Fortau
Fly Ash Fakta For Highway Ingeniører
Kapittel 1 – Fly Ash-En Engineering Material
- Hvorfor Fly Ash?
- Produksjon
- Håndtering
- Egenskaper
- Kvaliteten På Flyveaske
Hvorfor Flyveaske?
Hva er flyveaske? Flyveaske er den finfordelte rest som skyldes forbrenning av pulverisert kull og transporteres fra forbrenningskammeret av eksosgasser. Over 61 millioner tonn (68 millioner tonn) flyveaske ble produsert i 2001.
Hvor kommer flyveaske fra? Flyveaske produseres av kullfyrte elektriske og dampgenererende anlegg. Vanligvis blir kull pulverisert og blåst med luft inn i kjelens forbrenningskammer hvor det umiddelbart antennes, genererer varme og produserer en smeltet mineralrest. Kjelerør trekker ut varme fra kjelen, kjøler røykgassen og forårsaker at smeltet mineralrester herdes og danner aske. Grove askepartikler, referert til som bunnaske eller slagg, faller til bunnen av forbrenningskammeret, mens de lettere fine askepartiklene, kalt flyveaske, forblir suspendert i røykgassen. Før uttømming av røykgassen fjernes flyveaske av partikkelemisjonskontrollenheter, for eksempel elektrostatiske utfellinger eller filterstoffposehus (Se Figur 1-1).
Hvor brukes flyaske? For tiden brukes over 20 millioner tonn (22 millioner tonn) flyveaske årlig i en rekke tekniske applikasjoner. Typiske highway engineering applikasjoner inkluderer: portland sement betong (PCC), jord og vei base stabilisering, flytbare fyll, fugemasse, strukturelle fyll og asfalt filler.
Hva gjør flyveaske nyttig? Fly aske er mest brukt som en pozzolan I PCC applikasjoner. Pozzolaner er kiselholdige eller kiselholdige og aluminøse materialer, som i finfordelt form og i nærvær av vann reagerer med kalsiumhydroksyd ved vanlige temperaturer for å produsere sementholdige forbindelser.
den unike sfæriske formen og partikkelstørrelsesfordelingen av flyveaske gjør den til et godt mineralfyller i hma-applikasjoner (hot mix asfalt) og forbedrer fluiditeten til flytbar fylling og fugemasse. Konsistensen og overflod av flyveaske på mange områder gir unike muligheter for bruk i strukturelle fyll og andre motorveisapplikasjoner.
miljøfordeler. Bruk av flyveaske, spesielt i betong, har betydelige miljøfordeler, inkludert: (1) øke levetiden til betongveier og konstruksjoner ved å forbedre betongens holdbarhet, (2) netto reduksjon i energibruk og klimagass og andre ugunstige luftutslipp når flyveaske brukes til å erstatte eller fortrenge produsert sement, (3) reduksjon i mengden kullforbrenningsprodukter som må kastes på deponier, og (4) bevaring av andre naturressurser og materialer.Figur 1-1: metode for flyaskeoverføring kan være tørr, våt eller begge deler.
Produksjon
Flyveaske er produsert ved forbrenning av kull i elektriske verktøy eller industrielle kjeler. Det er fire grunnleggende typer kullfyrte kjeler: pulverisert kull (PC), stoker-fyrte eller reiser rist, syklon, og fluidized-bed forbrenning (FBC) kjeler. PC-kjelen er den mest brukte, spesielt for store elektriske generatorer. De andre kjeler er mer vanlig på industrielle eller kraftvarmeanlegg. Fly aske produsert AV FBC kjeler er ikke vurdert i dette dokumentet. Flyveaske fanges fra røykgassene ved hjelp av elektrostatiske utfellinger (ESP) eller i filterstoffsamlere, ofte referert til som baghouses. De fysiske og kjemiske egenskapene til flyveaske varierer mellom forbrenningsmetoder, kullkilde og partikkelform.
| Millioner Tonn | Prosent | ||
|---|---|---|---|
| Produsert | 61.84 | 68.12 | 100.0 |
| Brukt | 19.98 | 22.00 | 32.3 |
som vist I Tabell 1-1, av 62 millioner tonn (68 millioner tonn) flyveaske produsert I 2001 ble bare 20 millioner tonn (22 millioner tonn), eller 32 prosent av totalproduksjonen, brukt. Følgende er en oversikt over flyveaskebruk, hvorav mye brukes i transportbransjen.
| Millioner Tonn | Prosent | ||
|---|---|---|---|
| Sement/Betong | 12,16 | 13,40 | 60,9 |
| 0,73 | 0,80 | 3,7 | |
| 2,91 | 3,21 | 14,6 | |
| 0,93 | 1,02 | 4,7 | |
| 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 |
Håndtering
med vann og transportert (sluses) til en lagringsdam på stedet.
