คุณสมบัติทางกายภาพของเถ้าลอยและผลกระทบต่อวิทยาศาสตร์วัสดุ

เถ้าลอยเป็นขยะหลักจากโรงไฟฟ้าถ่านหิน คุณสมบัติทางกายภาพของเถ้าลอยมีผลอย่างมากต่อวิทยาศาสตร์วัสดุ คุณสมบัติของเถ้าลอย เช่น ความหนาแน่นและ ขนาดอนุภาคส่งผลกระทบต่อการใช้งานในวัสดุก่อสร้างและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของเถ้าลอยนั้นมีความลึกซึ้ง และศักยภาพของเถ้าลอยในวิทยาศาสตร์วัสดุกำลังถูกสำรวจ ซึ่งอาจนำเสนอแนวทางใหม่ที่ยั่งยืนสำหรับการปกป้องสิ่งแวดล้อม

คุณสมบัติทางกายภาพของเถ้าลอย เช่น ความหนาแน่นและขนาดอนุภาค:

เถ้าลอยมีคุณสมบัติทางกายภาพ เช่น ความหนาแน่น ความหนาแน่นรวม และความละเอียด ซึ่งเป็นการสะท้อนในระดับมหภาคของเถ้าลอย เคมี และ แร่ องค์ประกอบ เถ้าลอยมีความหนาแน่น 1.9 ถึง 2.9 g/cm³ ความหนาแน่นรวมอยู่ที่ 0.531 ถึง 1.261 g/cm³ พื้นที่ผิวจำเพาะอยู่ที่ 800 ถึง 19,500 cm²/g โดยการดูดซับไนโตรเจน และ 1,180 ถึง 6,530 cm²/g โดยการซึมผ่านของอากาศ ความละเอียดและขนาดอนุภาคของเถ้าเชื้อเพลิงที่บดละเอียดมีความสำคัญ สิ่งเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อกิจกรรมและคุณสมบัติอื่นๆ เถ้าเชื้อเพลิงที่บดละเอียดยิ่งมาก สัดส่วนของผงละเอียดก็จะมากขึ้น และมีกิจกรรมมากขึ้น

อิทธิพลของคุณสมบัติทางกายภาพของเถ้าเชื้อเพลิงที่บดละเอียดต่อประสิทธิภาพของวัสดุ:

คุณสมบัติทางกายภาพของเถ้าลอยส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพในการทำงานของวัสดุ ตัวอย่างเช่น ความละเอียดและขนาดของอนุภาคของเถ้าลอยอาจส่งผลต่อการดูดซับความชื้นของซีเมนต์ ซึ่งจะส่งผลต่อความแข็งแรงและความทนทานของวัสดุ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการเติมเถ้าเชื้อเพลิงที่บดละเอียดจะส่งผลกระทบต่อวัสดุที่มีน้ำมาก ซึ่งจะทำให้เวลาในการก่อตัว ความหนาแน่น และปริมาณความชื้นเปลี่ยนไป ซึ่งจะส่งผลต่อคุณสมบัติทางวิศวกรรมของวัสดุด้วย การเติมเถ้าลอยลงไปอีกจะลดความแข็งแรงสูงสุดของวัสดุที่มีน้ำมาก แต่จะเพิ่มความแข็งแรงคงเหลือของวัสดุ โมดูลัสความยืดหยุ่นและการเสียรูปจะลดลงด้วย นอกจากนี้ กิจกรรมปอซโซลานของเถ้าลอยสามารถทำปฏิกิริยากับผลิตภัณฑ์การดูดซับความชื้นของซีเมนต์ได้ ซึ่งจะทำให้เกิดเจล CSH ซึ่งจะเพิ่มความแข็งแรงและความหนาแน่นของสารละลาย

การประยุกต์ใช้เถ้าลอยในการพัฒนาวัสดุใหม่:

เถ้าลอยที่มีฤทธิ์คล้ายเถ้าภูเขาไฟถูกนำมาใช้ในการผลิตวัสดุก่อสร้างชนิดใหม่ ตัวอย่างเช่น เถ้าลอยสามารถใช้เป็นส่วนผสมของซีเมนต์ได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของซีเมนต์ ลดการใช้ และลดต้นทุน ในคอนกรีต เถ้าเชื้อเพลิงที่บดละเอียดสามารถปรับปรุงการทำงาน ความลื่นไหล และการทำงานได้ นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานในระยะยาวได้อีกด้วย นอกจากนี้ เถ้าเชื้อเพลิงที่บดละเอียดยังใช้ทำจีโอโพลิเมอร์ เซรามิกสังเคราะห์ และฉนวนกันไฟได้ นอกจากนี้ยังใช้ในวัสดุก่อสร้างอัจฉริยะชนิดใหม่ด้วย

กิจกรรมปอซโซลานิกของเถ้าลอยส่งผลต่อปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของซีเมนต์อย่างไร:

