粉煤灰在菱镁制品中的作用及应用

    在菱镁水泥制品生产中, 为了改善某些性能, 往往要加入一些活性混合材, 粉煤灰就是其中之一。粉煤灰其颗粒一般呈球形, 表面光滑, 颜色通常呈灰白色到黑色, 密度在1. 9 至2. 4 之间, 其化学成分主要为氧化硅, 氧化铝, 两者含量一般可达60% 以上, 粉煤灰的化学成分如下: SiO 2 40%～ 60%;M gO 0. 5%～ 2. 5%; A l2O 3 15%～ 40%; SO 3< 2%; Fe2O 3 3%～10%; SiO 2 + A l2O 3 > 60%; CaO 2%～ 5%; 烧失量1%～ 20% , 粉煤灰的矿物组成主要是铝硅玻璃体, 铝硅玻璃体含量一般在70% 以上, 是粉煤灰具有活性的主要组份。用粉煤灰掺入菱镁水泥中制作菱镁制品, 可节省堆放粉煤灰的场地, 而且可降低制品的成本, 生产的制品可减免税, 对国家和生产企业都有好处, 生产粉煤灰菱镁制品具有很好的经济效益和社会效益。 

    1 粉煤灰活性的提高及激发
    粉煤灰的潜在活性决定了其利用价值, 提高粉煤灰活性广泛采用的是将粉煤灰进行适当磨细的方法,将粉煤灰磨细, 产生了新的表面, 改善了显微结构, 提高了性能。粉煤灰激发剂采用磷酸盐和硫酸盐。
    2 掺入粉煤灰对菱镁制品强度的影响
    为了研究不同粉煤灰掺量对菱镁制品强度的影响, 我们选用3 个掺量分别制作4cm ×4cm ×16cm试件, 测其28d 强度, 结果见表1。 
表1 不同掺量粉煤灰对强度的影响 
编号 菱苦土∶ 磨细粉煤灰堆积密度(g? cm 3) 28d 强度(M Pa)抗折 抗压
7284 1∶0 1. 31 7. 5 28. 5
8122 1∶0. 5 0. 20 5. 4 18. 0
8123 1∶0. 7 1. 18 7. 0 16. 8
8124 1∶1. 0 1. 30 7. 2 20. 4
由表1 中可以看出, 掺粉煤灰后强度降低。
    3 粉煤灰与非活性填料在菱镁制品中作用对比
    我们选用石粉与粉煤灰进行对比试验。
表2 不同填料对菱镁胶结料强度的影响
编号 菱苦土:填料1∶0. 3 堆积密度(g? cm 3) 28d 强度(M Pa)抗折 抗压
7284 1∶0 1. 31 7. 5 28. 5
8122 1∶0. 5 0. 20 5. 4 18. 0
8123 1∶0. 7 1. 18 7. 0 16. 8
8124 1∶1. 0 1. 30 7. 2 20. 4
由表2 可以看到, 与掺加石粉相比, 掺加粉煤灰可提高强度, 降低堆积密度。
    4 掺加粉煤灰对菱镁制品耐水性的影响
    未掺抗水剂的菱镁制品浸水后一般软化系数在0. 40 以下, 掺加15% 粉煤灰(占菱苦土重量) 可使浸水30d 软化系数提高到0. 40 以上, 掺加粉煤灰的同时掺加改性剂, 可使浸水30d 软化系数提高到0. 80以上, 采用惰性填料(如方解石粉、滑石粉) 和改性剂的组合, 浸水30d 软化系数的一般在0. 70 以下。掺加粉煤灰提高抗水性的机理如下:粉煤灰中的活性二氧化硅可以与氧化镁发生反应, 生成不溶水的水化产物M gSiO 3。活性氧化铝可以生产氢氧化铝胶体堵塞菱镁制品的毛细孔, 降低吸水率。
    5 掺加粉煤灰对菱镁制品吸水率的影响
    掺入惰性填料吸水率一般在5% 以上, 掺入磨细粉煤灰吸水率为4. 4% , 吸水率作为菱镁制品的主要性能指标, 它的高低与软化系数、强度等都有关系。
