시멘트 생산 분야에서의 활동 개선 플라이애시 클링커 의존도를 줄이는 데 있어 항상 핵심 과제였습니다. 한 건축자재 연구 설계 연구소는 원래 플라이애시(비표면적 290m²/kg, 활성도 지수 72.3%)를 고활성 물질로 성공적으로 전환했습니다. 초미립 플라이애시 비표면적 ≥500 m²/kg을 갖는 이 제품은 Φ4.2m×13m 튜브 밀의 기계화학적 활성화 기술을 통해 제조되었습니다. 그 결과, 28일 활성 지수는 91.1%로 증가했습니다.
레이저 입자 크기 분석은 다음과 같은 변화를 나타냈습니다: 평균 입자 크기(디50)는 28.45 μm에서 11.14 μm로 급격히 감소했습니다. 3 μm 미만의 미세 입자 비율은 6.43%에서 16.39%로 증가했습니다. 특성 입자 크기(X')는 26 μm 감소했습니다. 이러한 변화는 활성 SiO₂와 Ca(OH)₂의 수화 반응 효율을 크게 향상시켰습니다. 생성된 CSH 겔의 양은 30% 이상 증가했고, 시멘트 페이스트 미세 구조의 밀도는 25% 증가했습니다.
세 가지 주요 효과는 재료 속성을 재구성합니다.
미세골재 충진효과
초미립 플라이애시(93.3%, 45μm 미만 입자)의 입도 분포는 시멘트와 경사 혼합을 형성합니다. 이는 시멘트 입자 사이의 틈을 메웁니다. 결과적으로 결합재의 겉보기 밀도는 18%만큼 증가합니다.
20%일 때 초미립 플라이애시 P·O42.5 시멘트에 첨가하면 표준 점도의 물 요구량은 1.8%만큼만 증가합니다. 3일 압축강도는 23.4MPa로 유지됩니다. 28일 압축강도는 48.2MPa에 도달하여 순수 클링커 시멘트의 성능에 근접합니다.
화산재 활동 효과
분쇄 과정에서 유리 미세구가 파쇄되어 더 많은 활성 부위가 노출됩니다. 이는 40%에 의해 시멘트 수화 생성물과의 2차 반응 속도를 증가시킵니다.
시험 결과, 20% 초미립 플라이애시를 첨가한 콘크리트는 28일 압축강도 50.3MPa를 달성했습니다. 이는 생 플라이애시를 첨가한 콘크리트보다 13.6% 더 높은 수치입니다. 염화물 이온 침투 저항성이 두 단계 향상되었고, 철근 보호 능력도 크게 향상되었습니다.
입자 형태학 베어링 효과
주사전자현미경으로 관찰한 결과, 초미립 플라이애시의 구형 SiO₂ 미세구가 45%에서 78%로 증가했습니다. 콘크리트에서는 "볼 베어링" 효과를 나타냅니다. 초기 슬럼프는 210mm이며, 60분 후에는 30mm만 감소합니다. 이는 50%가 생 플라이애시보다 훨씬 우수하여 작업성이 크게 향상되었습니다.
산업용 애플리케이션의 비용 절감 및 효율성 향상
시멘트 회사의 Φ4.2m 튜브 밀 생산 라인에서 0.7‰ 분쇄 보조제를 최적화하여 생산량을 증가시켰습니다. 분쇄 시스템 용량은 시간당 70톤에서 100톤으로 증가했습니다. 단위 전력 소비량은 톤당 35kWh 미만으로 제어되었습니다.
콘크리트 응용 분야의 성능 혁신
C30 콘크리트 배합에서 초미립 플라이애시를 시멘트 30%로 대체했을 때, 28일 압축강도는 29.9MPa에 도달하여 기존 플라이애시 대비 13.7% 더 높아졌습니다. 50회 동결융해 사이클 후 강도 손실은 기존 플라이애시 대비 8.9%에 불과한 5.2%에 불과했습니다. 해양 엔지니어링 콘크리트에서 초미립 플라이애시의 미세 충진 효과는 염화물 이온 확산계수를 42%만큼 감소시켜 철근 부식 기간을 20년 이상으로 연장합니다. 특히, 폴리카르복실레이트계 고성능 감수제와의 우수한 상용성을 나타내어 60분 슬럼프 유지율이 180mm에 달하여 레미콘 콘크리트의 장거리 운송 요건을 충족합니다.
결론
분쇄 기술에 의해 촉진된 재료 혁명은 근본적으로 입자 미분화를 통해 산업 고형 폐기물의 잠재 가치를 끌어내는 것을 목표로 합니다. 플라이애시는 복합 재료의 "수동적 첨가제"에서 "능동적 최적화" 기능성 미네랄 혼화제로 진화하고 있습니다. 이러한 변화는 시멘트 산업의 비용 절감 및 효율 향상이라는 실질적인 요구를 충족할 뿐만 아니라 친환경 건축 자재의 미래 비전을 구현합니다. 분쇄 공정과 표준 시스템의 지속적인 개선을 통해 고활성 초미분 플라이애시는 콘크리트 재료의 성능 한계를 재정의할 준비가 되어 있습니다. 플라이애시는 "이중 탄소" 목표 하에서 순환 경제에 중요한 기술적 지원을 제공합니다.
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