포장
비산회 사실을 위한 고속도로 엔지니어들이
제 1 장-플라이 애쉬 엔지니어링 소재
- 왜 플라이 애쉬?
- 생산
- 취급
- 특성
- 품질의 플라이 애쉬
왜 플라이 애쉬?
플라이 애쉬 란 무엇입니까? 비산회는 분쇄된 석탄의 연소에서 유래하고 배기 가스에 의해 연소실에서 수송되는 정밀하게 분할된 잔류물이다. 2001 년에 6 천 1 백만 미터 톤(6 천 8 백만 톤)이상의 플라이 애쉬가 생산되었습니다.
플라이 애쉬는 어디에서 오는가? 플라이 애쉬는 석탄 연소 전기 및 증기 발생 설비에 의해 생산됩니다. 일반적으로,석탄 분쇄하고 불어 공기 보일러로의 연소실에는 즉시 그것을 점화하여 기대하는 이익 및 생산하는 용해된 미네랄 잔류물입니다. 보일러 튜브는 보일러에서 열을 추출하여 연도 가스를 냉각시키고 용융 된 미네랄 잔류 물이 경화되어 재를 형성하게합니다. 거친 입자재라는 바닥재 또는 슬래그,바닥의 연소실,는 동안 가벼운 미세한 입자재라 불리는 비산회,남아 있 중지에서 굴뚝 가스입니다. 하기 전에 소진시 배기가스,fly ash 제거하여 미립자 방출 제어 장치와 같은 정전기 전기 집진기용 또는 여과기 직물 baghouses(참조 Figure1-1).
플라이 애쉬는 어디에 사용됩니까? 현재 2 천만 미터 톤(2 천 2 백만 톤)이상의 플라이 애쉬가 다양한 엔지니어링 응용 분야에서 매년 사용됩니다. 전형적인 고속도로 기술설계 신청은 다음을 포함합니다: 포틀랜드 시멘트 콘크리트(PCC),토양 및 길 베이스 안정화,유동성 채우고,그라우팅재료,구조적 작성 및 아스팔트 충전물입니다.
플라이 애쉬를 유용하게 만드는 것은 무엇입니까? 플라이 애쉬는 PCC 응용 분야에서 포졸란으로 가장 일반적으로 사용됩니다. Pozzolans 는 규산 또는 규 및 명반 자료에 정밀하게 나누는 형태와의 면전에서 물과 반응 수산화칼슘은 보통의 온도를 시멘트 생산 화합물입니다.
독특한 구형 입자 크기 분포의 플라이 애쉬게 좋은 미네랄 충전물에서 뜨거운 아스팔트 혼합(HMA)응용 프로그램을 향상시킨 유동성 유동성 채우고 합니다. 일관성과 풍요의 플라이 애쉬 많은 지역에 있는 현재는 독특한 기회에 대한 사용에 구조를 채우 및 기타 고속도로용됩니다.
환경 혜택. 특히 콘크리트에서 플라이 애쉬 활용은 다음과 같은 중요한 환경 적 이점을 가지고 있습니다: (1)의 수명을 증가시키는 콘크리트 도로 및 구조 개선을 통해 구체적인 내구성,(2)순 감소에서는 에너지 사용 및 온실가스 및 기타 부작용 공기 배출량을 때 플라이 애쉬를 사용하는 대체 또는 대체 시멘트 제조,(3)감소의 양이 석탄 연소 제품을 처리해야 합니다 매립지,그리고(4)보존의 기타 천연 자원과 자료들이 있습니다.
그림 1-1:플라이 애쉬 이송 방법은 건식,습식 또는 둘 다일 수 있습니다.
생산
비산회에서 생산의 연소 석탄에서 전기 시설 또는 산업용 보일러입니다. 석탄 연소 보일러에는 분쇄 석탄(PC),스토커 연소 또는 주행 화격자,사이클론 및 유동층 연소(FBC)보일러의 네 가지 기본 유형이 있습니다. PC 보일러는 특히 대형 전기 생성 장치에 가장 널리 사용됩니다. 다른 보일러는 산업 또는 열병합 발전 시설에서 더 일반적입니다. FBC 보일러에 의해 생산 된 플라이 유골은이 문서에서 고려되지 않습니다. 플라이 애쉬는 정전기 침전제(ESP)를 사용하거나 일반적으로 백 하우스라고 불리는 필터 패브릭 수집기에서 연도 가스로부터 포집됩니다. 플라이 애쉬의 물리적 및 화학적 특성은 연소 방법,석탄 공급원 및 입자 모양에 따라 다릅니다.
