l i e fV a l v eD y n a m i cC h a r a c t e r i s t i c sE x p e r i m e n t [ c ] f f E l e e t r i c a la n d C o n t r o lE n g i n e e r i n g I C E C E ，2 0 1 0I n t e r n a t i o n a lC o n f e r e n c eo n ， 2 0 1 0 5 5 8 7 5 5 9 0 ． [ 5 ] 姚佳，甄海华．电液比例溢流阀动态特性研究[ J ] ．机械工程与 自动化。2 0 0 9 6 2 0 - 2 2 ． [ 6 ]马伟．混合动力液压挖掘机负载模拟系统及其控制方法研究 [ D ] ．杭州浙江大学机械能源工程学院，2 0 0 8 ． [ 7 ] 吴宏鑫，沈少萍．P I D 控制的应用与理论依据[ J ] ．控制工程，2 0 0 3 1 3 7 4 2 ． 上接第1 4 页 C 3 0 级以上。水胶比与粉煤灰掺量是影响混凝土的2 个主要因素，粉煤灰混凝土的抗压与抗折强度均随着粉 煤灰掺量增加、水胶比增大而逐渐降低；当粉煤灰掺量 相同时，水胶比0 ．4 3 的粉煤灰混凝土试件2 8d 的抗折 强度是水胶比为0 ．3 4 的试件抗折强度的8 3 ．8 7 ％；而在 抗压强度方面，前者是后者的8 6 ．2 4 ％。当水胶比相同 时，粉煤灰掺量5 0 ％的试件2 8d 抗折强度是掺量2 0 ％试 样抗折强度的7 6 ．9 r 7 ％；2 8d 抗压强度为前者的7 6 ．9 2 ％。 3 结语 水胶比和粉煤灰掺量是影响粉煤灰混凝土抗压与 抗折强度的两个重要因素。试验结果表明，粉煤灰混 凝土的抗压强度与抗折强度总体上均随水胶比与粉煤 灰掺量的增大而减小。当粉煤灰掺量为5 0 ％，水胶比 为0 ．3 4 时，混凝土2 8d 抗压强度为3 5 ．5 2M P a ，抗压强 度达到了混凝土规定等级C 3 0 级以上，其2 8d 抗折强 度为4 ．5 8M P a 。 参考文献 [ 1 ] 潘钟，罗津晶，薛姗姗，等．粉煤灰利用的回顾与展望[ J ] ．环 境卫生程，2 0 0 8 ，1 6 1 1 9 - 2 2 ． [ 2 ]姚丕强，柴星腾．分选与磨细加工对粉煤灰物化性质以及颗粒特 性的影响[ J ] ．水泥，2 0 0 5 2 卜4 I [ 3 ]裴进，罗晓辉，涂平晖，等．粉煤灰混凝土的抗压强度试验[ J ] ． 公路工程．2 0 1 2 4 1 3 7 1 4 1 ． 万方数据