1、第33卷第4期 2012年O8月 Journal of C 长春工业大学学报(自然科学版) chun University of Technology(Natural Science Edition) Vo133 No4 Aug2012 蒸压流化床粉煤灰混凝土 砌块养护优化设计 徐正坦， 翁仁贵 (福建工程学院环境与设备工程系，福建福州 350108) 摘 要：利用x射线荧光光谱仪、XRD等检测手段对循环流化床粉煤灰进行化学成分定性 定量分析。通过选用确定组分的基础蒸压循环流化床粉煤灰混凝土砌块配方，并用正交设 实验方法安排和组织试验，研究了养护制度对蒸压循环流化床粉煤灰混凝土砌块抗压强度 性
2、能的影响。实验结果表明，在蒸压养护制度中，影响循环流化床粉煤灰混凝土试块抗压强 的主要因素为升温时间，因素的主次顺序为：升温时间恒温时间降温时间恒温压力。 最佳的蒸压养护制度：升温时间3 h，恒温时间6 h，恒温压力1 MPa，降温时间1。5 h。 关键词：循环流化床粉煤灰；蒸压养护；正交设计；抗压强度 中图分类号：X 7012 文献标志码：A 文章编号：16741374(2012)04046904 Autoclaved condition system optimization for the circulating fluidized bed fly ash concrete block
3、XU Zhengtan， WENG Rengui (The Deartment Environment and EquipmentFujian University of Technology，Fuzhou 350108，China) Abstract：With Xray fluorescence spectrometry and Xray diffraction，the chemical compositions of circulating fluidized bed fly ash are analyzedWe work out the prescription for producin
4、g the circulating fluidized bed fly ash concrete block，and study the influences of the autoclaved conditions for the compressive strength of concrete block with the orthogonal design methodThe results show that the key factors of the caring system are as following in order：heating time，constant temp
5、erature time，temperature decreasing time and constant pressureThe best autoclaved conditions are heating time 3 hours。constant temperature time 6 hours，constant pressure 1 MPa，temperature decreasing time 15 hours Key words：circulating fluidized bed fly ash；autoclaved condition；orthogonal design；comp
6、ressive strength 收稿日期：2012-0504 基金项目：福建教育厅A类科技基金项目(JA05339) 作者简介：徐正坦(1955一)，男，汉族，福建福州人，福建工程学院副教授，主要从事环境工程方向研究，E-mail：xuzhengtan1z6 com 和计等度其 470 长春工业大学学报(自然科学版) 第33卷 0 引 言 南方某发电厂一期规模500 td，装备2台 250 td循环流化床焚烧炉，每天产生的粉煤灰量 为50 t。粉煤灰是人工火山灰质混合材料，它们 的主要化学成分有SiO。，AI O。，Fe O。等无机物 质 。粉煤灰本身略有或没有水硬胶凝性能，但 当以粉状及有
7、水存在时，能在常温，特别是在水热 处理(蒸汽养护)条件下，与氢氧化钙或其它碱土 金属氢氧化物发生化学反应，生成具有水硬胶凝 性能的化合物，质地坚硬，具有一定强度，有机质 含量低、坚固性好，属于具有高多孔率、与天然矿 物质有相似成分、吸水性较高的轻质材料，同时满 足建筑材料的大多数工程特性要求。 循环流化床锅炉是一种燃烧效率高、煤种适 应性强、对热负荷变化适应范围大、污染物排放量 较少，在燃烧中掺人了石灰石且易于在锅炉燃烧 过程中实现脱硫脱氮而达到环保要求的锅炉炉 型 。 随着循环流化床(CFBC)锅炉技术的推广， 其粉煤灰排放量大幅度增长，给环境带来巨大压 力。蒸压循环流化床粉煤灰混凝土砌块的