เถ้าลอยมีกิจกรรมของเถ้าภูเขาไฟ โดยจะทำปฏิกิริยากับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ (Ca(OH)2) จากการไฮเดรชั่นของซีเมนต์ ปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดสารประสาน เช่น แคลเซียมซิลิเกตไฮเดรชั่นและแคลเซียมอะลูมิเนตไฮเดรชั่น ผลิตภัณฑ์เหล่านี้สามารถเพิ่มความแข็งแรงและทำให้คอนกรีตเหนียวขึ้นได้ นอกจากนี้ยังสามารถต้านทานการกัดกร่อนได้อีกด้วย SiO2 และ Al2O3 ที่ใช้งานอยู่ในเถ้าลอยจะทำปฏิกิริยากับ Ca(OH)2 ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างหลังจากการไฮเดรชั่นของซีเมนต์ ทำให้เกิดสารประสานที่แข็งตัว สารเหล่านี้จะเติมเต็มเส้นเลือดฝอยของคอนกรีตและปรับปรุงโครงสร้างภายในของคอนกรีต เป็นผลให้ความหนาแน่นและความแข็งแรงของคอนกรีตเพิ่มขึ้น

ปัจจัยหลายประการส่งผลต่อกิจกรรมของเถ้าภูเขาไฟในเถ้าลอย ได้แก่ องค์ประกอบทางเคมี พื้นที่ผิว ขนาดของอนุภาค และอุณหภูมิในการเผา SiO2 และ Al2O3 ที่เป็นแก้วในเถ้าลอยเป็นแหล่งกำเนิดกิจกรรมหลักของเถ้าภูเขาไฟ โดยจะทำปฏิกิริยากับ Ca(OH)2 ในระหว่างการเติมน้ำ ทำให้เกิดเจลแคลเซียมซิลิเกตและแคลเซียมอะลูมิเนตที่เติมน้ำ เจลเหล่านี้มีความสำคัญต่อความแข็งแรงของคอนกรีต

นอกจากนี้ กิจกรรมปอซโซลานของเถ้าเชื้อเพลิงที่บดละเอียดยังเกี่ยวข้องกับรูปแบบทางกายภาพอีกด้วย ไมโครสเฟียร์แก้วในเถ้าลอยมีพื้นผิวเรียบและหนาแน่น ไมโครสเฟียร์ช่วยลดปริมาณน้ำ ทำให้คอนกรีตมีความหนาแน่นและเป็นเนื้อเดียวกัน และปรับปรุงการไหลของคอนกรีต นอกจากนี้ยังช่วยในการเพิ่มความชื้นในขั้นต้นของซีเมนต์ และปรับปรุงคุณสมบัติการแข็งตัวของคอนกรีตอีกด้วย

อิทธิพลของกิจกรรมปอซโซลานิกของเถ้าเชื้อเพลิงบดบนปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของซีเมนต์ยังสะท้อนให้เห็นในประเด็นต่อไปนี้ด้วย:

1. ปรับปรุงความสม่ำเสมอของซีเมนต์เพสต์ เพิ่มความสม่ำเสมอ ลดการซึมและการแบ่งชั้น

2. เถ้าลอยสามารถปรับปรุงการไหลและการสูบฉีดของคอนกรีตได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในคอนกรีตที่มีอัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ต่ำ

3. ปฏิกิริยาปอซโซลานของเถ้าลอยทำให้อัตราการไฮเดรชั่นของซีเมนต์ช้าลง ส่งผลให้อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นในคอนกรีตจากความร้อนจากไฮเดรชั่นลดลง และช่วยป้องกันการแตกร้าวจากอุณหภูมิในคอนกรีต

4. ส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ในเถ้าเชื้อเพลิงที่บดละเอียดจะทำปฏิกิริยากับเอททริงไจต์ในซีเมนต์ ส่งผลให้ปริมาณเอททริงไจต์ที่เกิดขึ้นลดลง และยังเพิ่มผลิตภัณฑ์ไฮเดรชั่นอื่นๆ อีกด้วย การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ส่งผลต่อโครงสร้างของเอททริงไจต์ ส่งผลให้ความแข็งแรงในการอัดตัวของวัสดุที่มีน้ำสูงลดลง

โดยสรุป เถ้าเชื้อเพลิงที่บดละเอียดจากกิจกรรมภูเขาไฟจะทำปฏิกิริยากับ Ca(OH)2 จากการเติมน้ำในซีเมนต์ ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์จากการเติมน้ำมากขึ้น ทำให้คอนกรีตมีความแข็งแรง ทนทาน และโครงสร้างภายในดีขึ้น จึงทำให้คุณสมบัติของคอนกรีตดีขึ้นด้วย

บทสรุป

การศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของเถ้าลอยมีความสำคัญ เนื่องจากจะช่วยเพิ่มคุณค่าของเถ้าลอยในสาขาวิทยาศาสตร์วัสดุ การวิจัยในอนาคตอาจรวมถึงการจัดประเภทเถ้าเชื้อเพลิงบดอย่างละเอียด การปรับปรุงการใช้งานในปูนซีเมนต์และคอนกรีต การพัฒนาการใช้งานที่มีมูลค่าสูง และการสำรวจการใช้งานใหม่ในงานด้านสิ่งแวดล้อมและเกษตรกรรม การศึกษาเหล่านี้สามารถปรับปรุงการใช้งานเถ้าเชื้อเพลิงบดได้ นอกจากนี้ยังสามารถส่งเสริมการปกป้องสิ่งแวดล้อมและการพัฒนาอย่างยั่งยืนได้อีกด้วย