粉煤灰是燃煤电厂煤粉锅炉燃烧煤炭后,从烟气中收集下来的细灰,其主要成分如下:
氧化物成分
二氧化硅(SiO₂)
含量范围:一般在40% - 60%之间。
作用:它是粉煤灰的主要成分之一,具有较高的化学稳定性。在建筑材料中,二氧化硅能与水泥水化产物中的氢氧化钙发生二次反应,生成具有胶凝性能的产物,有助于提高混凝土的强度和耐久性。
氧化铝(Al₂O₃)
含量范围:含量通常在20% - 35%。
作用:氧化铝也是粉煤灰的重要活性成分。在碱性环境中,它能与氢氧化钙等发生火山灰反应,生成具有水硬性的铝硅酸钙等产物,增强材料的强度和抗化学侵蚀能力。
氧化铁(Fe₂O₃)
含量范围:含量一般在5% - 15%。
作用:氧化铁可以参与水泥的水化反应,对混凝土的强度和颜色有一定影响。适量的氧化铁还能改善粉煤灰的活性,促进火山灰反应的进行。
氧化钙(CaO)
含量范围:含量通常在1% - 10%。
作用:氧化钙具有一定的水硬性,能与水反应生成氢氧化钙。在粉煤灰 - 水泥体系中,它可以提供碱性环境,促进粉煤灰中活性二氧化硅和氧化铝的火山灰反应。
氧化镁(MgO)
含量范围:含量一般在1% - 5%。
作用:氧化镁在水泥水化过程中也会参与反应,但过高的氧化镁含量可能会导致材料后期体积膨胀,影响材料的安定性。
其他成分
未燃尽的碳
含量情况:未燃尽的碳即烧失量,其含量因煤种和燃烧条件而异,一般在0.5% - 15%之间。
影响:未燃尽的碳会影响粉煤灰的颜色,使其呈现灰色或黑色。同时,未燃尽的碳会降低粉煤灰的活性,影响其在建筑材料中的应用效果。此外,未燃尽的碳还可能吸附一些有害物质,如重金属等,对环境造成潜在危害。
重金属元素
种类及含量:粉煤灰中可能含有铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)等重金属元素,其含量通常较低,但具体含量取决于原煤的成分和燃烧过程。
影响:这些重金属元素如果未经有效处理而直接排放到环境中,会对土壤、水体和大气造成污染,危害生态系统和人类健康。因此,在粉煤灰的综合利用过程中,需要采取措施控制重金属的释放。
微量元素
种类:除了上述主要成分外,粉煤灰中还含有一些微量元素,如钛(Ti)、钒(V)、锰(Mn)、锌(Zn)等。
作用:这些微量元素在某些特定的应用领域可能具有一定的作用,例如在农业领域,适量的微量元素可以作为肥料成分,为植物提供营养。