Trong lĩnh vực sản xuất xi măng, cải thiện hoạt động của tro bay luôn là vấn đề then chốt trong việc giảm sự phụ thuộc vào clinker. Một viện nghiên cứu và thiết kế vật liệu xây dựng đã chuyển đổi thành công tro bay ban đầu (diện tích bề mặt riêng 290 m²/kg, chỉ số hoạt động 72,3%) thành tro bay có hoạt tính cao tro bay siêu mịn với diện tích bề mặt riêng ≥500 m²/kg. Điều này đạt được thông qua công nghệ hoạt hóa cơ học hóa học của máy nghiền ống Φ4,2m×13m. Kết quả là, chỉ số hoạt động 28 ngày của nó tăng lên 91,1%.
Phân tích kích thước hạt bằng laser cho thấy những thay đổi sau: kích thước hạt trung bình (D50) giảm mạnh từ 28,45 μm xuống 11,14 μm. Tỷ lệ các hạt mịn nhỏ hơn 3 μm tăng từ 6,43% lên 16,39%. Kích thước hạt đặc trưng (X') giảm 26 μm. Những thay đổi này cải thiện đáng kể hiệu suất phản ứng hydrat hóa của SiO₂ và Ca(OH)₂ hoạt động. Lượng gel CSH tạo ra tăng hơn 30% và mật độ của cấu trúc vi mô của hồ xi măng tăng 25%.
Ba hiệu ứng chính tái tạo các đặc tính vật liệu
Hiệu ứng lấp đầy vi cốt liệu
Phân bố kích thước hạt của tro bay siêu mịn (93,3% hạt <45μm) tạo thành hỗn hợp gradient với xi măng. Hỗn hợp này lấp đầy các khoảng trống giữa các hạt xi măng. Kết quả là, khối lượng riêng của vật liệu kết dính tăng lên 18%.
Khi 20% tro bay siêu mịn được thêm vào xi măng P·O42.5, nhu cầu nước về độ đặc tiêu chuẩn chỉ tăng 1,8%. Cường độ nén 3 ngày vẫn ở mức 23,4 MPa. Cường độ nén 28 ngày đạt 48,2 MPa, gần với hiệu suất của xi măng clinker nguyên chất.
Tác động của hoạt động tro núi lửa
Trong quá trình nghiền, các vi cầu thủy tinh vỡ ra và để lộ nhiều vị trí hoạt động hơn. Điều này làm tăng tốc độ phản ứng thứ cấp với các sản phẩm hydrat hóa xi măng lên 40%.
Các thử nghiệm cho thấy bê tông có tro bay siêu mịn 20% đạt cường độ nén 28 ngày là 50,3 MPa. Cao hơn bê tông có tro bay thô 13,6%. Khả năng chống thấm ion clorua được cải thiện hai cấp độ và khả năng bảo vệ cốt thép được tăng cường đáng kể.
Hiệu ứng hình thái hạt
Kính hiển vi điện tử quét cho thấy các vi cầu SiO₂ hình cầu trong tro bay siêu mịn tăng từ 45% lên 78%. Trong bê tông, chúng tạo ra hiệu ứng “ổ bi”. Độ sụt ban đầu là 210 mm, chỉ giảm 30 mm sau 60 phút. Điều này cải thiện 50% so với tro bay thô, tăng đáng kể khả năng làm việc.
Giảm chi phí và cải thiện hiệu quả trong các ứng dụng công nghiệp
Trong dây chuyền sản xuất máy nghiền ống Φ4.2m của một công ty xi măng, việc tối ưu hóa với chất trợ nghiền 0,7‰ đã làm tăng sản lượng. Công suất hệ thống nghiền tăng từ 70 tấn/giờ lên 100 tấn/giờ. Mức tiêu thụ điện năng của đơn vị được kiểm soát dưới 35 kWh/tấn.
Một cuộc cách mạng về hiệu suất trong các ứng dụng bê tông
Trong hỗn hợp bê tông C30, khi tro bay siêu mịn thay thế 30% xi măng, cường độ nén 28d đạt 29,9 MPa, cao hơn 13,7% so với nhóm tro bay ban đầu. Độ bền bị mất sau 50 chu kỳ đóng băng-tan băng chỉ là 5,2%, so với 8,9% của nhóm tro bay ban đầu. Trong bê tông kỹ thuật hàng hải, hiệu ứng lấp đầy vi mô của tro bay siêu mịn làm giảm hệ số khuếch tán ion clorua xuống 42%, kéo dài thời gian ăn mòn cốt thép lên hơn 20 năm. Đáng chú ý, nó cho thấy khả năng tương thích tuyệt vời với chất siêu dẻo polycarboxylate, với giá trị duy trì độ sụt 60 phút là 180 mm, đáp ứng nhu cầu vận chuyển đường dài của bê tông trộn sẵn.
Phần kết luận
Cuộc cách mạng vật liệu được thúc đẩy bởi công nghệ nghiền về cơ bản nhằm mục đích mở khóa giá trị tiềm ẩn của chất thải rắn công nghiệp thông qua quá trình vi hạt. Tro bay đang phát triển từ một “chất phụ gia thụ động” trong vật liệu composite thành một hỗn hợp khoáng chức năng “tối ưu hóa chủ động”. Sự thay đổi này không chỉ đáp ứng nhu cầu thực tế về giảm chi phí và nâng cao hiệu quả trong ngành xi măng mà còn thể hiện tầm nhìn tương lai của vật liệu xây dựng xanh. Với sự lặp lại liên tục của các quy trình nghiền và hệ thống tiêu chuẩn, tro bay siêu mịn có hoạt tính cao đang sẵn sàng xác định lại ranh giới hiệu suất của vật liệu bê tông. Nó cung cấp hỗ trợ công nghệ quan trọng cho nền kinh tế tuần hoàn theo các mục tiêu “carbon kép”.
Bột Epic
Epic Powder, hơn 20 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành bột siêu mịn. Tích cực thúc đẩy sự phát triển trong tương lai của bột siêu mịn, tập trung vào quá trình nghiền, xay, phân loại và sửa đổi bột siêu mịn. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn miễn phí và các giải pháp tùy chỉnh! Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi tận tâm cung cấp các sản phẩm và dịch vụ chất lượng cao để tối đa hóa giá trị chế biến bột của bạn. Epic Powder—Chuyên gia chế biến bột đáng tin cậy của bạn!