8、生产工 艺主要是以循环流化床粉煤灰、砂子为集料、水泥 为胶结料，经原材料制备、配料、混合搅拌、成型、 蒸汽高压养护而成为硅酸盐建筑制品3。 l 实验方法 11原材料和仪器设备 111循环流化床粉煤灰 循环流化床粉煤灰的化学组成见表1。 表1 CFB粉煤灰化学组成 成分 含量 XRD衍射图如图1所示。 Q 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 2 0(。) 图1循环流化床粉煤灰XRD图 粒度分布表见2。 表2循环流化床粉煤灰粒度分布表 颗粒大tJzm 百分含量 1244 OOO 2697 18O8 1386 1511 151O 824 226 O38 000 112其它原料及
9、仪器设备 普通硅酸盐水泥，代号PO，强度等级 325，永安市融盛水泥有限公司； 砂子，河砂，经过20目过筛； Na SiO。9H O，分析纯，天津市福晨化学 试剂三厂； 模具，100 mm100 mm100 mm； 振筛机； YZF一2A型压蒸釜，无锡市麦拓建材检测仪 器有限公司； NYL一300型压力试验机，无锡市建筑材料仪 器机械厂。 12蒸压循环流化床粉煤灰混凝土砌块组分确 定 在研究循环流化床粉煤灰课题中，课题组人 4 7 3 6 5 2 6 卯 7 2 3 3 一 一 第4期 徐正坦，等：蒸压流化床粉煤灰混凝土砌块养护优化设计 471 员对循环流化床粉煤灰昆凝土砌块进行了大量的 实验
10、研究。、本实验所采用的蒸压循环流化床粉煤 灰混凝土砌块组分为：循环流化床粉煤灰650 g、 水泥150 g、砂子200 g、激发剂Na2SiO。9H2O 24 g、水520 g。 13坯体的制备 本研究采用蒸压法制备蒸压循环流化床粉煤 灰混凝土砌块，以“粉煤灰一砂子一水泥”体系的蒸 压循环流化床粉煤灰混凝土砌块生产工艺流程 为：经筛分的砂及粉煤灰；水泥和水分别经计量一 14性能测试 采用GBT2542-2003砌墙砖试验方法中提 供的方法测试样品的抗压强度。 2研究方法 21正交实验设计 同一切反应一样，CaO和SiO。之间的反应随 温度升高而加速。此时，水化硅酸盐新生产物增 多，制品强度增高
11、6。 根据本实验的实际情况，选用三水平四因素 混合搅拌一成型一蒸压养护一成品嘲。 的正交实验L。(3 )方案，因素水平表见表3。 表3正交实验因素和水平的设计 22实验结果 土砌块的抗压强度为考核指标，测试结果以及指 相应于表3，以蒸压循环流化床粉煤灰混凝 标的极差分析见表4。 表4正交试验方案及试验结果分析 注：K =第 列上水平号为 的各实验结果之和 称为第j列的极差。 一 Rj：maxk“ 一mink ) 472 长春工业大学学报(自然科学版) 第33卷 23 极差分析 极差R是同一列3个水平的最大值与最小 值之差，极差大的意味着该因素对测定指标的影 响大，通常是主要影响因素；极差小，则
12、意味着该 因素的影响程度小，是次要影响因素。由表4正 交试验极差分析结果可以看出，在蒸压养护制度 中，影响CFB粉煤灰混凝土试块抗压强度的主要 因素为升温时间，其次是恒温时间，即因素的主次 顺序为：升温时间恒温时间降温时间恒温 压力。可以确定最佳的蒸压养护制度为：升温时 间3 h、恒温时间6 h、恒温压力1 MPa、降温时间 为15 h。 3 结 语 综上所述，通过正交实验不仅可以找出蒸压 养护制度中4个因素影响CFB粉煤灰混凝土试 块强度的主要因素与次要因素，而且还可以确定 最优的蒸压养护制度。为实际生产循环流化床粉 煤灰混凝土砌块提供了科学的参考依据。 参考文献： I-1 Anthony
13、E JFluidized bed combustion of alterna tive solid fuels，status，successes and problems of the technologyJProg Energy Combust Sci， 1995，21(3)：239268 2杨久俊，张茂亮粉煤灰活性激发影响因素研究I-j 粉煤灰综合利用，2007(5)：1517 3崔崇，朱守东高性能粉煤灰活化研究及应用J武 汉工业学院学报，2000(8)：15-17 4 Ramamurthy K，Narayanan NFactors influencing the density and compressive strength of aerated con creteJMgazine of Concrete Research，2000(6)： 163168 I-5Yinghai Wu，Edward J，Anthony，et a1Steam hy dration of CFBC ash and the effect of hydration con ditions on reactivationJFuel，2004(83)：1357 137O 6杨久俊，张海涛粉煤灰高强微珠泡沫混凝土的制 备研究J粉煤灰综合利用，2005(1)：5051
