在粉磨水泥時(shí),為改善水泥工作性能、調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級(jí)、增加水泥產(chǎn)量等而摻入的人工或天然的礦物材料,稱為水泥混合材。目前,水泥企業(yè)所用的混合材主要是工業(yè)廢渣。按其性能不同,通常分為活性和非活性混合材兩大類,其中前者用量較大。物理激活也稱機(jī)械激活,對(duì)專業(yè)混凝土粉煤灰、礦渣、煤矸石等具有很好的處理效果。超細(xì)粉磨可以使粉煤灰顆粒粒徑變小,比表面積增加,有效填充于水泥硬化漿體的孔隙,起到密實(shí)增強(qiáng)的作用。同時(shí),超細(xì)顆粒表面出現(xiàn)錯(cuò)位、點(diǎn)缺陷和結(jié)構(gòu)缺陷,表面自由能增加,活性提高。在水泥水化過程中超細(xì)粉煤灰會(huì)與水泥初期水化生成的氫氧化鈣發(fā)生二次水化反應(yīng),不但有助于提高水泥后期強(qiáng)度,而且降低體系堿度,改善耐久性。混凝土粉煤灰批發(fā)供應(yīng)商超細(xì)粉粒徑比水泥粒徑小很多,其密實(shí)填充效應(yīng)將水泥空隙中的水置換出來,抵消了比表面積高而增加的濕潤水部分,所以摻加超細(xì)粉會(huì)不提高而是減少水泥需水量。另超細(xì)粉顏色較深能改善水泥顏色,增強(qiáng)水泥和減水劑的適應(yīng)性。
總體而言,我國粉煤灰立法有如下幾個(gè)明顯的特點(diǎn):一,就污染治理而言,粉煤灰被作為一般固體廢物加以管理,適用現(xiàn)行的環(huán)境保護(hù)法律規(guī)定,尤其是《固體廢物污染環(huán)境防治法》的規(guī)定,由環(huán)保部門負(fù)責(zé)執(zhí)法。雖然在法律、行政法規(guī)、規(guī)章層面,都沒有專門的粉煤灰防治法律規(guī)定,但現(xiàn)行環(huán)保法律相對(duì)比較健全,對(duì)于專業(yè)混凝土粉煤灰治理的措施與美國、歐盟、英國等發(fā)達(dá)國家的做法基本相同。實(shí)踐中粉煤灰污染嚴(yán)重,一方面是因?yàn)槿狈Ω哚槍?duì)性的法律規(guī)定,簡(jiǎn)單按照固體廢物進(jìn)行管理,更主要的方面則是因?yàn)椤坝蟹ú灰馈痹斐傻?,因此主要屬于?zhí)法范疇的問題。二,就綜合利用而言,自上世紀(jì)九十年代以來甚至更早,就一直有專門的行政法規(guī)、部門規(guī)章或者規(guī)范性文件,鼓勵(lì)專業(yè)混凝土粉煤灰的綜合利用,原先由國家經(jīng)貿(mào)委等經(jīng)濟(jì)主管部門負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作,目前主要由國家發(fā)改委負(fù)責(zé)。雖然綜合利用的終極目的是為了保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,但是在這些專門規(guī)定中,幾乎沒有專門的環(huán)境治理規(guī)定,全部的規(guī)定都是為了促進(jìn)資源的利用。 同時(shí),粉煤灰進(jìn)入利用環(huán)節(jié)以后,其存在形態(tài)從固體廢物變?yōu)楦鞣N產(chǎn)品或者制成品(混凝土、粉煤灰磚、路基、大壩等),無法繼續(xù)適用環(huán)保法律以固體廢物來加以治理,導(dǎo)致粉煤灰利用環(huán)節(jié)環(huán)保法律與環(huán)境政府監(jiān)管的缺位。
2000 年山西省火電裝機(jī)容量為1 290 萬kW,至2013 年增長(zhǎng)了3 倍,達(dá)到5 202 萬kw。全省發(fā)電量由2000 年的620 億kw 增長(zhǎng)到2013 年的2527 億kw 粉煤灰也由2000 年的805 萬噸增長(zhǎng)到2013 年的4799 萬噸(約占全國專業(yè)混凝土粉煤灰總產(chǎn)生量的8.4 %)。由于燃煤品質(zhì)下降以及低熱值煤發(fā)電項(xiàng)目的逐步實(shí)施,燃料發(fā)熱量低,灰分普遍提高,專業(yè)混凝土粉煤灰產(chǎn)生量年增長(zhǎng)速度較發(fā)電量增長(zhǎng)速度快。
