利用專用球磨機和粉體改性機生產比表面積 500 m2/kg 的微納米礦粉改性超能粉煤灰微珠 材料簡稱磨細改性超能粉煤灰(水泥混合材),或改性超能灰。
該專有技術由清華大學粉體工 程研究室與德州學院粉煤灰研究所海歸專家團隊經過 16 年潛心研究,突破了 30m3/h 大體積 (氣固相)粉煤灰活化(提活 25%)改性技術瓶頸,以 85%粉煤灰和 15%超細微納米礦渣粉為 原材料(添加 0.01%化學助劑)制造比表面積 500 m2/kg 級的高活性改性超能粉煤灰(水泥混 合材),其各項性能指標優于 S95 級礦渣微粉。
目前已在國內大連市和歐美部分地區實現產業化。磨細改性超能粉煤灰產品具有高細度、高活性和低需水量比等優異性能,用超細礦 近兩年國內一些公司模仿我們的技術,但是他們摻加了過量(50-70%)的市場稀缺的礦粉 (礦粉摻量甚至超過了粉煤灰),并且長時間過度研磨,這種所謂“超細粉”實際上是超細礦 粉與超細粉煤灰的混合,能耗很高,不符合國家淘汰高能耗產業政策,清華大學和武漢理工大 學等學術界老教授對過度磨細固體廢棄物,持反對態度。
實際上粉煤灰不需要超細粉磨,只要把其中漂珠(1-3%的粉煤灰空心球)和球包球的“子 母珠”的“蛋殼”磨碎,再把粘連在一起的“葡萄串”狀的團聚粉煤灰微珠顆粒打散,控制有 效研磨時間(停留時間)不超過 5 分鐘和粉煤灰微珠粒徑 10 微米左右,再用專用改性設備對 粉煤灰微珠表面進行納米尺度改性(通過掃描電子顯微鏡 SEM 觀測介觀結構改性,如圖),找 到顆粒細度與需水量比的平衡點,即可達到技術經濟目的,最后在“偶聯劑”作用下,軟包覆 一層超細水渣粉(GGBFS)“納米薄膜”,就制造成功了改性超能粉煤灰。
它是一種優質的高性 能混凝土(HPC)摻和料和傳統水泥混合材,也是地聚物水泥的最佳合成原料,其性能覆蓋了 S95 礦粉,顯著降低水泥和預拌混凝土的生產成本,大幅度提高砼制品性能。
【創新設計】對現行球磨機襯板、隔倉板、出料裝置及研磨體進行重新改裝,改變研磨體球徑 級配和運動軌跡(類似流體力學中控制雷諾準數可以形成流體湍流原理,導流板讓研磨球段環 流的同時發生縱向返混,達到夾帶并研搓粉煤灰微珠這種特殊顆粒性狀的物料),加入自主研 發的助劑(包括催化劑、激發劑和抗靜電劑),用于分散物料,激發潛在活性,加快改性化學 反應速度,增加有效研磨時間,優化粉磨體系,最后在磨尾進入特種設備進行包覆改性(保密 工藝)。連續粉磨作業,磨體溫度不高,粉體顆粒不團聚。
【性能指標】
1、細度:比表面積 500 m2/kg ,顆粒平均粒徑 10 微米(激光粒度儀表征正態分布曲線峰窄),45 微米方孔篩篩余量可控制到 1%以下。
2、產量:以φ3.2×13m 球磨機為例,內部改造后,磨尾加裝改性機,采用開路粉磨工藝生產 改性超能灰臺時產量可達 50t/h,產能 30 萬噸/年;同等條件下φ3.2×16m 磨機臺時產量 70t/h,產能 42 萬噸/年。
3、能耗:噸產品綜合電耗約在 25-30 KWh。
4、經濟效益核算:以φ3.2×13m 球磨機為例,技術改造費(研磨體和襯板等材料費用+工程 師勞務費)¥300 萬元;原材料加工成本 30 元/噸,產品利潤 50—100 元/噸。半年收回投資。
5、原材料:粉煤灰、礦粉、燒矸石、火山巖、鋼渣、磷渣、鋰渣、釩鈦渣、建筑垃圾、電廠 爐底渣等各種煅燒過的硅酸鹽廢渣。德州學院粉煤灰研究所可根據客戶的固廢化學成分和礦物 結構等理化性能測試結果,對工業固廢進行科學配伍和預處理,進行定制生產。
【執行標準】GB/T 18046-2017《用于水泥、砂漿和混凝土的?;郀t礦渣粉》中 S95 礦渣粉 指標;GB/T 18736-2017《高強高性能混凝土用礦物外加劑》中二級磨細礦渣指標要求。
【產品用途】
1、混凝土攪拌站:用作混凝土摻合料,減少水泥和礦粉用量,充分發揮粉煤灰 的微集料、火山灰和形貌三大效應。在原配合比不變情況下,可用改性超能灰替代礦粉,7d 和 28d 強度不變;在減少 20%的用水量時,坍落度不損失。@降低混凝土成本約 20 元/m3。
2、水泥廠:用作水泥混合材,節省熟料,替代 S95 礦粉,在 42.5#水泥中直接摻加 10-20%改 性超能灰,水泥 7 天強度不降低。@水泥生產成本下降約 40 元/噸。3、特殊用途:改性超能灰用于地聚物水泥(100%)、海工水泥(30-80%)、高性能混凝土(HPC)、 免蒸管樁和 PC 構件(30-70%)等,顯著提高混凝土密實度、抗腐蝕和耐久性能。