| 만 톤 | 짧은 만 톤 | 퍼센트 | |
|---|---|---|---|
| 생산 | 61.84 | 68.12 | 100.0 |
| 사용 | 19.98 | 22.00 | 32.3 |
에서와 같이 표 1-1,의 62 백만 미터톤(68 만 톤)의 플라이 애쉬에서 생산되는 2001, 20 백만 미터톤(22 만 톤),또는 32%의 총 생산량,사용되었습니다. 다음은 플라이 애쉬 용도의 고장이며,그 중 많은 부분이 운송 산업에서 사용됩니다.
| 만 톤 | 짧은 만 톤 | 퍼센트 | |
|---|---|---|---|
| 시멘트/콘크리트 | 12.16 | 13.40 | 60.9 |
| 유동성 채우기 | 0.73 | 0.80 | 3.7 |
| 구조를 채우 | 2.91 | 3.21 | 14.6 |
| 로 기 Sub-기반 | 0.93 | 1.02 | 4.7 |
| 토양 수정 | 0.67 | 0.74 | 3.4 |
| Mineral Filler | 0.10 | 0.11 | 0.5 |
| Mining Applications | 0.74 | 0.82 | 3.7 |
| Waste Stabilization /Solidification | 1.31 | 1.44 | 6.3 |
| Agriculture | 0.02 | 0.02 | 0.1 |
| Miscellaneous/Other | 0.41 | 0.45 | 2.1 |
| Totals | 19.98 | 22.00 | 100 |
취급
수집된 비산회는 일반적으로 전달되는 공압에서 ESP 또는 여과기 직물 호퍼에 저장 곳에 그것을 건조하게 유지할 수 있습니다.보류 중인 사용률 또는 추가 처리하거나,시스템 어디서 건재와 혼합 물 및 전(sluiced) 에 사이트에 저장소 연못입니다.
건조한 수집 ash 은 일반적으로 저장되고 처리되어를 사용하여 장비와 절차에 사용되는 것과 유사한 처리를 위한 포틀랜드 시멘트:
- 플라이 애쉬에 저장된 사일로,돔과 다른 대량 저장 시설
- Fly ash 전송할 수 있습을 사용하여 공기의 슬라이드,양동 컨베이어와 스크류 컨베이어가 될 수도 있습니다 압축 공기를 넣게 전달을 통한 파이프라인을 아래에 긍정적 또는 부정적인 압력 조건
- 비산회가 수송 시장에서 대량 유조 트럭, 철도 차량 및 바지선/선박
- 비산회 포장할 수 있습니다 슈퍼 자루 또는 작은 부대를 위해 특수 응용 프로그램
건조한 수집 플라이 애쉬할 수 있습 또한 적신과 물고 습윤제,적용할 때,사용하는 특수 장비 (조절)및 구조 채우기와 같은 특수 응용 프로그램에 대 한 덮여 덤프 트럭에 운반. 물 조절 플라이 애쉬는 작업장에서 비축 할 수 있습니다. 노출된 비축 재료 촉촉하게 유지해야하며 또는 타포린,플라스틱 또는 이와 동등한 자료는 먼지가 들어가지 않도록 배기가스의 배출을 줄여줍니다.
특성
크기 및 모양. 플라이 애쉬는 일반적으로 포틀랜드 시멘트 및 석회보다 미세합니다. 플라이 애쉬는 일반적으로 구형 인 미사 크기의 입자로 구성되며 일반적으로 크기가 10 에서 100 미크론 사이입니다(그림 1-2). 이 작은 유리 구체는 신선한 콘크리트의 유동성과 작업 성을 향상시킵니다. 섬도는 플라이 애쉬의 포졸란 반응성에 기여하는 중요한 특성 중 하나입니다.
그림 1-2:2,000x 배율의 플라이 애쉬 입자.
화학. 플라이 애쉬는 주로 실리콘,알루미늄 철 및 칼슘의 산화물로 구성됩니다. 마그네슘,칼륨,나트륨,티타늄 및 황도 덜 존재합니다. 콘크리트에서 광물 혼합물로 사용될 때,플라이 애쉬는 화학적 조성에 따라 클래스 C 또는 클래스 F 애쉬 중 하나로 분류됩니다. American Association Of State Highway Transportation Officers(AASHTO)M295 는 클래스 C 와 클래스 F 플라이 애쉬의 화학 성분을 정의합니다.