對(duì)于水泥廠可采用“先磨后混”的后摻法,即超細(xì)粉不用經(jīng)過粉磨直接按確定的摻加量在混合材出磨時(shí)后摻,節(jié)省電費(fèi)和球耗。專業(yè)混凝土粉煤灰具體做法:經(jīng)過水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)確定粉煤灰超細(xì)粉具體摻加量后,對(duì)于無均化設(shè)備的可在磨尾提升機(jī)處按比例加入混合材中,隨出磨料一同進(jìn)選粉機(jī)。專業(yè)混凝土粉煤灰超細(xì)粉因其比表面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水泥其他組分,能直接被選粉機(jī)均勻地選走,有效確保水泥的均勻性。
近年來,許多混凝土公司發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)的混凝土出現(xiàn)刺鼻的氨味,而且在驗(yàn)收粉煤灰時(shí)進(jìn)行需水量比試驗(yàn)也常伴有刺鼻的氨味。出現(xiàn)氨味的混凝土有時(shí)候還伴有凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)或漲模等現(xiàn)象,有的甚至因含氣量過高而造成混凝土強(qiáng)度大幅度下降,從而導(dǎo)致嚴(yán)重的工程質(zhì)量事故。上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要是混凝土中摻入的脫硝專業(yè)混凝土粉煤灰。脫硝作為節(jié)能減排的一項(xiàng)重要指標(biāo),許多燃煤電廠都增加了脫硝裝置,所以近年來脫硝粉煤灰量有所增加。正常情況下的脫硝粉煤灰與傳統(tǒng)專業(yè)混凝土粉煤灰沒有明顯的區(qū)別,應(yīng)用于混凝土中也不會(huì)對(duì)混凝土性能產(chǎn)生較大的不利影響。但當(dāng)脫硝過程出現(xiàn)問題,粉煤灰中含有的脫硝副產(chǎn)物NH4HSO4和(NH4)2SO4含量較高時(shí),生產(chǎn)的混凝土就會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)、產(chǎn)生刺激性氣體、強(qiáng)度下降等問題。如某工程使用了摻入非正常脫硝粉煤灰的混凝土,結(jié)果混凝土出現(xiàn)了和易性差、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度降低等問題,導(dǎo)致拆模后混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷.
粉煤灰是我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一,隨著電力工業(yè)的發(fā)展,燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。對(duì)于粉煤灰治理問題,各國通常同時(shí)采取了污染治理和綜合利用兩種方法。在專業(yè)混凝土粉煤灰污染治理上,我國還缺乏更具針對(duì)性的法律規(guī)定,執(zhí)法上更是存在“有法不依”的問題。在粉煤灰綜合利用方面,我國同樣環(huán)保法律與環(huán)境政府監(jiān)管的缺位。本文為解決我國當(dāng)前存在的粉煤灰污染治理和綜合利用方面存在的相互脫節(jié)等問題,提出了相關(guān)政策建議。專業(yè)混凝土粉煤灰,也稱煤灰,是人們?cè)谌粘I钪袑?duì)燃煤工業(yè)排放的粉煤灰的一種通俗稱法。根據(jù)原煤炭部于1996年頒布的《煤炭工業(yè)粉煤灰綜合利用管理辦法實(shí)施細(xì)則》,“粉煤灰是指礦區(qū)燃煤電廠、煤矸石電廠、煤氣站和各類鍋爐房排放的煙道灰、爐底渣和溢流渣。”