    6 粉煤灰在菱镁制品中的应用
    6. 1 粉煤灰菱镁加气板
    粉煤灰应用生产菱镁加气板具有以下特点: 保温隔热性能好、强度高、不变形、不裂纹、不吸潮、不返
卤、耐久性好。这种加气板广泛应用于屋面保温, 吊顶等。 6. 2 仿琉璃粉煤灰板、瓦
粉煤灰掺入菱镁水泥中生产菱镁瓦, 这种瓦具有造价低, 强度高, 韧性好, 在安装与使用过程中不脆裂、不变形、不漏雨。使用寿命长。可广泛应用于工业厂房、车间、库房、礼堂及各种临时建筑物面, 也可作为建筑工程的临时围护材料。
    6. 3 粉煤灰硅镁多孔隔墙板。
    用粉煤灰生产硅镁多孔隔墙板, 重量较轻, 强度较高, 防火性好, 属不燃材料, 能够满足建筑防火要求, 施工方便, 经济效益高。
    6. 4 防火门
    粉煤灰菱镁防火门, 具有以下优点: 可以做成浮雕门, 装饰效果好, 油漆粘结牢固, 不易脱落, 隔热, 防火性能好, 耐水性好, 不翘曲变形, 成本低, 经济效益高, 可以节约大量木材。
    6. 5 粉煤灰还可以掺入菱镁材料中制作菱镁检查井盖
改性菱镁检查井盖具有以下优点:
     ①强度高、承载力大、可以达到或超过铸铁检查井盖CJ?T 3012293标准所规定的承载力指标。
    ②耐久性好。经过实施多项改性技术和掺入磨细粉煤灰, 使产品具有良好的耐久性。
    ③改性菱镁检查井盖由于没有回收价值, 故不存在失窃问题。
    ④售价低。改性菱镁检查井盖比传统的铸铁井盖以及市场上的玻璃钢井盖、聚合物井盖售价低很多, 但使用性能并不差。
    ⑤用途广。可以应用于城市道路, 公路上的检查井上, 也适用于安装在机动车和非机动车可能行驶或停放的地面上, 还可用于邮电、煤气、自来水、消防、污水等检查井上。 
    改性菱镁检查井盖技术性能指标如下: 
    ①表观密度: 1730kg?m 3; 
    ②改性菱镁胶结料抗折软化系数抗折强度: 11. 4M Pa、49. 0M Pa;
    ③改性镁胶结料抗折软化系数及抗压软化系数均大于0. 80, 具有良好的耐水性。
    ④改性菱镁检查井盖承载力(参照铸铁检查井盖CJ?T 3012293 标准提供的承载试验方法测试)
为35. 2t (井盖直径600mm ) ;
    ⑤改性菱镁检查井盖吸水率3. 6%; 
    ⑥含水率3. 3%; 
    ⑦抗冻性: 经15 次冻融循环后无缺棱、掉角、剥落、表面软化现象。
    6. 6 粉煤灰掺入菱镁水泥中, 可生产菱镁蔬菜大棚架
    这种大棚架具有不吸潮、不返卤、造价低、耐久性好, 棚内空间大等优点, 优于竹竿和水泥柱组合搭建的棚, 比钢架棚价格低。
    6. 7 菱镁粉煤灰地面砖
    本产品具有轻质高强、保温隔热性能好、有弹性、耐磨性能好、长期使用不起砂、不变形、不吸潮、不泛白、有木地板的感觉、经久耐用。
    主要技术性能指标如下:
    ① 抗压强度17～35M Pa; 抗折强度5～ 10M Pa (根据用户要求调整) ;
    ②容重900～ 1400kg?m 3; 
    ③导热系数0. 2KJ?m k; ④光泽度70～ 90 度;
     ⑤板材体积稳定性: 底面浸水3d翘曲率小于2. 59 , 浸水7d 湿胀率小于2mm?m 。本产品广泛适用于纺织厂车间地面及一般建筑物室内地面、墙面等的装饰。
    6. 8 菱镁水泥掺入粉煤灰的其它利用
    粉煤灰还可掺入菱镁水泥中制作电缆槽、屋面板、活动板房、包装箱、矿井支护等。