在混凝土的配制過程中,摻加粉煤灰可以節(jié)省水泥,具有一定的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。本文在研究混凝土、粉煤灰、水泥等物質(zhì)基本性質(zhì)的基礎(chǔ)上,用控制變量法的思想,設(shè)計了幾組實驗,對比分析了不同粉煤灰摻量和細度對配制的混凝土性能的影響。(1)在專業(yè)二級粉煤灰摻量對混凝土性能的影響實驗中,在其他條件都相同的情況下,取5 種摻量百分比:40%、30%、20%、10%、0%,并對它們配制的混凝土的抗壓強度作對比分析,實驗結(jié)果表明:粉煤灰混凝土的前期強度增長慢,后期強度提升大;適量粉煤灰的摻入會提高混凝土強度,摻量取20%為宜。專業(yè)二級粉煤灰(2)在粉煤灰細度對混凝土性能的影響實驗中,在其他條件都相同的情況下,用細度分別為13.20μm、11.00μm和9.30μm的粉煤灰配制混凝土,并對它們的抗壓強度作對比分析,實驗結(jié)果表明:粉煤灰的細度值越小,制成的混凝土的抗壓強度越大。
為加強對粉煤灰再利用環(huán)節(jié)的污染治理,當(dāng)前亟需盡快制定粉煤灰相關(guān)產(chǎn)品的環(huán)境安全檢測強制性標(biāo)準(zhǔn),為環(huán)保部門執(zhí)法和再利用企業(yè)的再利用活動提供明確的指引。粉煤灰的污染防治工作不僅包括其排放前的預(yù)防工作和排放后的治理工作,還應(yīng)當(dāng)包括對其相關(guān)產(chǎn)品的環(huán)境安全檢測工作。我國現(xiàn)行立法中尚未制定專門標(biāo)準(zhǔn)對粉煤灰相關(guān)產(chǎn)品中的各種有毒微量元素和放射性元素的含量進行檢測,需要說明的是,這種標(biāo)準(zhǔn)并不是粉煤灰相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),而是將粉煤灰相關(guān)產(chǎn)品放在各種可能導(dǎo)致其中的有毒微量元素和放射性元素釋放的條件下,對粉煤灰相關(guān)產(chǎn)品進行試驗,看其是否會對粉煤灰相關(guān)產(chǎn)品的環(huán)境安全性進行檢測的標(biāo)準(zhǔn)。粉煤灰相關(guān)產(chǎn)品只有在達到環(huán)境安全檢測標(biāo)準(zhǔn)中的各項要求時,才能將其投放到市場中,并進行動態(tài)跟蹤監(jiān)管。環(huán)境安全檢測標(biāo)準(zhǔn)的制定,不僅有利于推動粉煤灰綜合利用技術(shù)的研究,更有利于減少粉煤灰二次污染的可能性。
利用粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚的技術(shù)關(guān)鍵除原材料的品種、性能外,還在于:①粉煤灰與粘土、頁巖的混合均勻程度,如何使粉煤灰在粘土、頁巖中混合分布均勻;②與所要生產(chǎn)磚的規(guī)格、品種相適應(yīng)的擠出成型的工藝參數(shù)及擠出機性能;③成型坯體的密實度;④相應(yīng)的干燥、燒成及碼、搬運技術(shù)水平,在這4方面,我國在技術(shù)上還未成熟,仍需進一步研究開發(fā)和探索。從南京、鞍山、秦皇島引進的生產(chǎn)技術(shù)及裝備所建設(shè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)運作情況看也說明了這一問題。在這些生產(chǎn)線引進合同中都規(guī)定了粉煤灰重量摻入比例為50%,甚至更高,但經(jīng)生產(chǎn)實踐均沒有達到。
在蒸制粉煤灰磚發(fā)展過程中,由于國內(nèi)采購不到蒸壓釜以及后來為了降低投資而采用養(yǎng)護窯(不用蒸壓釜)用普通蒸汽養(yǎng)護生產(chǎn)粉煤灰磚坯,該工藝曾一度普遍發(fā)展。由于反應(yīng)溫度低、水化硅酸鹽產(chǎn)物少、結(jié)晶度不夠,雖然抗壓強度勉強可以滿足承重墻體要求,但其干燥收縮值大,用該磚建造的建筑,建成后一段時間(一般在半年至1年內(nèi)),在山墻、內(nèi)承重墻及窗臺下產(chǎn)生不同程度裂紋。最嚴重的發(fā)生在60、70年代的湖南株洲市粉煤灰磚混建筑的內(nèi)外墻體涉及建筑物安全而拆除。因此,使整個普通蒸汽養(yǎng)護粉煤灰磚發(fā)展受挫,一部分企業(yè)不得不因此被迫停產(chǎn)。為了解決這一問題,研究決定停止發(fā)展普通蒸汽養(yǎng)護粉煤灰磚,改變工藝路線,在技術(shù)政策上決定大力發(fā)展高壓蒸汽養(yǎng)護粉煤灰磚,磚的收縮大大改善,用該類磚建筑的建筑墻體及窗臺下裂縫大大減少,程度大大減輕。但通過對大量建筑物調(diào)查裂縫并未從根本消除,特別是在窗臺下仍生產(chǎn)輕微的裂縫,這說明該磚雖經(jīng)蒸壓,但收縮值仍未達到要求,為了比較徹底地解決粉煤灰磚墻體裂縫問題,必須通過改進配方,正確選擇原材料,調(diào)整混合料級配,采用輪碾攪拌混合,加強混合料消化,提高磚坯成型壓力,最好雙面加壓,以提高磚坯的密實度,提高蒸壓養(yǎng)護的溫度(相應(yīng)飽和蒸汽壓力應(yīng)在10~12大氣壓以上),以增加水化硅酸鹽產(chǎn)物數(shù)量和改善結(jié)晶狀況,產(chǎn)生更多的托勃莫來石晶體,改善結(jié)晶度和晶型,使磚的抗壓強度達到200 kg/cm2以上。采取上述綜合措施可以進一步減少粉煤灰磚的收縮,可以比較好地解決粉煤灰墻體的裂縫問題。若采用粉煤灰、石灰與一定級配的中砂配料,經(jīng)高壓力壓制成型和更高壓力蒸汽養(yǎng)護也可獲得較高磚強度和較低收縮值。
粉煤灰作為一種十分常見的礦物摻合料,其質(zhì)量差別很大,經(jīng)常有劣質(zhì)粉煤灰混入,給生產(chǎn)和質(zhì)量控制帶來麻煩。這里所說的劣質(zhì)粉煤灰主要包括分Ⅲ級灰和統(tǒng)灰以及假灰和不適合商品混凝土使用的粉煤灰。這些劣質(zhì)粉煤灰的主要特點是:玻璃珠體少,需水量大,使用后易造成混凝土泌水或滯后泌水,不但不能改善混凝土和易性,反而降低混凝土的工作性能。此外,劣質(zhì)粉煤灰的使用易導(dǎo)致混凝土28d強度不足,后期強度增長低,造成混凝土工程質(zhì)量不合格。