den tørre oppsamlede asken lagres normalt og håndteres ved hjelp av utstyr og prosedyrer som ligner de som brukes til håndtering av portland sement:flyaske kan overføres ved hjelp av luftsklier, bøttetransportører og skruetransportører, eller det kan pneumatisk transporteres gjennom rørledninger under positive eller negative trykkforhold
tørr oppsamlet flyveaske kan også fuktes med vann og fuktemidler, når det er aktuelt, ved hjelp av spesialutstyr (betinget) og trukket i dekket dumper for spesielle applikasjoner som strukturelle fyll. Vannkondisjonert flyveaske kan lagres på arbeidsplasser. Utsatt lagret materiale må holdes fuktig eller dekket med presenninger, plast eller tilsvarende materialer for å hindre støvutslipp.
Egenskaper
Størrelse og Form. Flyveaske er vanligvis finere enn portland sement og kalk. Flyveaske består av silt-sized partikler som vanligvis er sfæriske, vanligvis varierer i størrelse mellom 10 og 100 mikron (Figur 1-2). Disse små glasskulene forbedrer flyt og bearbeidbarhet av fersk betong. Finhet er en av de viktige egenskapene som bidrar til den pozzolanske reaktiviteten til flyveaske.
Figur 1-2: fly askepartikler ved 2000 x forstørrelse.
Kjemi. Flyveaske består hovedsakelig av oksider av silisium, aluminium jern og kalsium. Magnesium, kalium, natrium, titan og svovel er også til stede i mindre grad. Når det brukes som mineralblanding i betong, klassifiseres flyveaske som Enten klasse C eller klasse F aske basert på dens kjemiske sammensetning. American Association Of State Highway Transportation Officials (aashto) M 295 definerer den kjemiske sammensetningen Av klasse C Og Klasse F flyveaske.klasse c aske er vanligvis avledet fra sub-bituminøse kull og består hovedsakelig av kalsium alumino-sulfat glass, samt kvarts, tricalcium aluminate, og gratis kalk (CaO). Klasse c aske er også referert til som høy kalsium flyveaske fordi den vanligvis inneholder mer enn 20 prosent CaO.klasse F aske er vanligvis avledet fra bituminøs og antrasittkull og består hovedsakelig av et alumino-silikatglass, med kvarts, mullitt og magnetitt også til stede. Klasse F, eller lav kalsium flyveaske har mindre enn 10 prosent CaO.
| Forbindelser | Fly Aske Klasse F | Portland Sement | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| sio2 | 55 | 40 | 23 | al203 | 26 | 17 | 4 |
| fe2o3 | 7 | 6 | 2 | ||||
| cao (lime) | 9 | 64 | 2 | ||||
| so3 | 1 | 3 | 2 |
Farge. Flyveaske kan være brun til mørkegrå, avhengig av kjemiske og mineralske bestanddeler. Tan og lyse farger er vanligvis forbundet med høyt kalkinnhold. En brunaktig farge er vanligvis forbundet med jerninnholdet. En mørk grå til svart farge er vanligvis tilskrevet en forhøyet uforbrent karboninnhold. Fly askefarge er vanligvis veldig konsistent for hvert kraftverk og kullkilde.
Figur 1-3: Typiske askefarger
Kvaliteten På Flyveaske
Kvalitetskrav for flyveaske varierer avhengig av tiltenkt bruk. Flueaskekvaliteten påvirkes av drivstoffegenskaper (kull), co-firing av drivstoff (bituminøse og sub-bituminøse kull), og ulike aspekter av forbrennings – og røykgassrensings – / oppsamlingsprosessene. De fire mest relevante egenskapene til flyveaske for bruk i betong er tap på tenning (LOI), finhet, kjemisk sammensetning og ensartethet.LOI ER en måling av uforbrent karbon (kull) som er igjen i asken og er en kritisk egenskap for flyveaske, spesielt for betongapplikasjoner. Høye karbonnivåer, typen karbon (dvs. aktivert), samspillet mellom oppløselige ioner i flyveaske og variabiliteten av karboninnhold kan føre til betydelige luftinntrengningsproblemer i fersk betong og kan påvirke betongens holdbarhet negativt. AASHTO og ASTM angir grenser for LOI. Noen statlige transportavdelinger vil imidlertid spesifisere et lavere nivå for LOI. Karbon kan også fjernes fra flyveaske.
Noen flyaskebruk påvirkes ikke AV LOI. Fyllstoff i asfalt, flytbar fyll og strukturelle fyll kan akseptere flyveaske med forhøyet karboninnhold.