클래스 C 잿더미가에서 일반적으로 파생된 sub-아스팔트 석 주로 구성 칼슘의 alumino-황산 유리뿐만 아니라,quartz,tricalcium 알루,무료 라임(CaO). Class C ash 는 일반적으로 20%이상의 CaO 를 포함하기 때문에 고 칼슘 플라이 애쉬라고도합니다.
Class F 재은 일반적으로에서 파생된 역청 및 무연탄 석탄으로 구성 주로의 alumino-규산 유리제,석영,물라이트,그리고 자철광도 존재한다. 클래스 F,또는 낮은 칼슘 플라이 애쉬는 10%미만의 CaO 를 가지고 있습니다.
| 화합물 | 비산회 Class F | 비산회 클래스 C | 포틀랜드 시멘트 |
|---|---|---|---|
| SiO2 | 55 | 40 | 23 |
| Al203 | 26 | 17 | 4 |
| Fe2O3 | 7 | 6 | 2 |
| 카오(라임) | 9 | 24 | 64 |
| MgO | 2 | 5 | 2 |
| SO3 | 1 | 3 | 2 |
색상. 플라이 애쉬는 화학 물질 및 미네랄 성분에 따라 황갈색에서 진한 회색 일 수 있습니다. 황갈색과 밝은 색은 일반적으로 높은 석회 함량과 관련이 있습니다. 갈색 색상은 일반적으로 철분 함량과 관련이 있습니다. 짙은 회색에서 검은 색은 일반적으로 상승 된 미 연소 탄소 함량에 기인합니다. 플라이 애쉬 색상은 일반적으로 각 발전소 및 석탄 공급원에 대해 매우 일관성이 있습니다.
그림 1-3:일반적인 애쉬 색상
품질의 플라이 애쉬
품질 요구 사항에 대한 플라이 애쉬에 따라 달라질 수도 있습니다. 플라이 애쉬질에 의해 영향을 받 연료적 특성(석탄),co-firing 연료의(역청 및 서브 아스팔트 석탄),그리고 다양한 측면의 연소와 굴뚝 가스클리닝/컬렉션을 처리합니다. 네 가장 관련성적 특성의 플라이 애쉬에 사용하기 위해 구체적인 손실에 점화(LOI),고움,화학적 조성과 균일성.
LOI 은 측정의 불완전 연소된 탄소(석탄)나머지에서 재고가는 중요한 특성의 비산회,특히 콘크리트 응용 프로그램. 높은 수준 탄소형의 탄소(즉,활성),의 상호 수용성에 있는 이온 플라이 애쉬,그리고 다양성을 탄소의 콘텐츠 발생할 수 있습에서 중요한 공기 유입 문제를 신선한 콘크리트 및 악영향을 미칠 수 있습 콘크리트의 내구성. AASHTO 와 ASTM 은 LOI 에 대한 제한을 지정합니다. 그러나 일부 주 교통 부서는 LOI 에 대해 더 낮은 수준을 지정할 것입니다. 탄소는 또한 비산회에게서 제거될 수 있습니다.
일부 플라이 애쉬 용도는 LOI 의 영향을받지 않습니다. 아스팔트의 필러,유동성이있는 채우기 및 구조용 채우기는 탄소 함량이 높은 플라이 애쉬를 수용 할 수 있습니다.
플라이 애쉬의 섬도는 석탄 분쇄기의 작동 조건 및 석탄 자체의 연삭성과 가장 밀접한 관련이 있습니다. 구체적인 신청에 있는 비산회 사용을 위해,섬도는 0.044mm(No.325)체에 유지된 물자의 무게에 의하여 백분율로 정의됩니다. 더 거친 계조는 덜 반응성 회분을 초래할 수 있으며 더 높은 탄소 함량을 함유 할 수 있습니다. 섬도에 대한 제한은 ASTM 및 주 운송 부서 사양에 의해 해결됩니다. 플라이 애쉬는 그것의 섬도 및 반응성을 개량하기 위하여 검열 또는 공기 분류에 의해 가공될 수 있습니다.
구조 채우기와 같은 일부 비 콘크리트 응용 프로그램은 플라이 애쉬 섬도의 영향을받지 않습니다. 그러나,같은 다른 응용 프로그램 아스팔트 충전물은 크게 의존에서 비산회 훌륭함 및 입자 크기 분포.