Finhet av flyveaske er nært knyttet til driftstilstanden til kullknuserne og grindbarheten til kullet selv. For flyveaske bruk i betong applikasjoner, er finhet definert som vektprosent av materialet beholdt på 0.044 mm (no. 325) sil. En grovere gradering kan resultere i en mindre reaktiv aske og kan inneholde høyere karboninnhold. Begrensninger på finhet er adressert AV ASTM og state transportation department spesifikasjoner. Flyveaske kan behandles ved screening eller luftklassifisering for å forbedre finheten og reaktiviteten.
Noen ikke-konkrete applikasjoner, for eksempel strukturelle fyll, påvirkes ikke av flyveaske-finhet. Men andre programmer som asfalt filler, er i stor grad avhengig av fly aske finhet og partikkelstørrelsesfordeling.
Kjemisk sammensetning av flyveaske relaterer seg direkte til mineralkjemien til moderkullet og eventuelle ekstra brensel eller tilsetningsstoffer som brukes i forbrennings-eller etterforbrenningsprosessene. Forurensningsteknologien som brukes, kan også påvirke flyasens kjemiske sammensetning. Elektriske kraftverk brenner store mengder kull fra flere kilder. Kull kan blandes for å maksimere generasjonseffektiviteten eller for å forbedre stasjonens miljøprestasjon. Kjemien i flyveaske blir kontinuerlig testet og evaluert for spesifikke bruksområder.
Noen stasjoner brenner selektivt bestemte kull eller modifiserer deres tilsetningsstoffformulering for å unngå å forringe askekvaliteten eller for å gi en ønsket flyveaskekjemi og egenskaper.
Ensartethet av flyveaskeegenskaper fra forsendelse til forsendelse er avgjørende for å kunne levere et konsistent produkt. Flyveaske kjemi og egenskaper er vanligvis kjent på forhånd, så betongblandinger er designet og testet for ytelse.
Kontrollert Lav Styrke Materiale (CLSM)
Prøvetaking og Testing Fly Aske eller Naturlige Pozzolans For Bruk Som Et Mineral Blanding I Portland Sement Betong
ASTM C 618
Fly Aske og Rå Eller Kalsinert Naturlig Pozzolan For Bruk som Et Mineral Blanding I astm C 593
fly aske OG andre pozzolans for bruk med kalk
Standard Praksis for å karakterisere fly aske For Bruk I Jord Stabilisering
guide for bruk Av Kull Forbrenning Biprodukter I Strukturelle Fyll
Kvalitetssikring og Kvalitetskontroll kriterier varierer for hver bruk av flyveaske fra stat til stat og kilde til kilde. Noen stater krever sertifiserte prøver fra siloen på et bestemt grunnlag for testing og godkjenning før bruk. Andre opprettholder lister over godkjente kilder og aksepterer prosjektleverandørers sertifiseringer av flueaskekvalitet. Graden av krav til kvalitetskontroll avhenger av den tilsiktede bruken, den spesielle flyveaske og dens variabilitet. Testkrav er vanligvis etablert av den enkelte spesifiserende byråer.Figur 1-4: Mikroskopiske fotografier av flyveaske (venstre) og portland sement (høyre).
| Klasse F | Klasse C | |||
|---|---|---|---|---|
| kjemiske krav | sio2 + al2o3 + fe2o3 | min% | 701 | 50 |
| sio3 | maks% | 5 | 5 | |
| fuktighetsinnhold | maks% | 3 | 3 | |
| maks% | 51 | |||
| valgfritt kjemisk Krav | Tilgjengelige alkalier | max% | 1.5 | 1.5 |
| Fysiske Krav | Finhet (+325 Mesh) | maks% | 34 | 34 |
| pozzolanic aktivitet/sement (7 dager) | min% | 75 | 75 | |
| pozzolanic Aktivitet/sement (28 dager) | min% | 75 | ||
| vann krav | maks% | 105 | ||
| autoklavutvidelse | maks% | 0,8 | ||
| ensartede krav2: tetthet | maks% | 5 | ||
| Ensartede krav2: Finhet | maks% | 5 | ||
| Valgfrie Fysiske Krav | Flere faktorer (LOI x finhet) | 255 | — | |
| økning i tørking krymping | maks% | .03 | .03 | |
| Ensartethetskrav: luftinnføring agent | max% | 20 | 20 | |
| Sement/Alkali Reaksjon: Mørtel utvidelse (14 dager) | maks% | 0.020 | — |
er mindre enn 10, med mer enn de maksimale prosentene som er angitt.
Leave a Reply