화학 성분의 비산회과 직접 관련된 것 광물성 화학 부모의 석고 추가 연료 또는 첨가물에 사용되는 연소 또는 포스트 연소 프로세스입니다. 사용되는 오염 제어 기술은 또한 플라이 애쉬의 화학적 조성에 영향을 줄 수 있습니다. 전기 발전소는 여러 출처에서 많은 양의 석탄을 연소시킵니다. 생성 효율을 극대화하거나 역 환경 성능을 향상시키기 위해 석탄을 혼합 할 수있다. 비산회의 화학은 특정한 사용 신청을 위해 끊임없이 시험되고 평가됩니다.
일부역 선택적으로 화 특정 석탄 또는 수정의 첨가제 수립을 방지하 굴욕적인 재질을 나누어 주는 원재 화학 및 특성이 있습니다.
일관된 제품을 공급하기 위해서는 선적에서 선적까지 플라이 애쉬 특성의 균일 성이 필수적입니다. 플라이 애쉬 화학 및 특성은 일반적으로 사전에 알려져 있으므로 콘크리트 믹스는 성능을 위해 설계되고 테스트됩니다.
제어 낮은 힘 자료(CLSM)
샘플링 및 테스트 플라이 애쉬 또는 천연 Pozzolans 로 사용하기 위해 미네랄 혼합물에서 포틀랜드 시멘트 콘크리트
ASTM C618
비산회와 원거나 Calcined 자연 포졸란으로 사용하기 위해 미네랄 혼합물에서 포틀랜드 시멘트 콘크리트
비산회와 다른 Pozzolans 와 함께 사용하는 석회
표준 방법에 대한 특성화 플라이 애쉬에 사용하기 위해 토양 안정화
사용에 대한 가이드 의 석탄 연소에 의해-에서 제품 구조적인 채우기
의 품질 보증 및 품질 관리 기준을 다양한 각용의 비산회에서는 국가와 원하는 소스입니다. 일부 주에서는 사용하기 전에 테스트 및 승인을 위해 지정된 기준으로 사일로에서 인증 된 샘플을 요구합니다. 다른 사람들은 승인 된 출처 목록을 유지하고 프로젝트 공급 업체의 플라이 애쉬 품질 인증을 수락합니다. 품질 관리 요구 사항의 정도는 의도 된 용도,특정 플라이 애쉬 및 그 변동성에 따라 다릅니다. 테스트 요구 사항은 일반적으로 개별 지정 기관에 의해 설정됩니다.
그림 1-4:플라이 애쉬(왼쪽)와 포틀랜드 시멘트(오른쪽)의 현미경 사진.
| Class F | 클래스 C | |||
|---|---|---|---|---|
| 화학적 요구사항 | SiO2+Al2O3+Fe2O3 | 분% | 701 | 50 |
| SiO3 | 최대% | 5 | 5 | |
| 수분 함량 | 최대% | 3 | 3 | |
| 손실에 점화(LOI) | 최대% | 51 | 51 | |
| 옵션 화학 요구사항 | 사용할 수 있 알칼리 | 최대% | 1.5 | 1.5 |
| 물리적 요구 사항 | 미세(+325Mesh) | 최대% | 34 | 34 |
| Pozzolanic 활동/시멘트(7 일) | 분% | 75 | 75 | |
| Pozzolanic 활동/시멘트(28 일) | 분% | 75 | 75 | |
| 물 요구 사항 | 최대% | 105 | 105 | |
| 오토클레이브 팽창 | 최대% | 0.8 | 0.8 | |
| 유니폼 requirements2: 밀도 | 최대% | 5 | 5 | |
| 유니폼 requirements2:고움 | 최대% | 5 | 5 | |
| 인적 요구사항 | 여러 개의 요인(LOI x 훌륭함) | 255 | — | |
| 의 증가 건조 수축 | 최대% | .03 | .03 | |
| 균일성 요구 사항:항공 entraining agent | 최대% | 20 | 20 | |
| 시멘트/알칼 반응:박격포장(14 일) | 최대% | 0.020 | — |
참고:
- ASTM 요구 사항은 6 퍼센트
- 밀도와 미세의 개별 샘플지 않으며 따라서 평균에 의해 설립 이전 10 테스트 나 모든 위험을 경우 개수가 10 개 이상의 최대 비율을 표시합니다.
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